CN101627243B

CN101627243B - 阀开度检测装置

Info

Publication number: CN101627243B
Application number: CN2007800340251A
Authority: CN
Inventors: 龟泽二郎
Original assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Current assignee: Tomoe Technical Research Co Ltd
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2012-04-04
Anticipated expiration: 2027-02-26
Also published as: WO2008117344A1; CN101627243A; JP4245190B2; JPWO2008117344A1

Abstract

本发明提供一种阀开度检测装置，其零件数量少，节省空间，而且通过一次调整即可调整多个限位开关，可通过转动所需的角度控制开关的ON/OFF，能提高作业效率。其结构特征在于，具有与和阀装置的阀体一体转动的阀杆同步转动的检测轴，在该检测轴上连接有一体转动的蜗杆，筒状部件可自由转动地插在该检测轴上，将具有与该蜗杆相啮合的蜗轮的凸轮一体转动地连接于该筒状部件，可作动限位开关。

Description

阀开度检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测阀装置的阀体的全闭、全开位置及发出阀体驱动用马达的ON/OFF控制信号的装置，特别涉及一种能容易且确实地对用于检测阀体的全开、全闭位置及发出马达的ON/OFF控制信号的限位开关的作动位置进行确定或变更的阀开度检测装置。

背景技术

碟阀及球阀等阀门装置中的阀体驱动用作动器多使用电动马达作为驱动源。这种作动器具有与转动阀门装置的阀体的阀杆相连接的输出轴，通过安装于与该输出轴或与阀杆同步的检测轴上的凸轮和由该凸轮作动的限位开关，检测阀体的全闭、全开位置，使电动马达ON/OFF，将阀体置于全闭或全开的位置。这样的阀开度检测装置，被例如实公平7-10147号公报(日本专利文献1)及特开平8-21555号公报(日本专利文献2)等所公开。

日本专利文献1所公开的结构是当安装于驱动阀体的输出轴上的限位凸轮转动一定角度时，安装于该限位凸轮下方位置的限位棘爪与限位开关的撞栓相接，从而可以控制该限位开关的ON/OFF。然而，该公知的装置的限位棘爪和限位开关撞栓分别由螺钉加以固定以便能微调各自的位置，在调整阀开度全闭位置时，需要将这些螺钉一个个地松开，拧紧固定，一边微调一边进行调整作业，另外，为了固定限位棘爪而拧紧螺钉时，有可能产生位置偏离。进一步，这样的调整会积累各个结构部件的位移及嵌合部的细微差异，而且需要调节每个限位开关，导致作业非常困难，同时耗费大量时间，因此可能因调整不到位而导致效果降低。

日本专利文献2所公开的结构是为了能够实施全闭位置的调整等而并进移动各个限位开关，从而能够进行微调。然而，这种阀开度检测装置，部件数量多，限位开关数量增加就使得在构造上需要更大空间，再加上全闭位置的微调需要对每个限位开关都进行调整，使调整作业变得麻烦。

日本专利文献1：日本实公平7-10147号公报

日本专利文献2：日本特开平8-21555号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明是鉴于上述问题点而开发的，其提供了一种部件数量少、节省空间、通过一次调整即可调整多个限位开关、能按所需角度控制开关的ON/OFF、提高作业效率的阀开度检测装置。

课题的解决方案

为解决上述课题，本发明采用的装置的特征在于，具有与和阀装置的阀体一体转动的阀杆同步转动的检测轴，在筒方向上由一端到另一端形成有一定宽度缝隙的横截面大致呈C字形的筒状部件可自由转动地插在该检测轴上，具有介入于该横截面大致呈C字形的筒状部件的缝隙中的突出部的凸轮外插于横截面大致呈C字形的筒状部件上，使至少与阀体的全闭和全开位置整合作动限位开关的该凸轮与横截面大致呈C字形的筒状部件在转动方向上一体化，蜗杆固定在检测轴上，与该蜗杆啮合的蜗轮安装在横截面大致呈C字形的筒状部件上或凸轮上，蜗杆和蜗轮的相对转动传递到横截面大致呈C字形的筒状部件上，使得检测轴与横截面大致呈C字形的筒状部件的连接位置可自由变化，通过转动该横截面大致呈C字形的筒状部件，可变更凸轮与限位开关的接触位置。

本发明采用的装置的特征在于，可通过适宜地设定凸轮和突出部的位置，对每个凸轮设定凸轮作动限位开关的作动位置，可通过将作动位置各不相同的多个凸轮外插于横截面大致呈C字形的筒状部件上，通过每个凸轮各不相同的作动位置作动限位开关。

本发明采用的装置的特征在于，与蜗杆啮合的蜗轮一体地安装在外插在横截面大致呈C字形的筒状部件上的一个凸轮上或横截面大致呈C字形的筒状部件上，通过一体地安装了该蜗轮的凸轮或横截面大致呈C字形的筒状部件，一体地转动筒状部件及外插在横截面大致呈C字形的筒状部件的其它凸轮，使得凸轮和限位开关的接触位置能够变更、调整。

本发明采用的装置的特征在于，与横截面大致呈C字形的筒状部件一体转动地连接的各个凸轮的平面形状具有形成于该凸轮上的孔和从该孔的直径方向上的中心起算的半径较大的沿半径方向向外突出的大直径部，通过该大直径部的形成位置设定作动限位开关的ON/OFF的时机。

本发明采用的装置的特征在于，在插接在横截面大致呈C字形的筒状部件的轴向上的多个凸轮之间设有使凸轮保持一定间隔的间隔件，间隔件为一体地立设于凸轮上的板状的立起部。

发明的效果

本发明由具有蜗杆的检测轴，以及可装卸地安装在能与该检测轴同轴且相对该检测轴独立转动的筒状部件上的多个凸轮，由一体转动的筒状部件以及多个凸轮所构成的凸轮单元构成。在构成该凸轮单元的多个凸轮中的至少一个凸轮上，一体地形成有可与上述蜗杆啮合的蜗轮，与检测轴一体转动的蜗杆啮合。这样，通过适当地转动蜗杆，凸轮单元可与检测轴同轴一体且相对转动适当角度。所以，具有通过调整一次转动位置即可调整多个限位开关，若对蜗杆与蜗轮的各齿及螺距进行适当细化，就可获得微调简易、且调整时不需要工具的效果。

根据本发明，可以准确且确定地进行阀门装置的阀体的全闭、全开位置的检测及阀体驱动用马达的ON/OFF控制位置的检测或限位开关的作动位置的确定。

另外，通过如上所述地构成阀开度检测装置，可以减少部件的数量，可达到节省空间的目的，还可通过转动所需角度控制开关的ON/OFF。进一步，在增设限位开关时，可以几乎不变部件数量及占有空间而实现对增设部分的限位开关的ON/OFF控制。相反，在减少限位开关数量时，具有仅需要将管状的间隔件安装于筒状部件上代替凸轮即可的优点，具有能够提高作业效率的效果。

具体实施方式

下面参照附图详细说明本发明的实施方式。图1中，(1)为凸轮单元，(2)为限位开关单元。图1是适用于本发明的具有凸轮单元(1)和限位开关单元(2)的阀门装置(未图示)中的阀开度检测装置(3)整体的立体图。如图1所示，本实施方式中的阀开度检测装置(3)具有收纳构成该装置(3)的各个部件、同时为配设一定配置而在上部开口的有底的大致呈箱形的壳体(4)以及关闭该上部开口的大致呈板状的盖体(5)。壳体(4)中的大致中央部设有含从该壳体(4)的底面垂直竖立的检测轴(6)的凸轮单元(1)。紧靠在该凸轮单元(1)，靠近该凸轮单元(1)设有限位开关单元(2)，与该凸轮单元(1)的一定动作相连动进行ON/OFF操作。

凸轮单元(1)的主要构成部件即检测轴(6)装在贯穿壳体(4)的大致中央、用于安装检测轴(6)的固定孔(7)中，通过固定具(7a)(7b)(7c)(7d)(7e)可自由转动地立设于壳体(4)底部的下面侧。检测轴(6)的上部装有防止该检测轴(6)倾倒的、上部穿设有圆孔(8)的大体呈∏字形的支撑具(9)，其基端部(10)(10)由螺钉(11)(11)固定于壳体(4)上。该检测轴(6)的上端部装有与该检测轴(6)一体转动的开度指示针(12)，紧靠开度指示针(12)的下方，有固定于上述的支撑具的开度表示板(13)，根据该开度指示针(12)和开度表示板(13)之间的相对转动位置关系，便可凭视认阀门装置的阀的开度。为了能够从外部视认开度表示板(13)及开度指示针(12)，理所当然可以将盖体(5)的一部乃至全部设为透明状。

在壳体(4)内设有大小各一个端子单元(14)(15)，使得构成上述限位开关单元(2)的各个限位开关(16a)(16b)(16c)(16d)和搭载于外部电源及作动器上的阀驱动用电动马达等(未图示)可以简单地实现电连接。为了此处的导线的进出，在壳体(4)的侧壁的一定部位形成有连通内外的导线用孔(17)。

图2为阀开度检测装置(3)的分解立体图。参照图2，凸轮单元(1)具有检测轴(6)，蜗杆(18)，以及由为使该蜗杆(18)与检测轴(6)一体转动而在该检测轴(6)上固定设置蜗杆(18)的蜗杆夹具(19)构成的、相互始终一体转动的第1一体转动部(20)。另外，凸轮单元(1)具有由可自由转动地插接于检测轴(6)的、横截面大致呈C字形的筒状部件(21)和可装卸地接插于该筒状部件(21)且与该筒状部件(21)一体转动的多个凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)构成的第2一体转动部(23)。第2一体转动部(23)的构成要件筒状部件(21)和多个凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)相互始终一体转动，但也可相对于上述检测轴(6)进行相对转动。装在筒状部件(21)上的凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)中，至少有一个凸轮(22a)一体地形成有与固定于上述检测轴(6)上的蜗杆(18)相啮合的蜗轮部(24)，在对第1一体转动部(20)安装第2一体转动部(23)时，将该凸轮(22a)上形成的蜗轮部(24)啮合于该蜗杆(18)上。该状态如图3所示。

如图3所示，蜗杆(18)的转动轴设置成与检测轴(6)的转动轴垂直，蜗轮部(24)设置成与该检测轴(6)的转动轴同轴转动。蜗杆(18)上固定设有以其转动轴为中心转动的圆板状的拧手(25)，通过转动该拧手，使该蜗杆(18)同轴转动。该蜗杆(18)的转动传递到与检测轴(6)同轴转动的蜗轮部(24)。因此，通过适当转动上述拧手(25)，便可使第2一体转动部(23)相对于第1一体转动部(20)转动与该转动量相对应的量。当然，检测轴(6)与形成阀门装置的阀体开关时的转动轴的阀杆同步转动，转动该阀杆时，检测轴(6)也与其同步转动与该转动量相对应的量。

如图2至图5所示，检测轴(6)为具有一定长度及外径的圆柱状物体；筒状部件(21)为具有与该检测轴(6)的外径大体相同的内径的大致圆筒状的物体，长度比检测轴(6)的长度稍短。在筒状部件(21)上，形成有从其下端到上端的具有一定宽度的缝隙(26)。可装卸地外插于该筒状部件(21)上且与该筒状部件(21)一体转动的各凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)是形成一定平面形状的金属平板经压制成型而制得的立体形状的部件，由与筒状部件(21)的轴方向垂直的平面部和从该平面部垂直竖起的垂直部所构成。在各凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)的平面部的大致中央部位，穿设有具有与上述筒状部件(21)的外径大致相同直径的大致圆形插通孔(27a)(27b)(27c)(27d)。在该插通孔(27a)(27b)(27c)(27d)的一定部位，具有与形成于上述筒状部件(21)的缝隙(26)的宽度的相同程度宽度的、朝该插通孔(27a)(27b)(27c)(27d)的中心稍微突出地凸设的凸部(28a)(28b)(28c)(28d)。

将凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)外插于筒状部件(21)时，在将上述凸部(28a)(28b)(28c)(28d)的位置嵌合在该筒状部件(21)的缝隙(26)中，同时将该筒状部件(21)插通该凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)的插通孔27a)(27b)(27c)(27d)。通过这种结构，凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)便可装卸地外插于筒状部件(21)，同时可以使凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)与该筒状部件(21)的转动一体转动。在凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)的插通孔(27a)(27b)(27c)(27d)的周缘部，形成有由平面部垂直竖起的倾倒防止部(29a)(29b)(29c)(29d)，在凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)安装于筒状部件(21)的状态下，可以防止该凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)发生相对于该筒状部件的倾倒。凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)的平面外形大致呈圆形，但是具有从插通孔(27a)(27b)(27c)(27d)的中心起算的半径较小的小直径部(30a)(30b)(30c)(30d)和半径较大的大直径部(31a)(31b)(31c)(31d)。在从小直径部(30a)(30b)(30c)(30d)到大直径部(31a)(31b)(31c)(31d)的周缘部，具有由平面部垂直竖起一定高度的立起部(32a)(32b)(32c)(32d)，且在相当于其直径位置的部位上也具有垂直竖起一定高度的比较细长的立起部(33b)(33c)(33d)，其起到间隔件的作用。

本实施方式的凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)合计为4个，以筒状部件(21)为中心轴设置成4段重叠。这样构成的凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)中位于最上段的一个凸轮(22a)，如图4所示，其平面部的外周部的一部分具有形成锯齿状与上述蜗杆相啮合的蜗轮部(24)，成为蜗轮一体型的凸轮(22a)。当然，在最上段以外的凸轮(22b)(22c)(22d)上，没有形成这种锯齿状的蜗轮部(24)的必要，最上段以外的凸轮(22b)(22c)(22d)大体上形成如图5所示的形状。将像这样形成的凸轮(22b)(22c)(22d)依次外插于筒状部件(21)上，构成第2一体转动部(23)，在将其对第1一体转动部(20)外插的同时，将位于最上段的形成有蜗轮状的凸轮(22a)的蜗轮部(24)啮合于第1一体转动部(20)的蜗杆(18)上，使得即使这些第1一体转动部(20)和第2一体转动部(23)转动位置可能有相对偏差也能够相互一体转动。

如图2、图6所示，本实施方式的限位开关单元(2)将各自独立的完全相同的限位开关(16a)(16b)(16c)(16d)按完全相同方向进行4段重叠，用螺钉固定于壳体(4)上。各限位开关(16a)(16b)(16c)(16d)具有限位开关主体(35a)(35b)(35c)(35d)，该限位开关主体(35a)(35b)(35c)(35d)的一侧面部设有具有辊(36a)(36b)(36c)(36d)的撞栓(37a)(37b)(37c)(37d)，在另一侧面设有与通过按下该撞栓(37a)(37b)(37c)(37d)而开关电路的开关(38a)(38b)(38c)(38d)相连接的端子(39a)(39b)(39c)(39d)。

如图6所示，如上构成的凸轮单元(1)和限位开关单元(2)设置成相互接近状态。各自的位于最上部的凸轮(22a)和位于最上部的限位开关(16a)相对应，位于上起第2段的凸轮(22b)和位于上起第2段的限位开关(16b)相对应，位于上起第三段的凸轮(22c)和位于上起第三段的限位开关(16c)相对应，位于最下段的凸轮(22d)和位于最下段的限位开关(16d)相对应。

该凸轮单元(1)的4段重叠的凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)的平面形状各不相同。特别是，对于由小直径部(30a)(30b)(30c)(30d)到大直径部(31a)(31b)(31c)(31d)的基端部位(40a)(40b)(40c)(40d)和在插通孔(27a)(27b)(27c)(27d)周缘形成的凸部(28a)(28b)(28c)(28d)的相对位置，因各凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)而异，预先进行不同的设定。因此，从图6中可以看出，即使位于最下段的凸轮(22d)与位于最下段的限位开关(16d)的撞栓(37d)的辊(36d)形成接触状态，而上起第三段的凸轮(22c)和与其相对应的上起第三段的限位开关(16c)处于不相接触的即将要接触的状态，其上，位于上段的凸轮(22a)(22b)和限位开关(16a)(16b)处于完全不相接触的状态。将该状态平面视图化后得到图7。并且，限位开关(16a)(16b)(16c)(16d)的辊(36a)(36b)(36c)(36d)位于凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)的小直径部的状态下，凸轮(22a)(22b)(22c)(22d)和限位开关(16a)(16b)(16c)(16d)处于相互漂离的状态就不能进行ON/OFF的操作。

如图7所示，相对于位于最上段的凸轮(22a)的小直径部(30a)变到大直径部(31a)的基端部位(40a)，位于上起第2段的从凸轮(22b)的小直径部(30b)变到大直径部(31b)的基端部位(40b)的相对角度偏差为1°～3°左右。然后，相对于位于最上段的凸轮(22a)的从小直径部(30a)变到大直径部(31a)的基端部位(40a)，位于上起第三段的凸轮(22c)的从小直径部(30c)变到大直径部(31c)的基端部位(40c)的相对角度偏差为90°。进一步，相对于位于最上段的凸轮(22a)的从小直径部(30a)变到大直径部(31a)的基端部位(40a)，位于最下段的凸轮(22d)的从小直径部(30d)变到大直径部(31d)的基端部位(40d)的相对角度偏差为87～89°。

这样，例如，在使用4个限位开关的情况下，最上段的作为全闭用的限位开关(16a)、上起第2个作为关闭预备限位开关(16b)、第三个作为全开用的限位开关(16c)、最下段的作为全开预备限位开关(16d)来使用。全闭用和全开用限位开关(16a)(16c)在b接点使用，关闭预备、开启预备限位开关(16b)(16d)在a接点使用。阀在全闭时，位于最上段的凸轮(22a)和上起第2个凸轮(22b)作动与其相对应的限位开关(16a)(16b)。最上段的限位开关(16a)将马达用电路设为“开”，马达不通电，全闭表示灯所表示的电路为“闭”，全闭表示灯点亮。第2限位开关(16b)对其它机器发出阀“闭”的信号。

此处，马达向开方向转动时，伴随着马达的转动，阀就向开方向转动。阀由全闭向开方向作动，最上段的凸轮(22a)与限位开关(16a)相脱离，全闭灯表示的电路为“闭”，灯熄灭，马达的关闭侧的电路变为“闭”，进入预备状态。阀从全闭位置转动1～3°，第2个凸轮(22b)与限位开关(16b)相脱离，停止发出预备阀“闭”的信号。进一步，阀转动到阀开度87～89°附近时，最下端的凸轮(22d)作动限位开关(16d)，发出预备“开”信号，阀转动到90°时，由上起第三个凸轮(22c)作动限位开关(16c)，马达电路变为“开”，停止对马达通电，全开表示灯表示电路变为“闭”，全闭表示灯点亮。闭侧、开侧的预备开关可以用来从阀的开度取出作动其它机器的接点信号。

附图说明

图1为本实施方式的阀开度检测装置整体的立体图。

图2为该装置的分解立体图。

图3为该装置上的凸轮单元的立体图。

图4为蜗轮型凸轮的立体图。

图5为最上段之外的(上起第2段的)凸轮的立体图。

图6为表示凸轮单元和限位开关单元的设置关系的立体图。

图7为表示凸轮单元相对于限位开关的转动的平面图。

附图标记说明

1凸轮单元

2限位开关单元

3阀开度检测装置

4壳体

5盖体

6检测轴

7固定孔

7a～e固定具

8圆孔

9支撑具

10基端部

11螺钉

12开度指示针

13开度表示板

14端子单元

15端子单元

16a～d限位开关

17导线用孔

18蜗杆

19蜗杆夹具

20第1一体转动部

21筒状部件

22a～d凸轮

23第2一体转动部

24蜗轮部

25拧手

26缝隙

27a～d插通孔

28a～d凸部

29a～d倾倒防止部

30a～d小直径部

31a～d大直径部

32a～d立起部

33b～d立起部

34螺钉

35a～d限位开关主体

36a～d辊

37a～d撞栓

38a～d开关

39a～d端子

40a～d基端部位

Claims

1.一种阀开度检测装置，其特征在于，具有与和阀装置的阀体一体转动的阀杆同步转动的检测轴，在筒方向上由一端到另一端形成有一定宽度缝隙的横截面大致呈C字形的筒状部件可自由转动地插在该检测轴上，具有介入于该横截面大致呈C字形的筒状部件的缝隙中的突出部的凸轮外插于横截面大致呈C字形的筒状部件上，使至少与阀体的全闭和全开位置整合并且作动限位开关的该凸轮与横截面大致呈C字形的筒状部件在转动方向上一体化，蜗杆固定在检测轴上，与该蜗杆啮合的蜗轮安装在横截面大致呈C字形的筒状部件上或凸轮上，蜗杆和蜗轮的相对转动传递到横截面大致呈C字形的筒状部件上，使得检测轴与横截面大致呈C字形的筒状部件的连接位置可自由变化，通过转动该横截面大致呈C字形的筒状部件，可变更凸轮与限位开关的接触位置。

2.根据权利要求1所述的阀开度检测装置，其特征在于，可通过适宜地设定凸轮和突出部的位置，对每个凸轮设定凸轮作动限位开关的作动位置，可通过将作动位置各不相同的多个凸轮外插于横截面大致呈C字形的筒状部件上，通过每个凸轮各不相同的作动位置作动限位开关。

3.根据权利要求1或2所述的阀开度检测装置，其特征在于，与蜗杆啮合的蜗轮一体地安装在外插在横截面大致呈C字形的筒状部件上的一个凸轮上或横截面大致呈C字形的筒状部件上，通过一体地安装了该蜗轮的凸轮或横截面大致呈C字形的筒状部件，一体地转动所述横截面大致呈C字形的筒状部件及外插在横截面大致呈C字形的筒状部件的其它凸轮，使得凸轮和限位开关的接触位置能够变更、调整。

4.根据权利要求2所述的阀开度检测装置，其特征在于，与横截面大致呈C字形的筒状部件一体转动地连接的各个凸轮的平面形状具有形成于该凸轮上的孔和从该孔的直径方向上的中心起算的半径较大的沿半径方向向外突出的大直径部，通过该大直径部的形成位置设定作动限位开关的ON/OFF的时机。

5.根据权利要求2或4所述的阀开度检测装置，其特征在于，在插接在横截面大致呈C字形的筒状部件的轴向上的多个凸轮之间设有使凸轮保持一定间隔的间隔件，间隔件为一体地立设于凸轮上的板状的立起部。