CN101718367A - 阀门电动执行器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阀门电动执行器，包括安装架、电动机、变速机构、执行传动机构和位置信号产生机构；所述变速机构包括多个齿轮和相应的齿轮转轴；所述执行传动机构包括执行轴；所述电动机通过变速机构带动所述执行轴做往复运动；所述位置信号产生装置包括一个设置在齿轮转轴上并随着该齿轮转轴转动的转盘、和用于采集所述转盘转动信息的传感元件。本发明结构较为简化、无摩擦损耗，具有较好稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于阀技术领域，具体涉及一种用于智能控制的阀门电动执行器。
背景技术
阀门电动执行器是工业智能控制系统中常用的一种阀门驱动装置。
阀门电动执行器在其运行过程中，需要向上位智能控制系统输出阀门位置信号，因此电动执行机构器包括一个阀门位置信号产生装置。传统阀门电动执行器中，一般都采用电位器作为阀门位置信号产生装置，阀门位置变化，将通过机械传动机构，使得电位器阻值发生变化，通过调整和标定，从而可根据电位器阻值来确定阀门所在位置。
这种传统的阀门电动执行器具有以下缺点：(1)由于需要机械传动机构带动，机械传动部分易因磨损而导致稳定性和精度变差；(2)电位器的滑动接触部分也会因长期的磨合而导致其阻值有所变化，导致稳定性和精度变差；(3)由于采用机械传动机构，结构较为复杂，故障源较多，且标定较为困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构较为简化、具有较好稳定性和可靠性的阀门电动执行器。
实现本发明目的的技术方案是：一种阀门电动执行器，包括安装架、电动机、变速机构、执行传动机构和位置信号产生机构；所述变速机构包括多个齿轮和相应的齿轮转轴；所述执行传动机构包括执行轴；所述电动机通过变速机构带动所述执行轴做往复运动；所述位置信号产生装置包括一个设置在齿轮转轴上并随着该齿轮转轴转动的转盘、和用于采集所述转盘转动信息的传感元件。
上述技术方案中，所述传感元件设有U形缺口，所述转盘的形状是设有缺口的圆盘，所述转盘的接近边缘处的部分盘体位于所述传感元件的U形缺口中。
上述技术方案中，所述传感元件是光电式传感器。
上述技术方案中，所述光电式传感器包括一个红外光二极管和一个与所述红外光二极管相配合的光敏晶体管，所述红外光二极管和光敏晶体管分居所述U形缺口两侧。
上述技术方案中，所述光电式传感器包括两个红外光二极管和两个与所述红外光二极管相配合的光敏晶体管，所述两个红外光二极管并排设置，所述两个光敏晶体管并排设置，所述红外光二极管和光敏晶体管分居所述U形缺口两侧，且每个光敏晶体管与相应的一个红外光二极管相配合。
上述技术方案中，所述光电式传感器还包括电路板、设置在电路板上的接线端子和设置在电路板上的金属安装片；所述转盘缺口的宽度大于所述一个红外光二极管或光敏晶体管的宽度。
上述技术方案中，所述变速机构包括套设在电动机主轴上的主动齿轮、用于带动执行轴做往复移动的从动齿轮、和传动齿轮组件。
上述技术方案中，所述传动齿轮组件包括第一传动齿轮和第二传动齿轮；所述安装架包括第一安装板和第二安装板，所述电动机固定设置在第一安装板的上表面上，所述变速机构设置在所述第一安装板和第二安装板之间；所述位置信号产生装置中的传感元件固定在第二安装板上，所述位置信号产生装置中的转盘固定在传动齿轮组件中角速度较大的一个齿轮转轴上。
上述技术方案中，所述从动齿轮的转轴设置在第二安装板中心处，所述从动齿轮转轴的下部设有外螺纹区；所述执行轴的上部是内螺纹套管，所述外螺纹套管套设在所述从动齿轮转轴的外螺纹区上。
上述技术方案中，还包括指示机构，所述指示机构包括设置在安装架上的刻度牌、和设置在执行轴上的指针；所述刻度牌中央设有轨道孔，所述指针随着所述执行轴的移动而在轨道孔中移动。
本发明具有积极的效果：
(1)本发明中，所述位置信号产生装置包括一个设置在齿轮转轴上并随着该齿轮转轴转动的转盘、和用于采集所述转盘转动信息的传感元件。利用传感元件直接采集转盘转动圈数信息，可直接换算成执行轴的移动距离，从而算出阀门开度，结构较为简化，具有较好稳定性和可靠性。
(2)本发明中，所述传感元件设有U形缺口，所述转盘的形状是设有缺口的圆盘，所述转盘的接近边缘处的部分盘体位于所述传感元件的U形缺口中。这种结构，无摩擦损耗，有效保证其可靠的使用寿命及精度稳定性。
(3)本发明中，所述光电式传感器包括一个红外光二极管和一个与所述红外光二极管相配合的光敏晶体管，所述红外光二极管和光敏晶体管分居所述U形缺口两侧。这种结构的光电式传感器正好与所述设有缺口的转盘相配合使用，所述红外光二极管对准光敏晶体管发生红外光，可被转盘盘体挡住，当转盘上的缺口转过红外光二极管时，光敏晶体管才可接收到红外光，从而采集到转盘转动的信息。由于电动机距离传感器的位置很近，如果采用传统的涡流式传感器，将会受到电动机磁性的干扰，无法保证其长期的工作稳定性与精度可靠性。
(4)本发明中，所述光电式传感器包括两个红外光二极管和两个与所述红外光二极管相配合的光敏晶体管，所述两个红外光二极管并排设置，所述两个光敏晶体管并排设置，所述红外光二极管和光敏晶体管分居所述U形缺口两侧，且每个光敏晶体管与相应的一个红外光二极管相配合。采用两个并排设置的红外光二极管及相应的光敏晶体管，可根据光敏晶体管接收到红外信号的先后顺序，准确判断出转盘的转动圈数及转动方向，由于电动机经常正转和反转，所以准确判断其转动方向，这一点尤为重要。
(5)本发明中，所述传动齿轮组件包括第一传动齿轮和第二传动齿轮；所述安装架包括第一安装板和第二安装板，所述电动机固定设置在第一安装板的上表面上，所述变速机构设置在所述第一安装板和第二安装板之间；所述位置信号产生装置中的传感元件固定在第二安装板上，所述位置信号产生装置中的转盘固定在传动齿轮组件中角速度较大的一个齿轮转轴上。这种结构极为紧凑，把传感器设置在变速齿轮组件的同一安装平面上，只是增加这一部件即可，无需改动执行器其它部分结构。
(6)本发明中，还包括指示机构，所述指示机构包括设置在安装架上的刻度牌、和设置在执行轴上的指针；所述刻度牌中央设有轨道孔，所述指针随着所述执行轴的移动而在轨道孔中移动。使用者可根据指针所处位置，直观看出所述阀门开度。
附图说明
图1为本发明的一种立体结构示意图；
图2为图1所示阀门电动执行器在移除部分部件后的一种立体结构示意图；
图3为图2所示阀门电动执行器的一种分解示意图；
图4为图1所示阀门电动执行器中位置信号产生装置的一种立体结构示意图；
图5为图1所示阀门电动执行器中传感元件的一种立体结构示意图。附图所示标记为：安装架1，第一安装板11，第二安装板12，电动机2，变速机构3，齿轮31，主动齿轮311，从动齿轮312，传动齿轮组件313，第一传动齿轮3131，第二传动齿轮3132，齿轮转轴32，从动齿轮转轴321，外螺纹区3211，执行传动机构4，执行轴41，内螺纹套管411，位置信号产生机构5，转盘51，缺口511，传感元件52，U形缺口521，红外光二极管522，光敏晶体管523，电路板524，接线端子525，金属安装片526，指示机构6，刻度牌61，指针62，轨道孔611。
具体实施方式
(实施例1)
图1至图5显示了本发明的一种具体实施方式，其中，图1为本发明的一种立体结构示意图；图2为图1所示阀门电动执行器在移除部分部件后的一种立体结构示意图；图3为图2所示阀门电动执行器的一种分解示意图；图4为图1所示阀门电动执行器中位置信号产生装置的一种立体结构示意图；图5为图1所示阀门电动执行器中传感元件的一种立体结构示意图。
本实施例是一种阀门电动执行器，见图1至图6，包括安装架1、电动机2、变速机构3、执行传动机构4、位置信号产生机构5和指示机构6；所述变速机构3包括多个齿轮31和相应的齿轮转轴32；所述执行传动机构4包括执行轴41；所述电动机2通过变速机构3带动所述执行轴41做往复运动；其特征在于：所述位置信号产生装置包括一个设置在齿轮转轴32上并随着该齿轮转轴32转动的转盘51、和用于采集所述转盘51转动信息的传感元件52。
见图2和图3，所述安装架1包括第一安装板11和第二安装板12，所述电动机2固定设置在第一安装板11的上表面上，所述变速机构3设置在所述第一安装板11和第二安装板12之间。
所述变速机构3包括套设在电动机2主轴上的主动齿轮311、用于带动执行轴41做往复移动的从动齿轮312、和传动齿轮组件313。所述传动齿轮组件313包括第一传动齿轮3131和第二传动齿轮3132。所述从动齿轮312的转轴321设置在第二安装板12中心处，所述从动齿轮转轴321的下部设有外螺纹区3211；所述执行轴41的上部是内螺纹套管411，所述外螺纹套管套设在所述从动齿轮转轴321的外螺纹区3211上。
所述指示机构6包括设置在安装架1上的刻度牌61、和设置在执行轴41上的指针62；所述刻度牌61中央设有轨道孔611，所述指针62随着所述执行轴41的移动而在轨道孔611中移动。
所述位置信号产生装置中的传感元件52固定在第二安装板12上，所述位置信号产生装置中的转盘51固定在传动齿轮组件313中角速度较大的一个齿轮转轴上。在传动齿轮组件中，如果某个齿轮转轴的角速度较大，则说明执行轴在移动相同距离时，该齿轮转轴的转动圈数较多，从而可提高本实施例的计算精度。本实施例中，所述转盘51设置在角速度较大的第一传动齿轮3131的转轴上。
见图4，所述传感元件52设有U形缺口521，所述转盘51的形状是设有缺口511的圆盘，所述转盘51的接近边缘处的部分盘体位于所述传感元件52的U形缺口521中。
本实施例中，所述传感元件52是光电式传感器。所述光电式传感器包括两个红外光二极管、两个与所述红外光二极管522相配合的光敏晶体管523、电路板524、设置在电路板524上的接线端子525和设置在电路板524上的金属安装片526；所述两个红外光二极管并排设置，所述两个光敏晶体管523并排设置，所述红外光二极管和光敏晶体管523分居所述U形缺口521两侧，且每个光敏晶体管523与相应的一个红外光二极管522相配合。所述转盘缺口511的宽度大于至少所述一个红外光二极管522或光敏晶体管523的宽度，以保证光电式传感器的工作性能。
在具体实践中，所述光电式传感器也可只包括一个红外光二极管522和一个与所述红外光二极管522相配合的光敏晶体管523。这种结构的传感元件，需要配合智能控制电路，才能判断出转盘的转动方向。
本实施例具有以下技术效果：
(1)本实施例中，所述位置信号产生装置包括一个设置在齿轮转轴32上并随着该齿轮转轴32转动的转盘51、和用于采集所述转盘51转动信息的传感元件52。利用传感元件直接采集转盘转动圈数信息，可直接换算成执行轴的移动距离，从而算出阀门开度，结构较为简化，具有较好稳定性和可靠性。
(2)本实施例中，所述传感元件52设有U形缺口521，所述转盘51的形状是设有缺口511的圆盘，所述转盘51的接近边缘处的部分盘体位于所述传感元件52的U形缺口521中。这种结构，无摩擦损耗，有效保证其可靠的使用寿命及精度稳定性。
(3)本实施例中，所述光电式传感器可只包括一个红外光二极管522和一个与所述红外光二极管522相配合的光敏晶体管523，所述红外光二极管522和光敏晶体管523分居所述U形缺口521两侧。这种结构的光电式传感器正好与所述设有缺口的转盘相配合使用，所述红外光二极管对准光敏晶体管发生红外光，可被转盘盘体挡住，当转盘上的缺口转过红外光二极管时，光敏晶体管才可接收到红外光，从而采集到转盘转动的信息。由于电动机距离传感器的位置很近，如果采用传统的涡流式传感器，将会受到电动机磁性的干扰，无法保证其长期的工作稳定性与精度可靠性。
(4)本实施例中，所述光电式传感器也可采用两个红外光二极管和两个与所述红外光二极管522相配合的光敏晶体管523，所述两个红外光二极管并排设置，所述两个光敏晶体管523并排设置，所述红外光二极管和光敏晶体管523分居所述U形缺口521两侧，且每个光敏晶体管523与相应的一个红外光二极管522相配合。采用两个并排设置的红外光二极管及相应的光敏晶体管，可根据光敏晶体管接收到红外信号的先后顺序，准确判断出转盘的转动圈数及转动方向，由于电动机经常正转和反转，所以准确判断其转动方向，这一点尤为重要。
(5)本实施例中，所述传动齿轮组件313包括第一传动齿轮3131和第二传动齿轮3132；所述安装架1包括第一安装板11和第二安装板12，所述电动机2固定设置在第一安装板11的上表面上，所述变速机构3设置在所述第一安装板11和第二安装板12之间；所述位置信号产生装置中的传感元件52固定在第二安装板12上，所述位置信号产生装置中的转盘51固定在传动齿轮组件313中角速度较大的一个齿轮转轴上。这种结构极为紧凑，把传感器设置在变速齿轮组件的同一安装平面上，只是增加这一部件即可，无需改动执行器其它部分结构。
(6)本实施例中，还包括指示机构6，所述指示机构6包括设置在安装架1上的刻度牌61、和设置在执行轴41上的指针62；所述刻度牌61中央设有轨道孔611，所述指针62随着所述执行轴41的移动而在轨道孔611中移动。使用者可根据指针所处位置，直观看出所述阀门开度。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的实质精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种阀门电动执行器，包括安装架(1)、电动机(2)、变速机构(3)、执行传动机构(4)和位置信号产生机构(5)；所述变速机构(3)包括多个齿轮(31)和相应的齿轮转轴(32)；所述执行传动机构(4)包括执行轴(41)；所述电动机(2)通过变速机构(3)带动所述执行轴(41)做往复运动；其特征在于：所述位置信号产生装置包括一个设置在齿轮转轴(32)上并随着该齿轮转轴(32)转动的转盘(51)、和用于采集所述转盘(51)转动信息的传感元件(52)。
2.根据权利要求1所述的阀门电动执行器，其特征在于：所述传感元件(52)设有U形缺口(521)，所述转盘(51)的形状是设有缺口(511)的圆盘，所述转盘(51)的接近边缘处的部分盘体位于所述传感元件(52)的U形缺口(521)中。
3.根据权利要求2所述的阀门电动执行器，其特征在于：所述传感元件(52)是光电式传感器。
4.根据权利要求3所述的阀门电动执行器，其特征在于：所述光电式传感器包括一个红外光二极管(522)和一个与所述红外光二极管(522)相配合的光敏晶体管(523)，所述红外光二极管(522)和光敏晶体管(523)分居所述U形缺口(521)两侧。
5.根据权利要求3所述的阀门电动执行器，其特征在于：所述光电式传感器包括两个红外光二极管和两个与所述红外光二极管(522)相配合的光敏晶体管(523)，所述两个红外光二极管并排设置，所述两个光敏晶体管(523)并排设置，所述红外光二极管和光敏晶体管(523)分居所述U形缺口(521)两侧，且每个光敏晶体管(523)与相应的一个红外光二极管(522)相配合。
6.根据权利要求4或5所述的阀门电动执行器，其特征在于：所述光电式传感器还包括电路板(524)、设置在电路板(524)上的接线端子(525)和设置在电路板(524)上的金属安装片(526)；所述转盘缺口(511)的宽度大于所述一个红外光二极管(522)或光敏晶体管(523)的宽度。
7.根据权利要求1所述的阀门电动执行器，其特征在于：所述变速机构(3)包括套设在电动机(2)主轴上的主动齿轮(311)、用于带动执行轴(41)做往复移动的从动齿轮(312)、和传动齿轮组件(313)。
8.根据权利要求7所述的阀门电动执行器，其特征在于：所述传动齿轮组件(313)包括第一传动齿轮(3131)和第二传动齿轮(3132)；
所述安装架(1)包括第一安装板(11)和第二安装板(12)，所述电动机(2)固定设置在第一安装板(11)的上表面上，所述变速机构(3)设置在所述第一安装板(11)和第二安装板(12)之间；所述位置信号产生装置中的传感元件(52)固定在第二安装板(12)上，所述位置信号产生装置中的转盘(51)固定在传动齿轮组件(313)中角速度较大的一个齿轮转轴上。
9.根据权利要求8所述的阀门电动执行器，其特征在于：所述从动齿轮(312)的转轴(321)设置在第二安装板(12)中心处，所述从动齿轮转轴(321)的下部设有外螺纹区(3211)；所述执行轴(41)的上部是内螺纹套管(411)，所述外螺纹套管套设在所述从动齿轮转轴(321)的外螺纹区(3211)上。
10.根据权利要求1所述的阀门电动执行器，其特征在于：还包括指示机构(6)，所述指示机构(6)包括设置在安装架(1)上的刻度牌(61)、和设置在执行轴(41)上的指针(62)；所述刻度牌(61)中央设有轨道孔(611)，所述指针(62)随着所述执行轴(41)的移动而在轨道孔(611)中移动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: MENRED CONTROLS SYSTEM (YUEQING) CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: CHEN LINAN Effective date: 20130515 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130515 Address after: 325600 No. twenty, No. 222, weft Road, Yueqing Economic Development Zone, Zhejiang, China Patentee after: MENRED CONTROLS SYSTEM (YUEQING) Co.,Ltd. Address before: 325600 traffic building 25D, Zhejiang, Yueqing Patentee before: Chen Linan |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20160624 Address after: Wenzhou City, Zhejiang Province in 325026 Port Industrial Zone No. 300 Hua Lu Ling Patentee after: ZHEJIANG MENRED COMFORT SYSTEM Co.,Ltd. Address before: 325600 No. twenty, No. 222, weft Road, Yueqing Economic Development Zone, Zhejiang, China Patentee before: MENRED CONTROLS SYSTEM (YUEQING) Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: Valve electric actuator Effective date of registration: 20230109 Granted publication date: 20130213 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Wenzhou branch Pledgor: ZHEJIANG MENRED COMFORT SYSTEM Co.,Ltd. Registration number: Y2023980030704 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Granted publication date: 20130213 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Wenzhou branch Pledgor: ZHEJIANG MENRED COMFORT SYSTEM Co.,Ltd. Registration number: Y2023980030704 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |