CN105805399A - 一种阀门启闭助力装置 - Google Patents

Abstract

一种阀门启闭助力装置，它包括阀盖（1），双向扭簧（2），可控离合器（3），手柄（4），和阀杆（5）；双向扭簧（2）两端分别与阀盖（1）和可控离合器（3）固连，可控离合器（3）作用于手柄（4）和阀杆（5）。本发明专利在阀门启闭操作过程中需要克服大阻力矩时，通过储能力矩与操作力矩的叠加，最终提供较大的驱动力矩，实现对阀门的启闭操作。

Description

一种阀门启闭助力装置

技术领域

本发明专利涉及阀门领域，尤其涉及一种阀门启闭助力装置。

技术背景

在阀门的开启和关闭过程中，需要克服的阻力矩是在一定范围内变化的，必须使驱动力矩大于等于阀门启闭过程中的最大阻力矩才能顺利完成启闭操作。若提供的驱动力矩小于需要克服的最大阻力矩，则无法完成对阀门的启闭操作。

发明内容

克服现有技术的不足，本发明专利提供了一种阀门启闭助力装置，在阀门启闭操作过程中需要克服大阻力矩时，通过储能力矩与操作力矩的叠加，最终提供较大的驱动力矩，实现对阀门的启闭操作。

本发明专利所采用的技术方案是：一种阀门启闭助力装置，它包括阀盖，双向扭簧，可控离合器，手柄和阀杆，双向扭簧两端分别与阀盖和可控离合器固连，可控离合器作用于手柄和阀杆。

本发明专利所述阀门启闭助力装置的工作过程为：

阀门标准规定，转动阀杆时，从上往下看顺时针转动为关闭，逆时针转动为开启。

开启过程：在阀门开启过程中需要克服大阻力矩时，控制可控离合器（3），使其与手柄（4）固连，与阀杆（5）脱开；顺时针转动手柄（4），使其带动双向扭簧（2）转动进行储能；控制可控离合器（3），使其同时与手柄（4）和阀杆（5）固连；逆时针转动手柄（4），此时人手施加的操作力矩与双向扭簧（2）的恢复力矩共同作用于阀杆（5），克服阀门开启阻力矩，实现阀门的顺利开启。

关闭过程：在阀门关闭过程中需要克服大阻力矩时，控制可控离合器（3），使其与手柄（4）固连，与阀杆（5）脱开；逆时针转动手柄（4），使其带动双向扭簧（2）转动进行储能；控制可控离合器（3），使其同时与手柄（4）和阀杆（5）固连；顺时针转动手柄（4），此时人手施加的操作力矩与双向扭簧（2）的恢复力矩共同作用于阀杆（5），克服阀门关闭阻力矩，实现阀门的顺利关闭。

阀门启闭过程中，若有必要，重新储能以实现阀门的顺利启闭。

本发明专利的有益效果是：由于设计了储能装置，操作简单，能够将小力矩叠加为大力矩，形成大的驱动力矩克服阀门启闭过程中的最大阻力矩。

附图说明

图1为本发明专利结构示意图。

图2为本发明专利一实施例的结构示意图。

图3为实施例中阀盖的示意图。

图4为实施例中杆套示意图。

图5为实施例中手柄示意图（直动机构未画出）。

图6为实施例中阀杆凹槽截面图。

图7为实施例中阀盖，双向扭簧，杆套，手柄装配示意图。

专利结构示意图标号说明：1阀盖、2双向扭簧、3可控离合器、4手柄、5阀杆。

实施例中标号说明：1阀盖、2双向扭簧、3杆套、3.1直槽、4手柄、5辅助手轮、6直动销、7连杆、8作用杆、9复位弹簧、10连接铰、11阀杆、11.1~11.7凹槽。

具体实施方式

下面结合附图及实施例进一步详述本发明，但本发明不仅限于所述实施例。

如图2所示，一种阀门启闭助力装置，它包括阀盖，双向扭簧，杆套，手柄，辅助手轮和阀杆，其特征在于：双向扭簧（2）分别与阀盖（1）和杆套（3）固连，手柄（4）安装在杆套（3）上，辅助手轮（5）安装在阀杆（11）上端。

所述的手柄（4）上带有直动装置，包括直动销（6），连杆（7），作用杆（8），复位弹簧（9）以及连接铰（10）。

如图6所示，所述的阀杆（11）上带有30°均布的凹槽（11.1~11.7）。

如图4所示，所述的杆套（3）上带有直槽（3.1）。

所述的直动装置，杆套（3）和阀杆（11）上的凹槽（11.1~1.7）共同构成可控离合器。

本发明专利的具体使用如下，本实施例以球阀的开启关闭为例：

如图2所示，此时阀门处于关闭状态，手柄（4）上的直动销（6）在复位弹簧（9）的作用下通过杆套（3）上的直槽（3.1）作用于阀杆（11）上的凹槽（11.1），固连在作用杆（8）和手柄（4）上的复位弹簧（9）处于压缩状态。

开启过程：在阀门开启前，顺时针按下手柄（4）上的作用杆（8），在连杆（7）的作用下带动直动销（6）从阀杆（11）的凹槽（11.1）中向后退入杆套（3）的直槽（3.1）中，复位弹簧（9）进一步压缩；保持这一状态顺时针转动手柄（4）90°，在直动销（6）的作用下，手柄（4）带动杆套（3）顺时针转动90°，在杆套（3）转动的同时，带动与其固连的双向扭簧（2）转动90°，使双向扭簧（2）储能；放开作用杆（8），复位弹簧（9）复位伸长带动作用杆（8）逆时针转动复位，通过连接杆（7）带动直动销（6）进入阀杆（11）的凹槽（11.4）中，完成阀门开启前的储能过程。

储能过程完成后，在双向扭簧的作用下会对阀杆产生一个逆时针的扭矩a；此时逆时针转动手柄（4），对阀杆（11）施加一个逆时针的扭矩b（假定扭矩c为一般操作者能提供的最大扭矩，则有c≥b≥a）；在扭矩ab的共同作用下阀杆（11）逆时针旋转90°，此时双向扭簧复位，无扭矩，阀门完全开启。

关闭过程：关闭阀门前，顺时针按下手柄（4）上的作用杆（8），在连杆（7）的作用下带动直动销（6）从阀杆（11）的凹槽（11.4）中向后退入杆套（3）的直槽（3.1）中，复位弹簧（9）进一步压缩；保持这一状态逆时针转动手柄（4）90°，在直动销（6）的作用下，手柄（4）带动杆套（3）逆时针转动90°，在杆套（3）转动的同时，带动与其固连的双向扭簧（2）转动90°，使双向扭簧（2）储能；放开作用杆（8），复位弹簧（9）复位伸长带动作用杆（8）逆时针转动复位，通过连接杆（7）带动直动销（6）进入阀杆（11）的凹槽（11.1）中，完成阀门开启前的储能过程。

储能过程完成后，在双向扭簧（2）的作用下会对阀杆（11）产生一个顺时针的扭矩a，由于在球阀开口度最大时，关闭阀门要克服的力矩非常小，可以直接在扭矩a的带动下带动阀杆（11）顺时针转动。随着顺时针转动扭矩a的减小和关闭阀门需要克服的力矩增大，手柄（4）与阀杆（11）转过一个角度θ（这个角度与双向扭簧（2）的刚度和该阀门的开度与负载特性有关，可以通过这两个参数的选择确定这一角度θ，根据角度θ的值来适当确定阀杆（11）上的凹槽（11.1～11.7）间的夹角α，本实施中选择α为30°，如图6所示）之后会因为力矩平衡而停止转动，现假定θ为60°。此时可再进行一次储能过程，一手作用于辅助手轮（5）防止阀杆（11）逆时针回转；另一手重复储能操作，逆时针转动手柄（4）60°，使直动销（6）从阀杆（11）的凹槽（11.1）中退出作用于阀杆（11）上的凹槽（11.6）。完成再储能之后，在双向扭簧的作用下又会对阀杆（11）产生一个顺时针的扭矩a，此时顺时针转动手柄（4），对阀杆（11）施加一个顺时针的扭矩b，在扭矩ab的共同作用下使阀杆（11）再顺时针旋转30°，阀门完全关闭。

阀门关闭后，按下手柄（4）上的作用杆（8），使直动销（6）从阀杆（11）上的凹槽（11.6）退回到杆套（3）上的直槽（3.1）中，顺时针转动手柄（4）60°；放开作用杆（8），复位弹簧（9）复位伸长带动作用杆（8）逆时针转动复位，通过连接杆（7）带动直动销（6）进入阀杆（11）的凹槽（11.1）中，使整个装置回到图1所示的初始状态。

本实施例中说明的阀门启闭过程只是本专利阀门启闭方式的一种。阀门的启闭过程需要克服的阻力矩是变化的，当阻力矩较小时可以直接作用于手柄（4）进行启闭操作；且必要时，可多次重复储能过程。

本实施例中采用手动操作，选用适当的电机驱动或其他方式驱动同样适用于本实施例。

以上描述是对本发明专利的解释，不是对发明专利的限定，图示所展示的双向扭簧（2）和手柄（4）上的直动装置（包括直动销（6），连杆（7），作用杆（8），复位弹簧（9）以及连接铰（10））以及可控离合器只是本发明专利中双向扭簧元件和直动装置的一种具体实施，本发明专利所限定的范围参见权利要求书，在不违背本发明专利精神的情况下，本发明专利可以作任何形式的修改。

Claims (2)

1.一种阀门启闭助力装置，它包括阀盖，双向扭簧，可控离合器，手柄和阀杆，其特征在于：双向扭簧（2）的两端分别固定于阀盖（1）和可控离合器（3）上，可控离合器（3）作用于手柄（4）和阀杆（5）。

2.根据权利要求1所述的一种阀门启闭助力装置，其特征在于：可以操作可控离合器（3），使其实现与手柄（4）固连；也可以操作可控离合器（3），使其实现与手柄（4）、阀杆（5）固连。