CN106481863A - 一种无离合手轮操作的电动执行机构 - Google Patents

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    • F16K31/53Mechanical actuating means with toothed gearing

Abstract

本发明公开了一种无离合手轮操作的电动执行机构,其传动部件包括行星齿轮(1),齿圈(2),盆齿(3),手轮(4),电机驱动轮(5),手轮蜗杆(6);所述的电机驱动轮(5)与电机输出轴齿轮相啮合;电机驱动轮(5)的驱动齿(51)与行星轮(11)的外齿相啮合;行星齿轮(1)的中间的三个行星轮的外齿同时与盆齿(3)的内齿和齿圈(2)的内齿啮合,手轮(4)的蜗杆(6)与齿圈(2)的外齿啮合;盆齿(3)和齿圈(2)的内齿的模数相等、与行星齿轮(1)的行星轮(11)模数亦相等;盆齿(3)和齿圈(2)的内齿齿数不等,盆齿(3)与齿圈(2)同心。本发明能实现无需离合的手轮操作功能,电动/手动切换便捷、无扰动,简单安全,输出效率高,采用此种行星齿轮的啮合方式,死区较小。

Description

一种无离合手轮操作的电动执行机构
技术领域
[0001] 本发明涉及一种阀门启闭或开度调节的装置,尤其是一种既能电动又能手动的阀门启闭或开度调节的装置,具体的说是一种无离合手轮操作的电动执行机构。
背景技术
[0002] 电动执行机构是工业自动化仪表中的执行单元,是利用电能作为动力源的执行机构,用于过程控制系统中各类电动阀门的控制驱动装置,被广泛用于化工、石化、电力、天然气等领域。目前常见的电动执行机构由手轮、离合器、输入输出轴、蜗轮蜗杆传动副、伺服电机等构成,按照过程控制的需要,电动执行机构均具备手动和电动操作功能。其中,蜗轮蜗杆传动副中的蜗轮通过间隙配合安装在输出轴上,离合器为牙嵌式,手动操作时,先切断伺服电机电源,再扳动切换手柄使半离合器的牙嵌爪轴向位移与蜗轮上的牙嵌爪脱开两半离合器接合,动力从手轮经离合器直接传递给输出轴;手动操作完毕时,再次扳动切换手柄,使半离合器的牙嵌爪轴向位移与蜗轮上的牙嵌爪接合,两半离合器分离,方可接通伺服电机电源进行电动操作,此时动力从伺服电机经蜗轮蜗杆传动副到半离合器然后传递给输出轴。
[0003] 专利文献1:201320846212.2公开了一种手动省力的电动执行机构,手轮组件、行星齿轮组件、离合器组件、伺服电机和蜗轮蜗杆传动副,蜗轮蜗杆传动副中的蜗轮间隙配合安装在输出轴上,离合器组件的一半活动套装在轴出轴上并能与蜗轮蜗杆传动副中的蜗轮端面上所设置的牙嵌啮合或分离,另一半与行星齿轮组件6的输出轴相连;蜗轮4与蜗杆3啮合,蜗杆3与伺服电机I的输出轴相连。这个专利文件解决了手直接驱动手轮,传递较大力矩,费力费时的问题,但为了实现手动、电动两种功能,也使用了离合器结构,结构复杂。
[0004] 为了解决上述问题,特此提出本发明。
发明内容
[0005] 本发明的目的,在于提供一种无离合手轮操作的电动执行机构。
[0006] 为了实现这些目的,采用如下技术方案:
[0007] —种无离合手轮操作的电动执行机构,包括行星齿轮I,齿圈2,盆齿3,手轮4和电机驱动轮5 ;所述的电机驱动轮5与电机输出轴齿轮相嗤合;行星齿轮I的行星轮11沿圆周均匀固定在支撑架14上并绕固定轴转动;手轮4包括手轮蜗杆6 ;电机驱动轮5穿过行星齿轮1、并且电机驱动轮5的驱动齿51与行星轮11的外齿相啮合;齿圈2与盆齿3由上而下叠放在一起;行星齿轮I的中间的三个行星轮的外齿同时与盆齿3的内齿和齿圈2的内齿啮合,手轮4的蜗杆6与齿圈2的外齿啮合,盆齿3与输出轴是刚性一体部件;盆齿3和齿圈2的内齿的模数相等、与行星齿轮I的行星轮11模数亦相等;盆齿3和齿圈2的内齿齿数不等,即二者有齿数差,并且盆齿3与齿圈2同心。
[0008] 优选的,盆齿3的齿数多于或少于齿圈2的齿数3-6个。
[0009] 有益技术效果:
[0010] 本发明不需要离合结构,采用盆齿3和齿圈2的内齿的模数相等、与行星齿轮I的行星轮11模数亦相等;盆齿3和齿圈2的内齿有齿数差这种方案,就能实现电动/手动无需离合便捷切换的功能,简单安全,输出效率高,采用此种行星齿轮的啮合方式,死区较小。
附图说明
[0011] 图1是本发明整体结构图。
[0012] 图2是本发明行星齿轮的结构图。
[0013] 图3是本发明齿圈的结构图。
[0014] 图4是本发明盆齿的结构图。
[0015] 图5是本发明手轮的结构图。
[0016]图6是本发明电机传动轮的结构图。
[0017] 以下是本发明中附图的标注,通过附图说明和对应的标注,可以清楚的理解本发明。
[0018] 行星齿轮1,齿圈2,盆齿3,手轮4,电机传动轮5,手轮蜗杆6,驱动齿51
具体实施方式
[0019] 现结合附图对本发明做进一步详细的说明。
[0020] 参照图1-6所示,本发明提供一种无离合手轮操作的电动执行机构,包括行星齿轮I,齿圈2,盆齿3,手轮4和电机驱动轮5。所述的电机驱动轮5与电机输出轴齿轮相嗤入口 ο
[0021] 行星齿轮I包括三个行星轮11和支撑架14,三个行星轮11沿圆周均匀固定在支撑架14上并绕固定轴转动。
[0022] 手轮4包括手轮蜗杆6,手轮蜗杆6为自锁结构,。
[0023] 电机驱动轮5穿过行星齿轮1、并且电机驱动轮5的驱动齿51与行星轮11的外齿相啮合。电机驱动轮5转动可以带动行星轮11绕固定轴自转。
[0024] 齿圈2与盆齿3垂直方向叠放在一起,齿圈2在上、盆齿3在下。行星齿轮I的中间的三个行星轮的外齿同时与盆齿3的内齿和齿圈2的内齿嗤合,手轮4的蜗杆6与齿圈2的外齿啮合,盆齿3与输出轴是刚性一体部件,最终盆齿3输出扭力来驱动阀门。根据齿轮啮合条件,盆齿3和齿圈2的内齿的模数相等,与行星齿轮I的行星轮11模数亦相等;但盆齿3和齿圈2的内齿齿数不等,即二者有齿数差,并且盆齿3与齿圈2同心,这种设计可以实现无离合操作手轮。
[0025] 下面结合图1-6说明下本发明的工作原理如下:
[0026] 本发明用来实现电动/手动无离合切换工作方式,现在分别予以说明:
[0027] 1、手动操作时:手动旋转手轮4时,由于手轮4的手轮蜗杆6与齿圈2的外齿啮合,手轮蜗杆6驱动齿圈2,齿圈2与行星齿轮I的行星轮11相啮合,行星轮11同时也与盆齿3的内齿相啮合,手轮4转动带动齿圈2转动,齿圈2的转动带动行星轮11的转动,行星轮11转动带动盆齿3的转动,因为盆齿3与输出轴是刚性一体部件,所以盆齿3输出扭力来驱动阀门。
[0028] 2、电机工作时:电机输出轴与电机驱动轮5相嗤合,电机输出轴驱动电机驱动轮5转动,电机驱动轮5的驱动齿51驱动行星齿轮I转动,由于涡轮蜗杆6的自锁作用,齿圈2此时相对静止,行星齿轮I在电机驱动轮5的驱动下自转,同时又绕着齿圈2的内齿滚动,因为盆齿3与齿圈2有齿数差,所以在行星轮11的作用下,盆齿3相对齿圈2有转动,从而输出扭力。经过实验证明,盆齿3的齿数多于或少于齿圈2的齿数的3-6个,实现齿圈2相对静止、盆齿3相对齿圈2有转动输出的效果最佳。
[0029] 通过以上两种工作方式,即不需要离合结构,就能实现手动电动便捷切换的功能,简单安全,输出效率高,采用此种行星齿轮的啮合方式,死区较小。
[0030] 尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示,但本发明的保护范围并不限于此,在不偏离本发明构思条件下的等同替换都属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种无离合手轮操作的电动执行机构,其特征在于:包括行星齿轮(I),齿圈(2),盆齿(3),手轮⑷和电机驱动轮(5); 所述的电机驱动轮(5)与电机输出轴齿轮相嗤合; 行星齿轮(I)的行星轮(11)沿圆周均匀固定在支撑架(14)上并绕固定轴转动; 电机驱动轮(5)的外齿(51)与行星轮(11)的外齿相嗤合; 齿圈2与盆齿3垂直方向叠放在一起;齿圈2在上面; 行星齿轮⑴的中间的三个行星轮的外齿同时与盆齿⑶的内齿和齿圈⑵的内齿啮合,手轮(4)的蜗杆(6)与齿圈(2)的外齿啮合,盆齿(3)与输出轴是刚性一体部件; 盆齿(3)和齿圈(2)的内齿的模数相等、与行星齿轮(I)的行星轮(11)模数亦相等; 盆齿(3)和齿圈(2)的内齿齿数不等,并且盆齿(3)与齿圈(2)同心。
2.根据权利要求1所述的电动执行机构,其特征在于:通过对齿轮正负变位系数的选择,加工获得盆齿(3)的齿数多于或少于齿圈(2)的齿数3-6个。
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