CN106931225B - 一种阀门执行机构及阀门执行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种阀门执行机构及阀门执行器，所述阀门执行机构包括：第一行星齿轮、第二行星齿轮、第三行星齿轮、第四行星齿轮、第一传动杆、第二传动杆以及位移调节部件；所述第一行星齿轮位于第三行星齿轮上方且与所述第三行星齿轮共同装设于所述第一传动杆上；所述第二行星齿轮位于第四行星齿轮上方且与所述第四行星齿轮共同装设于所述第二传动杆上；所述位移调节部件装设于所述第一传动杆顶部，所述位移调节部件通过调节所述第一传动杆的位移实现所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合，所述第三行星齿轮和所述第四行星齿轮啮合。本发明使得阀门执行器可以适应不同工况，而且使用纯机械的方式改变机械传动比，其传动稳定，可靠性高。

Description

一种阀门执行机构及阀门执行器

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种阀门执行机构及阀门执行器。

背景技术

阀门执行器指的是以电能为主要能量来源，用来驱动阀门的机械。现有阀门执行器，都是针对执行器本身电机进行电路或者软件控制的方式调速。

对于一款阀门执行器，输出参数无法同时适用多种使用工况，例如：不同转速和扭矩。通过软件对阀门执行器进行调速，其存在以下特点：1)不同使用工况，对额定速率和扭矩都有不同的要求；2)额定转矩、额定速率、最大扭矩和最大速率等参数无法通过软件控制改变；3)执行器长时间处于非额定状态下工作会严重影响其使用可靠性和寿命。

电路方式进行调速主要包含以下几种情况：

1)电枢回路串联电阻调速。可在电源电压不变的情况下，改变电枢回路中的电阻，达到调速的目的。当电枢回路中串联的电阻越大，直线的倾斜率越小。这种调速方式存在以下缺点：由于电阻智能分段调节，因此调速的平滑性比较差；低速时，调速电阻上有较大电流，损耗大，电机效率低；轻载时调速范围比较小；串入电阻阻值越大，机械特性越软，稳定越差。

2)降低电源电压调速。根据直流电动机机械特性可以知道，改变电额定电压，因此电枢电压只能在额定电压一下进行调节。此类调电枢电压调速方法，仅适用于0～基速以下范围内调速，不能达到电动机的最高转速，其扭矩也会相应降低，无法达到额定最大扭矩。

3)改变励磁磁通道调速。根据直流电动机机械特性可以知道，当电压u为恒定时，调节励磁磁通，也可以实现电动机转速的目的。额定运行的电动机，其磁通已基本饱和，因此改变磁通只能从额定值往下掉，可调速度范围有限，无法得到电动机的较低转速。另外，此类调速方式对电机本身设备要求比较复杂，造价也比较高。

以上三种调速方式均为阀门执行器确定其机械机构——传动比不变的情况下，针对电机本身进行调速，从而实现阀门执行器输出不同参数。如此方式，均存在可调范围小，对电机及其电机驱动控制方式要求较高，阀门执行器在比较复杂的使用环境下，其可靠性和稳定性均较差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种阀门执行机构及阀门执行器，用于解决现有技术中阀门执行器无法适应不同的工况，调速性能差的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种阀门执行机构，所述阀门执行机构包括：第一行星齿轮、第二行星齿轮、第三行星齿轮、第四行星齿轮、第一传动杆、第二传动杆以及位移调节部件；所述第一行星齿轮位于第三行星齿轮上方且与所述第三行星齿轮共同装设于所述第一传动杆上；所述第二行星齿轮位于第四行星齿轮上方且与所述第四行星齿轮共同装设于所述第二传动杆上；所述位移调节部件装设于所述第一传动杆顶部，所述位移调节部件通过调节所述第一传动杆的位移实现所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合，所述第三行星齿轮和所述第四行星齿轮啮合。

于本发明的一实施例中，第一传动杆的位移调节包括：当所述位移调节部件位于第一档位时，所述第一传动杆处于可使得所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合的第一高度位置；当所述位移调节部件位于第二档位时，所述第一传动杆处于可使得所述第三行星齿轮和所述第四行星齿轮啮合的第二高度位置；当所述位移调节部件位于第三档位时，所述第一传动杆处于可使得所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮脱开啮合且所述第三行星齿轮和所述第四行星齿轮脱开啮合的第三高度位置。

于本发明的一实施例中，所述位移调节部件包括：壳体；卡板，位于所述壳体中且连接于所述第一传动杆的顶端；第一档位卡扣，装设于所述壳体上，在所述卡板与所述第一卡扣扣合时，所述第一传动杆处于所述第一高度位置；第二档位卡扣，装设于所述壳体上且位于所述第一档位卡扣下方，在所述卡板下移直至与所述第二卡扣扣合时，所述第一传动杆随所述卡板下移至所述第二高度位置；第三档位卡扣，装设于所述壳体上且位于所述第二档位卡扣下方，在所述卡板下移直至与所述第三卡扣扣合时，所述第一传动杆随所述卡板下移至所述第三高度位置。

于本发明的一实施例中，所述第一传动杆上装设有供所述卡板下移时提供回弹力的弹性部件。

于本发明的一实施例中，所述弹性部件为弹簧。

于本发明的一实施例中，所述阀门执行机构还包括至少含有一对啮合的行星齿轮的行星齿轮组；所述行星齿轮组中的任一行星齿轮与所述第一行星齿轮、所述第二行星齿轮、所述第三行星齿轮或所述第四行星齿轮啮合或所述行星齿轮装设于所述第一传动杆或所述第二传动杆上。

于本发明的一实施例中，所述行星齿轮组包括装设于所述第一传动杆上的第五行星齿轮，第三传动杆，装设于所述第三传动杆上且与所述第五行星齿轮啮合的第六行星齿轮。

于本发明的一实施例中，所述行星齿轮组还包括装设于所述第二传动杆上的第七行星齿轮，第四传动杆，装设于所述第四传动杆上且与所述第七行星齿轮啮合的第八行星齿轮。

于本发明的一实施例中，所述行星齿轮组包括装设于所述第一传动杆上的第九行星齿轮和装设于所述第二传动杆上且与所述第九行星齿轮啮合的第十行星齿轮。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明还供一种阀门执行器，包括用于与阀门连接的底座，装设于所述底座上的输出机构以及装设于所述底座上且与所述输出机构相连如上所述的阀门执行机构。

如上所述，本发明的一种阀门执行机构及阀门执行器，具有以下有益效果：

1、本发明通过手动调节位移调节部件实现传动杆的位移，使得行星齿轮位于不同的高度位置，与对应的行星齿轮啮合，实现纯机械的方式人为改变阀门执行器的电机输出传动比，实现根据实际使用工况，选择不同额定输出传动比，更加节能，同时，保证功率不变的情况下，选择不同的额定输出参数，使得阀门执行器可以适应不同工况，扩大了适用范围。

2、本发明使用纯机械的方式改变机械传动比，其传动稳定，可靠性高，不改变阀门执行器的输出软硬特性。

3、本发明可以实现脱扣空转，便于安装调试。

4、本发明机构简单灵活，适应性高。

附图说明

图1显示为本发明的阀门执行机构的结构示意图。

图2～图4显示为本发明的阀门执行机构的执行过程示意图。

图5显示为本发明的阀门执行器的结构示意图。

图6显示为本发明的阀门执行器与阀门的配合连接示意图。

元件标号说明

10 阀门执行器

100 阀门执行机构

101 第一行星齿轮

102 第二行星齿轮

103 第三行星齿轮

104 第四行星齿轮

105 第一传动杆

106 第二传动杆

107 位移调节部件

108 第五行星齿轮

109 第七行星齿轮

200 底座

300 输出机构

20 阀门

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的机构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何机构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本实施例的目的在于提供一种阀门执行机构及阀门执行器，用于解决现有技术中阀门执行器无法适应不同的工况，调速性能差的问题。以下将详细阐述本实施例的一种阀门执行机构及阀门执行器的原理及实施方式，使本领域技术人员不需要创造性劳动即可理解本实施例的一种阀门执行机构及阀门执行器。

具体地，如图1所示，一种阀门执行机构100，所述阀门执行机构100包括：第一行星齿轮101、第二行星齿轮102、第三行星齿轮103、第四行星齿轮104、第一传动杆105、第二传动杆106以及位移调节部件107。

其中吗，具体地，所述第一行星齿轮101位于第三行星齿轮103上方且与所述第三行星齿轮103共同装设于所述第一传动杆105上；所述第二行星齿轮102位于第四行星齿轮104上方且与所述第四行星齿轮104共同装设于所述第二传动杆106上；所述位移调节部件107装设于所述第一传动杆105顶部，所述位移调节部件107通过调节所述第一传动杆105的位移实现所述第一行星齿轮101和所述第二行星齿轮102啮合，所述第三行星齿轮103和所述第四行星齿轮104啮合。

具体地，于本实施例中，所述位移调节部件107通过调节所述第一传动杆105的位移实现所述第一行星齿轮101和所述第二行星齿轮102啮合，所述第三行星齿轮103和所述第四行星齿轮104啮合具体包括：

如图2所示，当所述位移调节部件107位于第一档位时，所述第一传动杆105处于可使得所述第一行星齿轮101和所述第二行星齿轮102啮合的第一高度位置；如图3所示，当所述位移调节部件107位于第二档位时，所述第一传动杆105处于可使得所述第三行星齿轮103和所述第四行星齿轮104啮合的第二高度位置；如图4所示，当所述位移调节部件107位于第三档位时，所述第一传动杆105处于可使得所述第一行星齿轮101和所述第二行星齿轮102脱开啮合且所述第三行星齿轮103和所述第四行星齿轮104脱开啮合的第三高度位置。

于本实施例中，所述位移调节部件107可以通过下移，带动所述第一传动杆105的下移，并且通过下移不同距离，使得所述第一传动杆105处于不同高度，即所述第一行星齿轮101和所述第三行星齿轮103可以通过所述位移调节部件107调节下移的距离。于本实施例中，提供一种所述位移调节部件107的结构供说明所述位移调节部件107的原理，并不以此限定所述位移调节部件107的结构。本实施例中提供的所述位移调节部件107的结构如下：所述位移调节部件107包括：壳体，卡板，第一档位卡扣，第二档位卡扣以及第三档位卡扣。其中，所述卡板位于所述壳体中且连接于所述第一传动杆105的顶端。所述卡板可直接与所述第一传动杆105相连，也可以通过连接装置与所述第一传动杆105相连。

所述第一档位卡扣装设于所述壳体上，如图2所示，在所述卡板与所述第一卡扣扣合时，所述第一传动杆105处于所述第一高度位置，此时，所述第一行星齿轮101和所述第二行星齿轮102啮合。

所述第二档位卡扣装设于所述壳体上且位于所述第一档位卡扣下方，如图3所示，在所述卡板下移直至与所述第二卡扣扣合时，所述第一传动杆105随所述卡板下移至所述第二高度位置，此时，所述第三行星齿轮103和所述第四行星齿轮104啮合。所以通过手动调节所述位移调节部件107的下移位置，带动所述第一传动杆105下移，从而使得所述第一传动杆105上的所述第一行星齿轮101和所述第三行星齿轮103位移发生改变，分别与所述第二行星齿轮102、所述第四行星齿轮104啮合。

所述第三档位卡扣装设于所述壳体上且位于所述第二档位卡扣下方，在所述卡板下移直至与所述第三卡扣扣合时，所述第一传动杆105随所述卡板下移至所述第三高度位置，此时，所述第一行星齿轮101和所述第二行星齿轮102脱开啮合且所述第三行星齿轮103和所述第四行星齿轮104脱开啮合，使得整个阀门执行机构100脱扣运行，此时，可以保证无论电机驱动输出参数如何变化，阀门执行机构100的输出均为零，方便安装及调试。

由此可见，于本实施例中，通过纯机械的方式人为改变阀门执行器10的电机输出传动比，实现根据实际使用工况，选择不同额定输出传动比，更加节能，同时，保证功率不变的情况下，选择不同的额定输出参数，使得阀门执行器10可以适应不同工况，扩大了适用范围。

于实施例中，优选地，所述第一传动杆105上装设有供所述卡板下移时提供回弹力的弹性部件。其中，所述弹性部件为但不限于弹簧。

除此之外，于本实施例中，所述阀门执行机构100还包括至少含有一对啮合的行星齿轮的行星齿轮组。所述行星齿轮组的传动为固定传动，所述行星齿轮组中的任一行星齿轮的位置不会改变。其中，所述行星齿轮组中的任一行星齿轮与所述第一行星齿轮101、所述第二行星齿轮102、所述第三行星齿轮103或所述第四行星齿轮104啮合或所述行星齿轮装设于所述第一传动杆105或所述第二传动杆106上。

于本实施例中，所述行星齿轮组包括装设于所述第一传动杆105上的第五行星齿轮108，第三传动杆，装设于所述第三传动杆上且与所述第五行星齿轮108啮合的第六行星齿轮。于本实施例中，所述行星齿轮组还包括装设于所述第二传动杆106上的第七行星齿轮109，第四传动杆，装设于所述第四传动杆上且与所述第七行星齿轮109啮合的第八行星齿轮。依照上述传动关系，所述行星齿轮组还可以包括依次相依附的行星齿轮，在此不再赘述。

于本实施例中，所述行星齿轮组还可以包括装设于所述第一传动杆105上的第九行星齿轮和装设于所述第二传动杆106上且与所述第九行星齿轮啮合的第十行星齿轮。其中，所述第九行星齿轮和所述第十行星齿轮可以随所述第一传动杆105的下移啮合或脱开啮合，也可以所述第九行星齿轮的高度大于所述第一传动杆105可以上下移动的距离，使得在所述第一传动杆105无论移动到何位置，所述第九行星齿轮和所述第十行星齿轮始终保持啮合状态。

如图5所示，本实施例还提供一种阀门执行器10，所述阀门执行器10包括用于与阀门连接的底座200，装设于所述底座200上的输出机构300以及装设于所述底座200上且与所述输出机构300相连如上所述的阀门执行机构100。上述已经对所述阀门执行机构100进行了详细说明，在此不再赘述。其中，所述阀门执行器10与阀门的安装连接关系如图6所示。所述输出机构300选择固定的电动机后，通过阀门执行机构100进行手动调速，实现适用于实际工况的输出参数。

综上所述，本发明通过手动调节位移调节部件实现传动杆的位移，使得行星齿轮位于不同的高度位置，与对应的行星齿轮啮合，实现纯机械的方式人为改变阀门执行器10的电机输出传动比，实现根据实际使用工况，选择不同额定输出传动比，更加节能，同时，保证功率不变的情况下，选择不同的额定输出参数，使得阀门执行器可以适应不同工况，扩大了适用范围；本发明使用纯机械的方式改变机械传动比，其传动稳定，可靠性高，不改变阀门执行器10的输出软硬特性；本发明可以实现脱扣空转，便于安装调试；本发明机构简单灵活，适应性高。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种阀门执行机构，其特征在于，所述阀门执行机构包括：第一行星齿轮、第二行星齿轮、第三行星齿轮、第四行星齿轮、第一传动杆、第二传动杆以及位移调节部件；

所述第一行星齿轮位于第三行星齿轮上方且与所述第三行星齿轮共同装设于所述第一传动杆上；

所述第二行星齿轮位于第四行星齿轮上方且与所述第四行星齿轮共同装设于所述第二传动杆上；

所述位移调节部件装设于所述第一传动杆顶部，所述位移调节部件通过调节所述第一传动杆的位移实现所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合，所述第三行星齿轮和所述第四行星齿轮啮合；

所述位移调节部件包括：

壳体；

卡板，位于所述壳体中且连接于所述第一传动杆的顶端；

第一档位卡扣，装设于所述壳体上，在所述卡板与所述第一卡扣扣合时，所述第一传动杆处于第一高度位置；

第二档位卡扣，装设于所述壳体上且位于所述第一档位卡扣下方，在所述卡板下移直至与所述第二卡扣扣合时，所述第一传动杆随所述卡板下移至第二高度位置；

第三档位卡扣，装设于所述壳体上且位于所述第二档位卡扣下方，在所述卡板下移直至与所述第三卡扣扣合时，所述第一传动杆随所述卡板下移至第三高度位置。

2.据权利要求1所述的阀门执行机构，其特征在于，所述位移调节部件对所述第一传动杆的位移调节包括：

当所述位移调节部件位于第一档位时，所述第一传动杆处于可使得所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮啮合的第一高度位置；

当所述位移调节部件位于第二档位时，所述第一传动杆处于可使得所述第三行星齿轮和所述第四行星齿轮啮合的第二高度位置；

当所述位移调节部件位于第三档位时，所述第一传动杆处于可使得所述第一行星齿轮和所述第二行星齿轮脱开啮合且所述第三行星齿轮和所述第四行星齿轮脱开啮合的第三高度位置。

3.根据权利要求1所述的阀门执行机构，其特征在于，所述第一传动杆上装设有供所述卡板下移时提供回弹力的弹性部件。

4.根据权利要求3所述的阀门执行机构，其特征在于，所述弹性部件为弹簧。

5.根据权利要求1所述的阀门执行机构，其特征在于，所述阀门执行机构还包括至少含有一对啮合的行星齿轮的行星齿轮组；所述行星齿轮组中的任一行星齿轮与所述第一行星齿轮、所述第二行星齿轮、所述第三行星齿轮或所述第四行星齿轮啮合或所述行星齿轮装设于所述第一传动杆或所述第二传动杆上。

6.根据权利要求5所述的阀门执行机构，其特征在于，所述行星齿轮组包括装设于所述第一传动杆上的第五行星齿轮，第三传动杆，装设于所述第三传动杆上且与所述第五行星齿轮啮合的第六行星齿轮。

7.根据权利要求6所述的阀门执行机构，其特征在于，所述行星齿轮组还包括装设于所述第二传动杆上的第七行星齿轮，第四传动杆，装设于所述第四传动杆上且与所述第七行星齿轮啮合的第八行星齿轮。

8.根据权利要求5所述的阀门执行机构，其特征在于，所述行星齿轮组包括装设于所述第一传动杆上的第九行星齿轮和装设于所述第二传动杆上且与所述第九行星齿轮啮合的第十行星齿轮。

9.一种阀门执行器，其特征在于，包括用于与阀门连接的底座，装设于所述底座上的输出机构以及装设于所述底座上且与所述输出机构相连如权利要求1至权利要求8任一权利要求所述的阀门执行机构。