CN108278408A - 一种可内外开关、手电两用的阀门执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可内外开关、手电两用的阀门执行机构，既可手动也可自动，既能在门内开关，也能在门外开启：对于电动功能而言，通过连杆机构促动销杆在设置于门扇中的销槽内伸缩运动，从而实现门扇自动开启和关闭；对于手动功能而言，阀门关闭时，通过转动外开手柄，齿轮齿条机构主轴沿轴向运动，齿轮齿条机构换位，继续转动外开手柄，则主轴随之旋转，带动顶杆及连杆机构运动将销轴抽出，从而实现从外部开门；对于手动功能而言，阀门关闭时，手动旋转内开转轮，与之相连的齿轮齿条机构主轴也一同旋转，安装在主轴上的第一齿轮和第二齿轮旋转，与之啮合的第一齿条部和第二齿条部也随之运动，从而顶杆推动连杆机构将销杆缩回，实现从内部开门。

Description

一种可内外开关、手电两用的阀门执行机构

技术领域

本发明属于人防工程领域，涉及一种阀门开关执行机构，尤其涉及一种可从内外开关、手电两用的阀门执行机构。

背景技术

人防工程领域经常会采用阀门对管道或者特定空间进行封闭。常规的阀门开启方法是采用电动或者液压机构，通过推杆将门扇打开。但是，一旦电动执行机构失效，基于电动推杆的原理可知，这种螺母丝杠结构，在外力作用下无法使推杆回退，即必须使电动执行机构和连杆机构分离，否则无法在手动操作下开启。

此外，采用电动方式时，常规的阀门开启都是从门内打开，当发生紧急情况时多数无法从阀门外部手动将门扇打开，造成安全隐患。因此，发明一种结构安全可靠，既可自动也可手动，可从阀门内外两侧将阀门打开的机构，对于提高阀门维修便利性，避免安全事故具有重要意义。

发明内容

一种可内外开关、手电两用的阀门执行机构，包括门扇和门框，门框上固定安装有推杆，所述推杆与推杆滑块铰接，所述推杆滑块在安装于门扇上的推杆滑轨上运动，从而推动顶杆进行往复运动，通过连杆机构促动销杆在设置于门框中的销槽内伸缩运动，顶杆安装在换位机构中，所述顶杆包括与推杆输出端相连的第一顶杆和不与推杆相接触的第二顶杆，所述换位机构固定在门扇上，其包括固定到门扇上的底板以及与底板通过螺钉连接的箱体，所述底板和箱体共同限定一空腔，以容纳主轴通过轴承安装在其内，所述主轴上设置有轴肩，所述轴肩一侧紧靠安装有第一齿轮，另一侧安装第二齿轮和第三齿轮，所述箱体具有安装孔以容纳第一顶杆和第二顶杆从中穿过并可在其中滑动，所述第一顶杆和第二顶杆两端分别伸出箱体之外，中部为分别与第一齿轮和第二齿轮啮合的第一齿条部和第二齿条部，所述主轴一端伸出箱体之外，该伸出端具有方轴部，端头为主轴螺杆部，以穿过内开转轮的方形孔并用螺母与之紧固，主轴另一端面具有内螺纹以容纳外开手柄的手柄螺杆部旋入，所述箱体外侧安装有卡箍，所述卡箍包括径向开合的上半瓦和下半瓦，所述两个半瓦用螺栓紧固，所述卡箍内具有凹槽，用于容纳箱体和防换挡垫片对向贴合，所述防换挡垫片具有止动部，其嵌入主轴的凹槽中。

进一步地，所述连杆机构包括与顶杆相连的第一滑块，所述第一滑块与连杆铰接并在固定于门扇上的第一滑槽内运动，所述连杆另一端与摆杆铰接，所述摆杆的中部通过销轴铰接到门扇上，另一端上开设有供第二滑块的销轴在其内滑动的槽，所述第二滑块与销杆铰接，所述销杆在定位导向机构中做直线运动。

进一步地，还包括用于从门内将阀门打开的内开转轮，所述内开转轮与换位机构的主轴一端固定连接，当所述卡箍打开，防换位垫片取出，则箱体与主轴的轴向限位解除，手动将内开转轮沿轴向推动，换位机构进行换位，即主轴上的第一齿轮及第二齿轮分别脱离与第一齿条部和第二齿条部的啮合，同时第三齿轮与第二齿条部啮合，则推杆与执行机构脱离，转动内开转轮，带动主轴以及安装在其上的第三齿轮旋转，与之啮合的第二齿条部也随其运动，从而第二顶杆推动连杆机构动作，将销杆缩回，门扇打开。

特别地，所述推杆为液压驱动或电动，所述推杆两侧还设置有助力机构。

可选地，所述助力机构为弹簧等提供往复力的部件。

进一步地，所述销杆由固定在门扇上的导向支撑机构限定在其内滑动，所述导向支撑机构包括具有半圆型型面的上片和下片，所述上片和下片通过螺栓固定，从而限定一圆形空腔以容纳销杆在其中滑动。

进一步地，所述导向支撑机构的上片和下片型面上设置有沟槽，并在所述沟槽中填置黄油，以确保销杆在其中滑动顺畅。

一种可内外开关、手电两用的阀门执行机构的使用方法，包括：

（1）采用可内外开关、手电两用的阀门执行机构从阀门内将阀门手动打开，首先将所述卡箍打开，防换位垫片取出，则箱体与主轴的轴向限位解除，然后手动将内开转轮沿轴向推动，换位机构进行换位，即主轴上的第一齿轮及第二齿轮分别脱离与第一齿条部和第二齿条部的啮合，同时第三齿轮与第二齿条部啮合，则推杆与执行机构脱离，最后转动内开转轮，带动主轴以及安装在其上的第三齿轮旋转，与之啮合的第二齿条部也随其运动，从而第二顶杆推动连杆机构动作，将销杆缩回，门扇打开。

（2）采用可内外开关、手电两用的阀门执行机构从阀门外将阀门手动打开，首先将所述卡箍打开，防换位垫片取出，则箱体与主轴的轴向限位解除，其次转动外开手柄，与之相连的手柄螺杆部不断旋入主轴的内螺纹中，使得主轴沿轴向向外开手柄方向平动，第一齿轮与第一齿条部逐渐脱开，同理，第二齿轮与第二齿条部也逐渐脱开，而第三齿轮逐渐与第二齿条部啮合，当外开手柄的端面与主轴端面接触，其螺杆部不能继续再旋入主轴的内螺纹中，此时换位机构中齿轮齿条换位完成，即第一齿轮与第一齿条部完全脱开，第二齿轮与第二齿条部完全脱开，第三齿轮与第二齿条部啮合，即第一顶杆与主轴脱开，主轴的转动不会对第一顶杆产生影响，然后继续转动外开手柄，其将与主轴一起转动，并带动第三齿轮转动，推动与之啮合的第二齿条部及第二顶杆运动，于是，顶杆推动连杆机构运动，将销杆抽出销槽，实现从外部将门开启；

（3）采用可内外开关、手电两用的阀门执行机构将阀门自动打开，所述推杆根据指令动作，带动与之铰接的推杆滑块运动，从而推动顶杆运动，顶杆通过连杆机构促动销杆在设置于门框中的销槽内伸缩运动，即通过推杆推动销杆抽出，从而实现门扇自动开启。

与现有技术相比，本发明既可自动也可手动，既可从门内开启，也可从门外开启，尤其是通过换位机构，在驱动机构失去动能的情况下，可实现在门外手动将阀门打开。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为阀门打开状态的轴测图；

图2为本发明的可内外开关阀门执行机构安装于阀门中的示意图；

图3为本发明的可内外开关阀门执行机构安装于阀门中的轴测图；

图4为本发明的换位机构右视图；

图5为本发明的换位机构顶视图；

图6为本发明的换位机构俯视图；

图7为图6中I处局部放大图；

图8为齿轮换位开始，外开手柄旋转推动主轴上齿轮换位的示意图；

图9为齿轮换位完成，外开手柄带动主轴及齿轮一起旋转的示意图；

图10为本发明的换位机构中齿轮齿条啮合运动示意图；

图11为连杆机构处于销轴抽出初始状态的机构简图；

图12为连杆机构处于销轴抽出终了状态的机构简图；

图13 导向支撑机构图示意图。

附图标记：1-换位机构、2－第一滑块、3－连杆、4－摆杆、5－销槽、6－销杆、7-内开转轮、8-缓冲器、9-推杆、10-门扇、11-门框、12-外开手柄、13-顶杆、14-导向支撑机构、15-第一滑槽、16-推杆滑块、17-推杆滑轨、18-螺母套、19-卡箍、20-防换挡垫片、101-箱体、102-键、103-密封圈、104-底板、105-螺钉、106-第一齿轮、107-第二齿轮、108-第三齿轮、109-套筒、110-端盖、112-主轴、112A-方轴部、112B-主轴螺杆部、113-轴承、114-第一齿条部、115-第二齿条部、117-防换挡垫片、121-手柄螺杆部、131-第一顶杆、132-第二顶杆、141-上片、142-下片、191-上半瓦、192-下半瓦、201-止动部。

具体实施方式

参考图1，一种可内外开关、手电两用的阀门执行机构，包括门扇10和门框11，门框上固定安装有推杆9，所述推杆的输出端与顶杆相连，所述顶杆在推杆推动下进行往复运动，通过连杆机构促动销杆6在设置于门框中的销槽5内伸缩运动，即通过推杆推动销杆抽出，从而使门扇10开启。此为在推杆驱动下正常的门扇开启过程。

在一种实施例中，所述推杆与推杆滑块16铰接，所述推杆滑块在安装于门扇上的推杆滑轨17上运动，从而推动顶杆13运动。其中，所述推杆可由液压驱动或者电动。此为通过推杆自动将门开关的过程。

优选地，为了使开启过程平稳，所述推杆两侧还设置了助力机构8。作为一种优选实施例，所述助力机构为弹簧等提供往复力的部件。

当推杆失能或其他原因，无法采用自动方式进行门扇开启，需要在门外手动将门扇开启。因此，本发明设置了换位机构1以实现该功能。

参考图4至图6，所述顶杆13安装在换位机构1中，用于推动连杆机构运动。所述顶杆包括与推杆9输出端相连的第一顶杆131和不与推杆相接触的第二顶杆132。

所述换位机构固定在门扇上，其包括固定到门扇上的底板104以及与底板通过螺钉105连接的箱体101，所述底板和箱体共同限定一空腔，以容纳主轴112通过轴承113安装在其内，所述主轴上设置有轴肩，所述轴肩一侧紧靠安装有第一齿轮106，另一侧安装第二齿轮107和第三齿轮108，所述箱体101具有安装孔以容纳第一顶杆131和第二顶杆132从中穿过并可在其中滑动，所述第一顶杆和第二顶杆两端分别伸出箱体101之外，中部为分别与第一齿轮和第二齿轮啮合的第一齿条部114和第二齿条部115，所述主轴112一端伸出箱体101之外，该伸出端具有方轴部112A，端头为主轴螺杆部112B，以穿过内开转轮7的方形孔并用螺母与之紧固，主轴另一端面具有内螺纹以容纳外开手柄12的手柄螺杆部121旋入。参考图7，所述箱体101外侧安装有卡箍19，所述卡箍包括径向开合的上半瓦191和下半瓦192，所述两个半瓦用螺栓紧固，所述卡箍内具有凹槽，用于容纳箱体101和防换挡垫片20对向贴合，所述防换挡垫片具有止动部201，其嵌入主轴的凹槽中。

图10示出了换位机构中齿轮齿条啮合运动。

通过外开手柄12进行手动开门的过程如图8所示。首先将所述卡箍19打开，防换位垫片20取出，则箱体101与主轴112的轴向限位解除，其次转动外开手柄12，与之相连的手柄螺杆部121不断旋入主轴112的内螺纹中，使得主轴沿轴向向外开手柄方向平动。在该过程中，第一齿轮106与第一齿条部114逐渐脱开，同理，第二齿轮107与第二齿条部115也逐渐脱开，而第三齿轮108逐渐与第二齿条部115啮合。

当外开手柄12的端面与主轴112端面接触，如图9所示。其螺杆部121不能继续再旋入主轴的内螺纹中，此时换位机构中齿轮齿条换位完成，即第一齿轮106与第一齿条部114完全脱开，第二齿轮107与第二齿条部115完全脱开，第三齿轮与第二齿条部115啮合。即第一顶杆131与主轴脱开，主轴的转动不会对第一顶杆产生影响。继续转动外开手柄12，其将与主轴112一起转动，并带动第三齿轮108转动，推动与之啮合的第二齿条部115及第二顶杆132运动，如图10所示。于是，第二顶杆132推动连杆机构运动，将销杆6抽出销槽5，实现从外部将门开启。

本发明还可通过内开转轮在门内将阀门打开。参考图6和图7，首先将所述卡箍19打开，防换位垫片20取出，则箱体101与主轴112的轴向限位解除。然后手动将内开转轮7沿轴向推动，如图8所示，换位机构进行换位，即主轴上的第一齿轮106及第二齿轮107分别脱离与第一齿条部114和第二齿条部115的啮合，同时第三齿轮108与第二齿条部115啮合，如图9所示，则推杆与执行机构脱离。最后转动内开转轮7，带动主轴112以及安装在其上的第三齿轮108旋转，与之啮合的第二齿条部115也随其运动，从而第二顶杆132推动连杆机构动作，将销杆6缩回，门扇打开。

本发明所述连杆机构用于将顶杆13的运动转换为销杆6的运动。参考图11，所述连杆机构包括与顶杆相连的第一滑块2，所述第一滑块与连杆3铰接并在固定于门扇上的第一滑槽15内运动，所述连杆另一端与摆杆4铰接，所述摆杆的中部通过销轴铰接到门扇上，另一端上开设有供第二滑块18的销轴在其内滑动的槽，所述第二滑块18与销杆6铰接。当顶杆推动第一滑块2运动，则连杆机构按图11所示运动，销杆6离开销槽。

当第一滑块2运动到图12所示位置时，则销杆6从销槽完全抽出，门扇开启。如需再次将门关闭，则第一滑块2反向运动，连杆机构按图12所示方向运动，销杆6插入销槽。

为了确保销杆6运动平稳可靠，本发明还设置了导向支撑机构14。参考图13，所述销杆6由固定在门扇上的导向支撑机构14限定在其内滑动。该导向支撑机构包括具有半圆型型面的上片141和下片142，所述上片和下片通过螺栓固定，从而限定一圆形空腔以容纳销杆6在其中滑动。优选地，所述导向支撑机构的上片141和下片142型面上设置有沟槽，并在所述沟槽中填置黄油，以确保销杆6在其中滑动顺畅。

由此可见，本发明可以实现自动或手动将阀门开关，当采用手动模式时，既可从阀门外手动将阀门打开，也可从阀门内手动将门打开。并且各机构可各自工作，从而独立实现上述功能。

以上所述的实例仅仅是对本发明的可内外开关、手电两用的阀门执行机构实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可内外开关、手电两用的阀门执行机构，包括门扇（10）和门框（11），门框上固定安装有推杆（9），所述推杆与推杆滑块（16）铰接，所述推杆滑块在安装于门扇上的推杆滑轨（17）上运动，从而推动顶杆（13）进行往复运动，通过连杆机构促动销杆（6）在设置于门框中的销槽（5）内伸缩运动，其特征在于，顶杆安装在换位机构（1）中，所述顶杆包括与推杆输出端相连的第一顶杆（131）和不与推杆相接触的第二顶杆（132），所述换位机构固定在门扇上，其包括固定到门扇上的底板（104）以及与底板通过螺钉（105）连接的箱体（101），所述底板和箱体共同限定一空腔，以容纳主轴（112）通过轴承（113）安装在其内，所述主轴上设置有轴肩，所述轴肩一侧紧靠安装有第一齿轮（106），另一侧安装第二齿轮（107）和第三齿轮（108），所述箱体（101）具有安装孔以容纳第一顶杆（131）和第二顶杆（132）从中穿过并可在其中滑动，所述第一顶杆和第二顶杆两端分别伸出箱体（101）之外，中部为分别与第一齿轮和第二齿轮啮合的第一齿条部（114）和第二齿条部（115），所述主轴（112）一端伸出箱体（101）之外，该伸出端具有方轴部（112A），端头为主轴螺杆部（112B），以穿过内开转轮（7）的方形孔并用螺母与之紧固，所述箱体（101）外侧安装有卡箍（19），所述卡箍包括径向开合的上半瓦（191）和下半瓦（192），所述两个半瓦用螺栓紧固，所述卡箍内具有凹槽，用于容纳箱体（101）和防换挡垫片（20）对向贴合，所述防换挡垫片具有止动部（201），其嵌入主轴的凹槽中。

2.根据权利要求1所述的内外开关、手电两用的阀门执行机构，其特征在于，所述连杆机构包括与顶杆相连的第一滑块（2），所述第一滑块与连杆（3）铰接并在固定于门扇上的第一滑槽（15）内运动，所述连杆另一端与摆杆（4）铰接，所述摆杆的中部通过销轴铰接到门扇上，另一端上开设有供第二滑块的销轴在其内滑动的槽，所述第二滑块与销杆（6）铰接，所述销杆在定位导向机构中做直线运动。

3.根据权利要求2所述的内外开关、手电两用的阀门执行机构，其特征在于，还包括用于从门内将阀门打开的内开转轮（7），所述内开转轮与换位机构的主轴（112）一端固定连接，当所述卡箍（19）打开，防换位垫片（20）取出，则箱体（101）与主轴（112）的轴向限位解除，手动将内开转轮沿轴向推动，换位机构进行换位，即主轴上的第一齿轮（106）及第二齿轮（107）分别脱离与第一齿条部（114）和第二齿条部（115）的啮合，同时第三齿轮（108）与第二齿条部（115）啮合，则推杆与执行机构脱离，转动内开转轮（7），带动主轴（112）以及安装在其上的第三齿轮（108）旋转，与之啮合的第二齿条部（115）也随其运动，从而第二顶杆（132）推动连杆机构动作，将销杆（6）缩回，门扇打开。

4.根据权利要求1至3任一项所述的所述的内外开关、手电两用的阀门执行机构，其特征在于，所述推杆为液压驱动或电动，所述推杆两侧还设置有助力机构（8）。

5.根据权利要求1至3任一项所述所述的内外开关、手电两用的阀门执行机构，其特征在于，所述销杆（6）由固定在门扇上的导向支撑机构（14）限定在其内滑动，所述导向支撑机构包括具有半圆型型面的上片（141）和下片（142），所述上片和下片通过螺栓固定，从而限定一圆形空腔以容纳销杆在其中滑动。

6.根据权利要求7所述的内外开关、手电两用的阀门执行机构，其特征在于，所述导向支撑机构的上片（141）和下片（142）型面上设置有沟槽，并在所述沟槽中填置黄油，以确保销杆在其中滑动顺畅。

7.一种可内外开关、手电两用的阀门执行机构的使用方法，包括：

（1）采用权利要求2所述的内外开关、手电两用的阀门执行机构从阀门内将阀门手动打开，首先将所述卡箍（19）打开，防换位垫片（20）取出，则箱体（101）与主轴（112）的轴向限位解除，然后手动将内开转轮沿轴向推动，换位机构进行换位，即主轴上的第一齿轮（106）及第二齿轮（107）分别脱离与第一齿条部（114）和第二齿条部（115）的啮合，同时第三齿轮（108）与第二齿条部（115）啮合，则推杆与执行机构脱离，最后转动内开转轮（7），带动主轴（112）以及安装在其上的第三齿轮（108）旋转，与之啮合的第二齿条部（115）也随其运动，从而第二顶杆（132）推动连杆机构动作，将销杆（6）缩回，门扇打开；

（2）采用权利要求3所述的内外开关、手电两用的阀门执行机构从阀门外将阀门手动打开，首先将所述卡箍（19）打开，防换位垫片（20）取出，则箱体（101）与主轴（112）的轴向限位解除，其次转动外开手柄（12），与之相连的手柄螺杆部（121）不断旋入主轴（112）的内螺纹中，使得主轴沿轴向向外开手柄方向平动，第一齿轮（106）与第一齿条部（114）逐渐脱开，同理，第二齿轮（107）与第二齿条部（115）也逐渐脱开，而第三齿轮（108）逐渐与第二齿条部（115）啮合，当外开手柄（12）的端面与主轴（112）端面接触，其螺杆部（121）不能继续再旋入主轴的内螺纹中，此时换位机构中齿轮齿条换位完成，即第一齿轮（106）与第一齿条部（114）完全脱开，第二齿轮（107）与第二齿条部（115）完全脱开，第三齿轮（108）与第二齿条部（115）啮合，即第一顶杆（131）与主轴脱开，主轴的转动不会对第一顶杆产生影响，然后继续转动外开手柄（12），其将与主轴（112）一起转动，并带动第三齿轮（108）转动，推动与之啮合的第二齿条部（115）及第二顶杆（132）运动，于是，顶杆推动连杆机构运动，将销杆（6）抽出销槽（5），实现从外部将门开启；

（3）采用权利要求3所述的内外开关、手电两用的阀门执行机构将阀门自动打开，所述推杆（9）根据指令动作，带动与之铰接的推杆滑块（16）运动，从而推动顶杆运动，顶杆（13）通过连杆机构促动销杆（6）在设置于门框中的销槽（5）内伸缩运动，即通过推杆推动销杆抽出，从而实现门扇（10）自动开启。