CN110259980A - 一种转动离合操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种转动离合操作装置，包括驱动件、随动件、基座和锁定体；所述驱动件在第一转动行程和第二转动行程中往复转动，所述随动件被限制在所述第一转动行程内随所述驱动件同轴转动；所述锁定体随所述随动件移动，锁定体设有第一凸轮和第二凸轮，在第一转动行程中，锁定体的第一凸轮嵌入所述第一凸轮卡槽，锁定体锁定驱动件与随动件的连接；在所述第二转动行程中，所述第二凸轮嵌入所述第二凸轮卡槽，所述锁定体锁定基座与随动件的连接。本发明的有益效果是：采用设有凸轮结构的锁定体，锁定体采用凸轮转动的方式，与驱动件、随动件和基座的相应结构相配合，可有效地实现分段的转动离合操作，使强制密封球阀获得方便、稳定、可靠的操作性能。

Description

一种转动离合操作装置

技术领域

本发明属于阀门操作装置，尤其涉及一种转动离合操作装置。

背景技术

在强制密封球阀中，球阀在关闭位置时，阀球上设置的阀瓣顶压阀座（或采用可移动的阀座顶压阀球），实现强制密封。因此在球阀的启闭操作包括两个过程，球阀关闭时先操作阀球从开启装置转动到关闭位置，然后再操作阀瓣顶压阀座实现强制密封；球阀开启时先操作阀瓣脱离阀座，然后再操作阀球从关闭位置转动到开启位置。为了使强制密封球阀具有良好的可操作性，需要阀杆在一次单向旋转过程中完成阀球的启闭操作和强制密封，实现与普通阀门的相同的操作过程。这就需要一套转动操作装置，在球阀关闭过程中，阀杆先带动阀球旋转90°，从开启位置转动到关闭位置，然后阀球停止转动并锁定，阀杆继续向关闭方向转动，驱动阀瓣顶压阀球，实现球阀的强制密封；在球阀开启过程中，反向转动阀杆，先驱动阀瓣脱离阀球，然后阀杆继续转动带动阀球从关闭位置转动到开启位置。

发明内容

本发明的目的是提出一种转动离合操作装置的技术方案，通过设有凸轮结构的锁定体实现分段的转动离合操作，使强制密封球阀具有方便、可靠的操作性能。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种转动离合操作装置，包括驱动件、随动件、基座和锁定体；所述驱动件在第一转动行程和第二转动行程中往复转动，所述随动件被限制在所述第一转动行程内随所述驱动件同轴转动，所述驱动件在所述第二转动行程中独自转动；所述锁定体随所述随动件移动，所述锁定体设有第一凸轮和第二凸轮，所述驱动件设有第一环槽，所述第一环槽设有第一凸轮卡槽，所述基座设有第二凸轮卡槽；在所述第一转动行程中，所述锁定体的第一凸轮嵌入所述第一凸轮卡槽，所述锁定体锁定驱动件与随动件的连接；在所述第二转动行程中，所述第二凸轮嵌入所述第二凸轮卡槽，所述锁定体锁定基座与随动件的连接。

更进一步，为了实现锁定体的转动，所述锁定体设有中间轴，所述随动件设有锁定体安装孔，所述锁定体的中间轴设置在所述锁定体安装孔中。

更进一步，为了使锁定体与随动件具有良好的转动配合，所述锁定体安装孔中设有轴孔填块，所述轴孔填块与所述锁定体安装孔构成与所述锁定体中间轴配合的圆孔。

更进一步，为了使锁定体能够有效地锁定基座与随动件的连接关系，所述基座的第二凸轮卡槽是三角形凹槽，所述锁定体的第二凸轮嵌入所述第二凸轮卡槽时，所述第二凸轮卡槽通过所述锁定体阻止所述随动件转动。

更进一步，所述转动离合操作装置可以采用平面旋转结构，所述驱动件设有驱动件轮盘，所述驱动件轮盘设有所述第一环槽，所述基座设有第二内孔，所述第二内孔设有所述第二凸轮卡槽，所述随动件设有随动件盘体，所述锁定体安装在所述随动件盘体上，所述随动件盘体设置在所述驱动件轮盘与基座之间，当所述随动件随所述驱动件正向转动时，所述锁定体的第二凸轮沿所述第二内孔的内壁转动。

更进一步，为了使优化结构尺寸、并使锁定体更有效的带动随动件转动，所述随动件设有随动件中心轴，所述随动件中心轴的外壁设有第三凸轮槽，所述第二凸轮在所述第一转动行程中嵌入所述第三凸轮槽。

更进一步，所述转动离合操作装置可以采用轴径旋转结构，所述驱动件设有驱动件转轴，所述驱动件转轴设有所述第一环槽，所述基座设有第二端面和第二内孔，所述第二端面设有所述第二凸轮卡槽，所述随动件设有随动件中心轴，所述锁定体安装在所述随动件中心轴上，所述驱动件转轴伸入所述随动件中心轴，所述随动件中心轴伸入所述基座的第二内孔；当所述随动件随所述驱动件正向转动时，所述锁定体的第二凸轮沿所述基座的第二端面转动。

更进一步，为了使优化结构尺寸、并使锁定体更有效的带动随动件转动，所述随动件设有随动件盘体，所述随动件盘体设有第三凸轮槽，所述第二凸轮在所述第一转动行程中嵌入所述第三凸轮槽。

更进一步，所述转动离合操作装置的一种典型应用是，所述转动离合操作装置设置在强制密封球阀中，所述驱动件是一只驱动齿轮，所述驱动齿轮由阀杆驱动旋转，所述随动件与阀球连接、并与阀球同步旋转，所述阀球在90°的转动行程内往复旋转，所述第一转动行程是所述阀球的转动行程，所述基座固定在阀体上，所述阀球设有阀瓣和阀瓣齿轮，所述阀瓣通过螺柱连接所述阀瓣齿轮；所述驱动齿轮驱动所述阀瓣齿轮转动。

更进一步，所述驱动件在第一转动行程内通过随动件带动阀球与阀瓣齿轮整体转动，所述阀球在关闭位置时，所述驱动件在所述第二转动行程内驱动所述阀瓣齿轮相对于阀球转动，所述阀瓣齿轮驱动所述阀瓣顶压阀座。

本发明的有益效果是：采用设有凸轮结构的锁定体，锁定体采用凸轮转动的方式，与驱动件、随动件和基座的相应结构相配合，可有效地实现分段的转动离合操作，使强制密封球阀获得方便、稳定、可靠的操作性能。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

附图说明

图1是本发明安装在强制密封球阀中的结构图，阀球在开启状态；

图2是本发明图安装在强制密封球阀中的结构图，阀球在关闭状态；

图3是本发明结构分解图；

图4是本发明结构分解图，是图3的A向视图；

图5是本发明结构图；

图6是本发明结构图，是图5的B向视图，驱动件处于第一转动行程正向转动的终点；

图7是本发明结构图，是图5的B向视图，驱动件处于第二转动行程；

图8是本发明局部结构图，基座的第二凸轮卡槽内设有复位弹簧；

图9是本发明操作示意图，驱动体在第一转动行程的反向终点，也即第一转动行程正向转动的起点；

图10是本发明操作示意图，驱动体正向转动到第一转动行程终点；

图11是本发明操作示意图，驱动体正向转动过第一转动行程终点，锁定体的第二凸轮嵌入基座的第二凸轮卡槽；

图12是本发明操作示意图，驱动体在第二转动行程中转动；

图13是本发明操作示意图，驱动体反向转动到第二转动行程的终点，第一环槽的卡槽端推动第一凸轮使锁定体转动；

图14是本发明机构分解图，采用轴径旋转结构，驱动件的第一环槽设置在驱动件转轴上；

图15是图14的C向视图。

具体实施方式

如图1至图13，一种转动离合操作装置，包括驱动件10、随动件20、基座30和锁定体40；所述驱动件在第一转动行程S1和第二转动行程S2中往复转动，所述随动件被限制在所述第一转动行程内随所述驱动件同轴转动，所述驱动件在所述第二转动行程中独自转动；所述锁定体随所述随动件移动，所述锁定体设有第一凸轮41和第二凸轮42，所述驱动件设有第一环槽11，所述第一环槽设有第一凸轮卡槽13，所述基座设有第二凸轮卡槽31；在所述第一转动行程中，所述锁定体的第一凸轮嵌入所述第一凸轮卡槽，所述锁定体锁定驱动件与随动件的连接（如图9、图10所示）；在所述第二转动行程中，所述第二凸轮嵌入所述第二凸轮卡槽，所述锁定体锁定基座与随动件的连接（如图11、图12、图13所示）。

所述锁定体设有中间轴43，所述随动件设有锁定体安装孔21，所述锁定体的中间轴设置在所述锁定体安装孔中。

所述锁定体安装孔中设有轴孔填块22，所述轴孔填块与所述锁定体安装孔构成与所述锁定体中间轴配合的圆孔21a。

所述基座的第二凸轮卡槽是三角形凹槽，所述锁定体的第二凸轮嵌入所述第二凸轮卡槽时，所述第二凸轮卡槽通过所述锁定体阻止所述随动件转动。

本发明可以采用平面旋转结构，如图3、图4所示，所述驱动件设有驱动件轮盘14，所述驱动件轮盘设有所述第一环槽11，所述基座设有第二内孔32，所述第二内孔设有所述第二凸轮卡槽31，所述随动件设有随动件盘体23，所述锁定体安装在所述随动件盘体上，所述随动件盘体设置在所述驱动件轮盘与基座之间，当所述随动件随所述驱动件正向（R1方向）转动时，所述锁定体的第二凸轮沿所述第二内孔的内壁转动。

所述随动件设有随动件中心轴24，所述随动件中心轴的外壁设有第三凸轮槽25，所述第二凸轮在所述第一转动行程中嵌入所述第三凸轮槽。

如图14、图15，本发明也可以采用轴径旋转结构，所述驱动件设有驱动件转轴15，所述驱动件转轴设有所述第一环槽16，所述基座设有第二端面33和第二内孔32，所述第二端面设有所述第二凸轮卡槽34，所述随动件设有随动件中心轴24，所述锁定体安装在所述随动件中心轴上，所述驱动件转轴伸入所述随动件中心轴，所述随动件中心轴伸入所述基座的第二内孔；当所述随动件随所述驱动件正向转动时，所述锁定体的第二凸轮沿所述基座的第二端面转动。

所述随动件设有随动件盘体23，所述随动件盘体设有第三凸轮槽26，所述第二凸轮在所述第一转动行程中嵌入所述第三凸轮槽。

如图1、图2所示，所述转动离合操作装置设置在强制密封球阀中，所述驱动件是一只驱动齿轮，所述驱动齿轮由阀杆51驱动旋转，所述随动件与阀球52连接、并与阀球同步旋转，所述阀球在90°的转动行程内往复旋转，所述第一转动行程是所述阀球的转动行程，所述基座固定在阀体53上，所述阀球设有阀瓣54和阀瓣齿轮55，所述阀瓣通过螺柱54a连接所述阀瓣齿轮；所述驱动齿轮驱动所述阀瓣齿轮转动。

所述驱动件在第一转动行程内通过随动件带动阀球与阀瓣齿轮整体转动，所述阀球在关闭位置时，所述驱动件在所述第二转动行程内驱动所述阀瓣齿轮相对于阀球转动，所述阀瓣齿轮驱动所述阀瓣顶压阀座56。

实施例一：

如图1至图13，一种转动离合操作装置。转动离合操作装置设置在强制密封球阀中，强制密封球阀包括阀杆51、阀球52和阀座56，阀球上设有阀瓣54和阀瓣齿轮55，阀瓣设有螺柱54a，阀瓣齿轮设有与螺柱54a对应的内螺纹，阀瓣与阀瓣齿轮通过螺纹连接。阀球在90°范围往复转动，实现球阀的开启与关闭。阀球由下部的限位机构57限制转动行程。所述驱动齿轮驱动所述阀瓣齿轮转动。阀球的转动行程称为第一转动行程。在开启位置及第一转动行程内阀球与阀瓣齿轮整体转动，没有相对运动。阀球在关闭位置时，阀瓣齿轮相对于阀球转动，阀瓣齿轮驱动所述阀瓣顶压阀座56，称为第二转动行程。

本实施例的转动离合操作装置采用平面旋转结构，转动离合操作装置包括驱动件10、随动件20、基座30和锁定体40。驱动件是一只驱动齿轮10，驱动件设有驱动件转轴15，驱动齿轮由阀杆51驱动旋转。随动件是一只阀球顶盖20，随动件与阀球52连接、并与阀球同步旋转。基座固定在阀体53上。驱动齿轮（驱动件）与一只中间齿轮58啮合，中间齿轮与阀瓣齿轮啮合，使驱动件驱动阀瓣齿轮转动。

锁定体设有中间轴43，中间轴的两端分别设有第一凸轮41和第二凸轮42。

驱动件（驱动齿轮）设有驱动件轮盘14，驱动件轮盘是齿轮盘，驱动件轮盘的盘面设有第一环槽11，第一环槽是环绕行程小于一周的环形凹槽，第一环槽的一端是卡槽端12，卡槽端设有第一凸轮卡槽13，第一凸轮卡槽是凸出于第一环槽侧壁的凹槽。

基座设有第二内孔32，第二内孔的内壁设有第二凸轮卡槽31。基座的第二凸轮卡槽是呈三角形凹入第二内孔的凹槽。

随动件设有随动件盘体23，随动件设有锁定体安装孔21，随动件的锁定体安装孔是对应于所述锁定体的第二凸轮形状的孔，锁定体安装孔中设有轴孔填块22，轴孔填块与锁定体安装孔构成与锁定体中间轴配合的圆孔21a。锁定体的中间轴以转动配合安装在锁定体安装孔中，锁定体的第一凸轮和第二凸轮从两端伸出所述锁定体安装孔。安装时，将锁定体的第二凸轮端穿过锁定体安装孔21，然后再装入轴孔填块22，轴孔填块通过点焊27固定在锁定体安装孔中。随动件设有随动件中心轴24，随动件中心轴的外壁设有第三凸轮槽25，第三凸轮槽的形状对应于锁定体的第二凸轮。第三凸轮槽可以减小轴向尺寸，优化结构，并使锁定体更有效的带动随动件转动。

随动件盘体设置在驱动件轮盘与基座之间，随动件的随动件中心轴24伸入基座第二内孔32。锁定体设的第一凸轮和第二凸轮之间的位置满足如下条件：锁定体的第一凸轮41嵌入在驱动件（驱动齿轮）的第一环槽11内，锁定体设的第二凸轮42位于第二内孔32的内壁与随动件中心轴24之间。在第一转动行程中，锁定体第二凸轮约束第一凸轮处于第一凸轮卡槽内，从而将驱动件和随动件锁定在一起。

根据强制密封球阀的操作需要，阀杆同时担负着驱动阀球的开启和关闭转动和阀瓣顶压阀座的运动。驱动件随阀杆同步转动，驱动件在第一转动行程S1和第二转动行程S2中往复转动，在第一转动行程S1内，锁定体的第一凸轮嵌入驱动件（驱动齿轮）的第一环槽，锁定体锁定驱动件与随动件的连接，驱动件通过随动件带动阀球与阀瓣齿轮整体转动，完成阀球的开启和关闭动作，驱动件在第二转动行程S2内驱动所述阀瓣齿轮相对于阀球转动，阀瓣齿轮驱动所述阀瓣顶压阀座56。

在此，将驱动件驱动阀球向关闭方向的转动称为正向转动，反之称为反向转动。正向转动和反向转动是相对，当然也可以翻转定义。

当阀球从开启位置向关闭位置转动时（在第一转动行程中），锁定体的第一凸轮嵌入驱动件10第一凸轮卡槽13，驱动件通过锁定体带动随动件正向转动（R1方向），即带动阀球向关闭位置转动。当随动件随驱动件正向转动时，锁定体的第二凸轮沿第二内孔的内壁转动，使锁定体的第一凸轮无法向脱出第一凸轮卡槽的方向转动，锁定体的第一凸轮保持在第一凸轮卡槽内。

当随动件转动到第一转动行程的正向终点时（如图10所示），即阀球转动到关闭位置，由于阀球由下部的限位机构57限制阀球的转动行程，阀球停止转动，因此与阀球固定连接的随动件也被限制在第一转动行程内，被阻止正向转动。此时锁定体（第二凸轮）移动到对应第二凸轮卡槽的位置，驱动件通过锁定体的第一凸轮推动锁定体转动，第一凸轮脱离第一凸轮卡槽，同时第二凸轮嵌入第二凸轮卡槽（如图11所示），由于第二凸轮卡槽是凹入第二内孔的三角形凹槽，第二凸轮卡槽通过锁定体阻止随动件反向转动，随动件通过锁定体锁定与基座的连接。驱动件进入第二转动行程（如图12所示）。

驱动件在第二转动行程中独自转动，驱动件（驱动齿轮）通过中间齿轮58驱动阀瓣齿轮相对于阀球转动，阀瓣齿轮通过螺纹连接驱动阀瓣顶压阀座56，实现强制密封，完成强制密封球阀的关闭操作。

强制密封球阀在进行开启操作时，驱动件反向转动（R2方向），当驱动件在第二转动行程反向转动时，锁定体第一凸轮约束第二凸轮使之处于第二凸轮卡槽内，从而将随动件与基座锁定在一起。锁定体锁定了随动件与基座的连接关系，使随动件不能转动，阀球也不会反向（向开启反向）转动。驱动件在第二转动行程中反向转动，当驱动件反向转动到第二行程的反向终点时（如图13所示），第一环槽的卡槽端推动第一凸轮使锁定体转动，第一凸轮嵌入第一凸轮卡槽，同时第二凸轮脱离第二凸轮卡槽，第二凸轮嵌入所述第三凸轮槽，从而解锁随动件与基座的锁定关系。锁定体重新锁定了驱动件与随动件的连接关系，驱动件和随动件进入第一转动行程，反向转动。阀球随之向开启反向转动。阀球反向转动90°后，阀球由下部的限位机构限制阀球的转动行程，阀球停止转动，第一转动行程结束，阀球处于开启位置。

本实施例中，转动离合操作装置使一只阀杆在一次单向的转动过程中完成球阀的开启或关闭操作，阀球在关闭位置被锁定，实现强制密封。采用转动的锁定体，改善了锁定体的运动方式和工作载荷条件，使锁定体的工作性能更加稳定，工作寿命更长，并可承载更大的工作载荷，可提高操作装置的靠性。

实施例二：

如图8，一种转动离合操作装置。本实施例是实施例一的一种改进。本实施例中，基座的第二凸轮卡槽31内设有复位弹簧35。复位弹簧通过点焊35a固定在第二凸轮卡槽内。复位弹簧推动锁定体的第二凸轮向脱离基座的第二凸轮卡槽的方向移动。当驱动件反向转动到第二行程的反向终点时（如图13所示），驱动件的第一凸轮卡槽移动到对应于锁定体的第二凸轮位置时，复位弹簧35推动锁定体旋转，使第二凸轮脱离基座的第二凸轮卡槽，嵌入随动件的第三凸轮槽25，第一凸轮嵌入第一凸轮卡槽。锁定体锁定了驱动件与随动件的连接关系，驱动件和随动件进入第一转动行程，反向转动。阀球随之向开启反向转动。

本实施例可提高在球阀开启过程中，锁定体锁定驱动件与随动件连接关系的可靠性。

实施例三：

如图4、图15，一种转动离合操作装置。本实施例是实施例一的一种结构替换。

本实施例中，转动离合操作装置采用轴径旋转结构，驱动件10设有驱动件转轴15，驱动件转轴设有第一环槽16，第一凸轮卡槽17是向驱动件转轴伸出侧突出的凹槽。

基座30设有第二端面33和第二内孔32，第二端面设有第二凸轮卡槽34。为了使结构紧凑，第二端面设有大于90°的第二环槽36。

随动件20设有随动件中心轴24，随动件中心轴是空心轴，中心轴的轴壁上设有锁定体安装孔28。随动件设有垂直于随动件中心轴的随动件盘体23，随动件盘体设有第三凸轮槽26，所述第三凸轮槽的形状对应于所述锁定体的第二凸轮。

锁定体40安装在随动件中心轴上，驱动件转轴伸入空心的随动件中心轴，随动件中心轴伸入所述基座的第二内孔。

当随动件随驱动件在第一转动行程内正向转动时，锁定体的第二凸轮的一侧嵌入第三凸轮槽，第二凸轮的另一侧沿基座的第二环槽转动。本实施例设置了第二环槽，相当于将第二端面向基座内凹进，能够减小轴向的结构尺寸。锁定体的第二凸轮与基座的第二环槽接触。

本实施例可以减小驱动件轮盘14的径向尺寸，更适合于较小口径的强制密封球阀。

Claims (10)

1.一种转动离合操作装置，其特征在于，包括驱动件、随动件、基座和锁定体；所述驱动件在第一转动行程和第二转动行程中往复转动，所述随动件被限制在所述第一转动行程内随所述驱动件同轴转动，所述驱动件在所述第二转动行程中独自转动；所述锁定体随所述随动件移动，所述锁定体设有第一凸轮和第二凸轮，所述驱动件设有第一环槽，所述第一环槽设有第一凸轮卡槽，所述基座设有第二凸轮卡槽；在所述第一转动行程中，所述锁定体的第一凸轮嵌入所述第一凸轮卡槽，所述锁定体锁定驱动件与随动件的连接；在所述第二转动行程中，所述第二凸轮嵌入所述第二凸轮卡槽，所述锁定体锁定基座与随动件的连接。

2.根据权利要求1所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述锁定体设有中间轴，所述随动件设有锁定体安装孔，所述锁定体的中间轴设置在所述锁定体安装孔中。

3.根据权利要求2所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述锁定体安装孔中设有轴孔填块，所述轴孔填块与所述锁定体安装孔构成与所述锁定体中间轴配合的圆孔。

4.根据权利要求1所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述基座的第二凸轮卡槽是三角形凹槽，所述锁定体的第二凸轮嵌入所述第二凸轮卡槽时，所述第二凸轮卡槽通过所述锁定体阻止所述随动件转动。

5.根据权利要求1所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述驱动件设有驱动件轮盘，所述驱动件轮盘设有所述第一环槽，所述基座设有第二内孔，所述第二内孔设有所述第二凸轮卡槽，所述随动件设有随动件盘体，所述锁定体安装在所述随动件盘体上，所述随动件盘体设置在所述驱动件轮盘与基座之间，当所述随动件随所述驱动件正向转动时，所述锁定体的第二凸轮沿所述第二内孔的内壁转动。

6.根据权利要求5所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述随动件设有随动件中心轴，所述随动件中心轴的外壁设有第三凸轮槽，所述第二凸轮在所述第一转动行程中嵌入所述第三凸轮槽。

7.根据权利要求1所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述驱动件设有驱动件转轴，所述驱动件转轴设有所述第一环槽，所述基座设有第二端面和第二内孔，所述第二端面设有所述第二凸轮卡槽，所述随动件设有随动件中心轴，所述锁定体安装在所述随动件中心轴上，所述驱动件转轴伸入所述随动件中心轴，所述随动件中心轴伸入所述基座的第二内孔；当所述随动件随所述驱动件正向转动时，所述锁定体的第二凸轮沿所述基座的第二端面转动。

8.根据权利要求7所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述随动件设有随动件盘体，所述随动件盘体设有第三凸轮槽，所述第二凸轮在所述第一转动行程中嵌入所述第三凸轮槽。

9.根据权利要求1所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述转动离合操作装置设置在强制密封球阀中，所述驱动件是一只驱动齿轮，所述驱动齿轮由阀杆驱动旋转，所述随动件与阀球连接、并与阀球同步旋转，所述阀球在90°的转动行程内往复旋转，所述第一转动行程是所述阀球的转动行程，所述基座固定在阀体上，所述阀球设有阀瓣和阀瓣齿轮，所述阀瓣通过螺柱连接所述阀瓣齿轮；所述驱动齿轮驱动所述阀瓣齿轮转动。

10.根据权利要求9所述的一种转动离合操作装置，其特征在于，所述驱动件在第一转动行程内通过随动件带动阀球与阀瓣齿轮整体转动，所述阀球在关闭位置时，所述驱动件在所述第二转动行程内驱动所述阀瓣齿轮相对于阀球转动，所述阀瓣齿轮驱动所述阀瓣顶压阀座。