CN111457145B - 便携式电动井上开阀装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种便携式电动井上开阀装置，包括机架，机架上安装有电机、减速器，减速器连接有阀杆，并配有锂电池，电机与减速器之间设有冲击模块。本发明通过安装有冲击模块，当从动轴杆的负载超出正常负载范围时，可中断电机与从动轴杆之间的动力传输，使电机处于空转状态，避免由于动力输出端过载造成电机的损坏，提高电机工作的安全性；配重飞轮正常旋转时可解决阀门启闭中阻力不均匀电机能耗增加的问题，当从动轴杆遇阻停转后，配重飞轮可产生冲击力克服阻力恢复转动；通过将阀杆设置成两种结构形式，适用范围广；通过设置调平机构，利用滑套与移动杆的配合，方便调整机架的高度，方便将整个装置平稳安放在井口处。

Description

便携式电动井上开阀装置

技术领域

本发明涉及阀门启闭技术领域，具体涉及一种便携式电动井上开阀装置。

背景技术

阀门是用来开闭管路、控制流向、调节和控制输送介质的参数(温度、压力和流量)的管路附件。根据其功能，可分为关断阀、止回阀、调节阀等。是流体输送系统中的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。用于流体控制系统的阀门，从最简单的截止阀到极为复杂的自控系统中所用的各种阀门，其品种和规格相当繁多。

很多自来水管道的一些阀门都设置在阀门井内，因有些阀门井深度较深，在需要开启或关闭阀门时，需要工作人员进入到井内才能实现阀门的开启或关闭，因阀门井空间狭小，导致工作人员在开启或关闭阀门时，操作较为麻烦且存在安全隐患。经检索，申请号为201910584311X的中国发明专利公开了一种阀门电动启闭器，包括电机、减速器、传动力矩卡爪、直柄组合力矩卡爪、支撑腿和手柄，电机的输出端与减速器连接，减速器的传动轴与传动力矩卡爪或直柄组合力矩卡爪连接，多个支撑腿分别与手柄铰接，传动力矩卡爪下端设置有多个滑槽，多个紧固钩通过螺栓滑动连接在滑槽内。上述装置采用电动方式开启阀门，省时省力，但是在实际使用过程中，存在以下问题：(1)由于各阀门大小及维保情况不一，有的可能生锈难以转动，这就使电机很可能出现过载问题，造成损坏；(2)阀门启闭过程中，阻力不均匀造成电机能耗增加；(3)通过设置的减速器，只能进行一级减速，不能根据实际情况进行输出速度的调整，从而不方便调整输出扭矩；(4)虽然多数阀门井中的阀门是水平设置的，但是也存在少数阀门的盘状手轮是竖向设置的(即设置在侧面)，当需要开启此类阀门时，该装置无法实现与盘状手轮的配合，无法完成开启工作，适用范围有限。

因此，如何防止电机过载、增强阻力克服能力、方便调整输出转速、扩大使用范围是本领域亟需解决的一个问题。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，提供了一种便携式电动井上开阀装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提出了一种便携式电动井上开阀装置，包括机架，所述机架上安装有电机，所述电机连接有减速器，所述减速器的输出轴连接有用于和井下阀门相连的阀杆，所述机架上还安装有用于向所述电机提供电能的锂电池，所述电机与所述减速器之间连接有冲击模块，所述冲击模块包括：

驱动轴杆，所述驱动轴杆与所述电机的输出轴相连；

行星齿轮组，所述行星齿轮组包括太阳轮，所述太阳轮固定安装在所述驱动轴杆上；齿圈，所述齿圈与所述太阳轮之间啮合有行星轮；所述行星轮连接有行星架，所述行星架固定连接有右压座；所述齿圈一侧固定连接有支撑轴承，所述行星架与所述支撑轴承的内圈相连；所述支撑轴承的外圈与所述机架固定相连；

冲击锤离合套，所述冲击锤离合套包括固定套，所述固定套与所述机架固定相连；所述固定套内旋转连接有一旋转套，所述旋转套与所述右压座固定相连；所述旋转套外壁上设置有外斜块；

配重飞轮，所述配重飞轮内开设有一凹槽，所述凹槽内壁上设置有与所述外斜块相适配的内斜块；所述外斜块与所述内斜块相挤压以实现所述配重飞轮沿所述驱动轴杆的轴线方向移动；所述凹槽内固定连接有中心开有通孔的左压座；所述配重飞轮外壁上还设置有挡块；

从动轴杆，所述从动轴杆一端与所述减速器相连，另一端开设有用于插设所述驱动轴杆的旋孔；所述从动轴杆上设置有与所述挡块相卡接的卡臂；所述从动轴杆一端通过左压座的通孔延伸至外面；

套设在所述旋转套内的弹簧，所述弹簧一端顶撑在所述右压座的端面，另一端顶撑在所述左压座的端面上。

优选的，所述行星齿轮组为双速行星齿轮组，所述双速行星齿轮组包括第一齿圈，所述第一齿圈连接有第二齿圈，所述第一齿圈上啮合有3个小行星轮；所述第二齿圈上啮合有3个大行星轮；所述小行星轮与所述大行星轮与所述支撑轴承相连，所述支撑轴承设置在所述第一齿圈与所述第二齿圈之间；所述行星架设置在所述第一齿圈右侧。

优选的，所述内斜块、外斜块的数量均设置有2块。

优选的，所述驱动轴杆端部开设有六角孔，且沿长度方向开设有多个与所述六角孔相连通的插孔，所述电机的驱动轴上开设有滑孔，所述滑孔内滑动设置有与所述插孔相适配的插杆，所述插杆的底部通过压簧与所述滑孔底部内壁相连。

优选的，所述机架上设置有调平机构，所述调平机构包括滑套，所述滑套与所述机架相固定连接，所述滑套内滑动设置有移动杆，所述滑套外壁上连接有顶丝，以实现移动杆的限位固定。

优选的，所述减速器的输出端连接有万向节。

优选的，所述阀杆为第一直杆，所述第一直杆的顶部与所述万向节相连；所述第一直杆的底部连接有与阀门相卡接的卡头。

优选的，所述阀杆还包括第二直杆，所述第二直杆的端部连接有所述卡头，所述第二直杆连接有用于实现换向的锥齿轮组，所述锥齿轮组的输入端与所述第一直杆相连。

优选的，所述机架连接有踏板，所述踏板底部连接有调节腿。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过安装有冲击模块，当从动轴杆的负载超出正常负载范围时，可中断电机与从动轴杆之间的动力传输，使电机处于空转状态，避免由于动力输出端过载造成电机的损坏，提高电机工作的安全性；配重飞轮起到两个作用，一方面，配重飞轮正常旋转时可解决阀门启闭中阻力不均匀电机能耗增加的问题，节省电能；另一方面，从动轴杆遇阻停转后，配重飞轮具有一定的重量，可产生冲击力，克服阻力恢复转动；

2.通过将阀杆设置成两种结构形式，可用于阀门井中水平设置及竖向设置的阀门的开启，适用范围广，局限性小；

3.通过设置调平机构，利用滑套与移动杆的配合，方便调整机架的高度，方便将整个装置平稳安放在井口处；

4.通过设置双速行星齿轮组，可根据实际情况选择太阳轮与第一齿圈或第二齿圈配合，从而得到不同的输出转速；同时利用插杆与插孔将驱动轴杆与电机的驱动轴进行装配，在较小的空间内方便二者安装和拆卸；

5.通过将机架设计成镂空状，且采用轻质管状结构焊接而成，最大化的减轻整机重量，实现方便携带的目的。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明整体结构示意图。

图2是冲击模块分解结构示意图。

图3是冲击模块结构示意图。

图4是卡臂与挡块配合结构示意图。

图5是双速行星齿轮组结构示意图。

图6是驱动轴杆及从动轴杆结构示意图。

图7是配重飞轮结构示意图。

图8是冲击锤离合套结构示意图。

图9是阀杆结构示意图。

图10是阀杆另一种结构示意图。

图11是插孔结构示意图。

图12是插杆结构示意图。

附图标记说明:

1机架；2踏板；201调节腿；3电机；301调速器；31滑孔；32压簧；33插杆；4减速器；5锂电池；6冲击模块；7万向节；8移动杆；9滑套；10顶丝；11第一直杆；12卡头；13第二直杆；14锥齿轮组；15阀门；

61双速行星齿轮组；611第一齿圈；612小行星轮；613第二齿圈；614大行星轮；615行星架；616连杆；617支撑轴承；

62固定套；

63弹簧；

64驱动轴杆；641太阳轮；642六角孔；643插孔；

65从动轴杆；651卡臂；652旋孔；

66配重飞轮；661挡块；662凹槽；663内斜块；664左压座；6641通孔；

67旋转套；671外斜块；

68右压座。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

如图1-10所示，本实施例提出的一种便携式电动井上开阀装置，包括机架1，机架1设计成镂空状，且采用轻质管状结构焊接而成，最大化的减轻整机重量，实现方便携带的目的。为了方便固定机架1，机架1连接有踏板2，踏板2底部连接有调节腿201。机架1上方安装有电机3，电机3选用调速电机，在机架1上还设置有调速器301，调速器301与电机3相连。电机3连接有减速器4，减速器4可选用锥齿轮减速器，实现一级减速及换向作用，将电机3的轴的水平转动转变为竖向转动。减速器4的输出轴连接有用于和井下阀门相连的阀杆，机架1上还安装有用于向电机3提供电能锂电池，无需连接市电网路，使用方便。

电机3与减速器4之间连接有冲击模块6，冲击模块6包括：驱动轴杆64，驱动轴杆64与电机3的输出轴相连，为了方便拆卸，可采用常用的联轴器的方式进行连接。还包括行星齿轮组，行星齿轮组包括太阳轮641，太阳轮641固定安装在驱动轴杆64上；以及一个齿圈，齿圈与太阳轮641之间啮合有3个行星轮；行星轮连接有行星架615，齿圈一侧还固定连接有支撑轴承617，支承轴承617的外圈与齿圈固定连接，支撑轴承617起到支撑固定作用，行星架615与支撑轴承617的内圈固定连接；行星架615通过连杆616连接有右压座68。在转动时，行星架615、支撑轴承617的内圈、右压座68同速旋转；这样设置的目的可实现二级降速，获得较大转矩，驱动轴杆64与电机3同速，通过行星轮和齿圈的配合使右压座68的转速小于驱动轴杆64的转速。

冲击模块6还包括冲击锤离合套，冲击锤离合套包括固定套62，固定套62底部与机架1固定相连，固定套62无法转动，固定套62的右端面与齿圈固定相连，这样，固定套62、齿圈、支撑轴承617的外圈都成固定状态，均与机架相连；固定套62内旋转连接有一旋转套67，右压座68套设在固定套62的空腔中，旋转套67与右压座68固定相连，右压座68转动的同时带动旋转套67旋转；旋转套67的外壁上设置有外斜块671。

以及配重飞轮66，其为一圆柱状结构，配重飞轮66内部开设有一凹槽662，凹槽662内壁上设置有与外斜块671相适配的内斜块663；当负载过大时，外斜块671与内斜块663相挤压以实现配重飞轮66沿驱动轴杆64的轴线方向移动；凹槽662内固定连接有中心开有通孔6641的左压座664；配重飞轮66外壁上还设置有挡块661。

还设有从动轴杆65，从动轴杆65一端与减速器4的相连，另一端开设有用于插设驱动轴杆64的旋孔，在使用时，从动轴杆65与驱动轴杆64不同速转动；从动轴杆65上设置有与挡块661相卡接的卡臂651；从动轴杆65一端通过左压座664的通孔6641延伸至外面，使卡臂651与挡块661相卡接。

套设在旋转套67内的弹簧63，在装配时，弹簧63一端紧紧顶撑在右压座68的端面，另一端紧紧顶撑在左压座664的端面上。

内斜块663与外斜块671的数量均设置有2块，内斜块663与外斜块671具有相适配的斜面。

另外，考虑到阀杆与阀门之间垂直度的问题，在减速器4的输出端连接有万向节7，万向节7与阀杆相连。

阀杆的结构形式有两种，一种结构形式为：阀杆仅为一根第一直杆11，第一直杆11的顶部与万向节7相连；第一直杆11的底部连接有与阀门15相卡接的卡头12。

阀杆的第二种结构形式还包括第二直杆13，第二直杆13的端部连接有卡头12，第二直杆另一端还连接有用于实现换向的锥齿轮组14，锥齿轮组14的输入端与第一直杆11相连。

具体工作原理如下：

当从动轴杆65的负载位于预设的正常负载范围内时，电机3带动驱动轴杆64转动，驱动轴杆64上的太阳轮641带动行星轮转动，行星轮转动通过行星架615会带动右压座68转动，右压座68带动旋转套67同速转动，因弹簧63的设置，弹簧63的两端紧紧顶撑在左压座664与右压座68之间，产生较大的摩擦力，进而通过弹簧63传递力矩可带动配重飞轮66旋转，配重飞轮66通过挡块661以及卡臂651的配合带动从动轴杆65旋转。因驱动轴杆64与从动轴杆65之间为插设方式，二者之间无接触可不同速转动，力矩传递方向为电机3-行星齿轮组-右压座68及旋转套67；右压座68通过弹簧63将力矩传递给配重飞轮66，因此，旋转套67、弹簧63、右压座68、配重飞轮66、从动轴杆65为同速转动，驱动轴杆64与电机3同速旋转，且从动轴杆65的转速小于驱动轴杆64的转速。

当从动轴杆65的负载超出预设的正常负载范围内时，即从动轴杆65的输出端出现过载的情况下，从动轴杆65的转速会下降甚至停转，进而配重飞轮66会跟随从动轴杆65的转速下降甚至停转，此时配重飞轮66与旋转套67出现转速不一致的情况，从而使得旋转套67与配重飞轮66出现相对转动，内斜块663与外斜块671之间相互挤压，使配重飞轮66向右移动，挡块661与卡臂651不再卡合，配重飞轮66与从动轴杆65之间的连接被切断，从而使得电机3与从动轴杆65之间的动力传输中断，使得电机3处于空转状态，从而可以避免因动力输出端过载导致的电机3损坏。

通过安装有冲击模块，当从动轴杆65的负载超出正常负载范围时，可中断电机3与从动轴杆65之间的动力传输，使电机3处于空转状态，避免由于动力输出端过载造成电机3的损坏，提高电机工作的安全性；配重飞轮66起到两个作用，一方面，配重飞轮66正常旋转时可解决阀门启闭中阻力不均匀电机能耗增加的问题，节省电能；另一方面，从动轴杆65遇阻停转后，配重飞轮66具有一定的重量，可产生冲击力，克服阻力恢复转动。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例提出的一种便携式电动井上开阀装置，机架1上设置有调平机构，调平机构包括滑套9，滑套9与机架1相固定连接，滑套9内滑动设置有移动杆8，滑套9外壁上连接有顶丝10，以实现移动杆8的限位固定。通过设置调平机构，利用滑套9与移动杆8的配合，方便调整机架1的高度，方便将整个装置平稳安放在井口处。

实施例三

继续参考附图1-12，本实施例提出的一种便携式电动井上开阀装置，其它结构同实施例二相同，不同之处在于，行星齿轮组为双速行星齿轮组61，双速行星齿轮组61包括第一齿圈611，第一齿圈611连接有第二齿圈613，第一齿圈611上啮合有3个小行星轮612；第二齿圈613上啮合有3个大行星轮614；小行星轮612与大行星轮614均与支撑轴承617的内圈相连，连接方式与实施例一中的连接方式相同，支撑轴承617的内圈随小行星轮612以及大行星轮614公转，支撑轴承617设置在第一齿圈611与第二齿圈613之间，方便连接；行星架615通过多根连杆616与右压座68相连接，行星架615设置在第一齿圈611的右侧。

驱动轴杆64一端开设有六角孔642，驱动轴杆64上沿长度方向开设有多个插孔643，插孔643与六角孔642相连通；电机3的驱动轴上开设有滑孔31，滑孔31内滑动设置有与插孔643相适配的插杆33，插杆33的底部通过压簧32与滑孔31底部内壁相连。

通过设置双速行星齿轮组61，可根据实际情况选择太阳轮641与第一齿圈611或第二齿圈613配合，从而得到不同的输出转速；同时利用插杆33与插孔643将驱动轴杆64与电机3的驱动轴进行装配，在较小的空间内方便二者安装和拆卸。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种便携式电动井上开阀装置，包括机架（1），所述机架（1）上安装有电机（3），所述电机（3）连接有减速器（4），所述减速器（4）的输出轴连接有用于和井下阀门相连的阀杆，所述机架（1）上还安装有用于向所述电机（3）提供电能的锂电池（5），其特征在于，所述电机（3）与所述减速器（4）之间连接有冲击模块，所述冲击模块包括：

驱动轴杆（64），所述驱动轴杆（64）与所述电机（3）的输出轴相连；

行星齿轮组，所述行星齿轮组包括太阳轮（641），所述太阳轮（641）固定安装在所述驱动轴杆（64）上；齿圈，所述齿圈与所述太阳轮（641）之间啮合有行星轮；所述行星轮连接有行星架（615），所述行星架（615）固定连接有右压座（68）；所述齿圈一侧固定连接有支撑轴承（617），所述行星架（615）与所述支撑轴承（617）的内圈相连；所述支撑轴承（617）的外圈与所述机架（1）固定相连；

冲击锤离合套，所述冲击锤离合套包括固定套（62），所述固定套（62）与所述机架（1）固定相连；所述固定套（62）内旋转连接有一旋转套（67），所述旋转套（67）与所述右压座（68）固定相连；所述旋转套（67）外壁上设置有外斜块（671）；

配重飞轮（66），所述配重飞轮（66）内开设有一凹槽（662），所述凹槽（662）内壁上设置有与所述外斜块（671）相适配的内斜块（663）；所述外斜块（671）与所述内斜块（663）相挤压以实现所述配重飞轮（66）沿所述驱动轴杆（64）的轴线方向移动；所述凹槽（662）内固定连接有中心开有通孔的左压座（664）；所述配重飞轮（66）外壁上还设置有挡块（661）；

从动轴杆（65），所述从动轴杆（65）一端与所述减速器（4）相连，另一端开设有用于插设所述驱动轴杆（64）的旋孔（652）；所述从动轴杆（65）上设置有与所述挡块（661）相卡接的卡臂（651）；所述从动轴杆（65）一端通过左压座（664）的通孔延伸至外面；

套设在所述旋转套（67）内的弹簧（63），所述弹簧（63）一端顶撑在所述右压座（68）的端面，另一端顶撑在所述左压座（664）的端面上；

当从动轴杆（65）负载过大时，内斜块（663）与外斜块（671）之间相互挤压，使配重飞轮（66）向右移动，挡块（661）与卡臂（651）不再卡合，配重飞轮（66）与从动轴杆（65）之间的连接被切断，使得电机（3）与从动轴杆（65）之间的动力传输中断。

2.根据权利要求1所述的一种便携式电动井上开阀装置，其特征在于，所述行星齿轮组为双速行星齿轮组（61），所述双速行星齿轮组（61）包括第一齿圈（611），所述第一齿圈（611）连接有第二齿圈（613），所述第一齿圈（611）上啮合有3个小行星轮（612）；所述第二齿圈（613）上啮合有3个大行星轮（614）；所述小行星轮（612）与所述大行星轮（614）与所述支撑轴承（617）相连，所述支撑轴承（617）设置在所述第一齿圈（611）与所述第二齿圈（613）之间；所述行星架（615）设置在所述第一齿圈（611）右侧。

3.根据权利要求2所述的一种便携式电动井上开阀装置，其特征在于，所述内斜块（663）、外斜块（671）的数量均设置有2块。

4.根据权利要求2所述的一种便携式电动井上开阀装置，其特征在于，所述驱动轴杆（64）端部开设有六角孔（642），且沿长度方向开设有多个与所述六角孔（642）相连通的插孔（643），所述电机（3）的驱动轴上开设有滑孔（31），所述滑孔（31）内滑动设置有与所述插孔（643）相适配的插杆（33），所述插杆（33）的底部通过压簧（32）与所述滑孔（31）底部内壁相连。

5.根据权利要求1所述的一种便携式电动井上开阀装置，其特征在于，所述机架（1）上设置有调平机构，所述调平机构包括滑套（9），所述滑套（9）与所述机架（1）相固定连接，所述滑套（9）内滑动设置有移动杆（8），所述滑套（9）外壁上连接有顶丝（10），以实现移动杆（8）的限位固定。

6.根据权利要求1所述的一种便携式电动井上开阀装置，其特征在于，所述减速器（4）的输出端连接有万向节（7）。

7.根据权利要求6所述的一种便携式电动井上开阀装置，其特征在于，所述阀杆为第一直杆（11），所述第一直杆（11）的顶部与所述万向节（7）相连；所述第一直杆（11）的底部连接有与阀门相卡接的卡头（12）。

8.根据权利要求7所述的一种便携式电动井上开阀装置，其特征在于，所述阀杆还包括第二直杆（13），所述第二直杆（13）的端部连接有所述卡头（12），所述第二直杆（13）连接有用于实现换向的锥齿轮组（14），所述锥齿轮组（14）的输入端与所述第一直杆（11）相连。

9.根据权利要求7所述的一种便携式电动井上开阀装置，其特征在于，所述机架（1）连接有踏板（2），所述踏板（2）底部连接有调节腿（201）。

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