CN111795086A - 一种限速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种限速装置,其包括壳体、减速机构、滚轮机构和滚轮压紧机构。其中壳体具有容纳空间，所述容纳空间内密封地设置有非牛顿流体；减速机构包括转套和设于转套上的转叶；滚轮机构包括第一滚轮和第二滚轮，第一滚轮与转套连接，第二滚轮与第一滚轮相对设置在工作物两侧；滚轮压紧机构第二滚轮连接，用于使第二滚轮压紧工作物。当需要限速的时候，将本发明安装在设备上，夹住工作物，工作物带动第一滚轮和第二滚轮被动旋转，导致转叶也被动旋转，搅拌非牛顿流体。当高速搅拌时，阻力迅速增大，导致转叶的转速被迫下降，从而起到了限速的作用，能够保证各种设备，处于额定速度内运行，不会超速。

Description

一种限速装置

技术领域

本发明涉及一种限速装置。

背景技术

很多设备往往都有其额定的转速，如果超过速度运行则会造成伤害，比如输送机超速导致输送量过大，造成堵塞，比如电梯超速运行会造成安全事故，当电梯失速坠落时更加会造成严重的人身伤亡事故，而电机的转速会受到频率和电压等因素而变化，当变频器损坏时，会造成飞车事故，因此，需要一种防止转动设备超速运行的装置。

现有技术中，有的采取利用传感器来检测转速，当转速过高时，控制器控制电机降速运行，这种技术的稳定性不够高，并且在高温、高压的恶劣环境中，传感器、线路、控制器这样的元件，容易损坏、出故障。并且当出现电梯坠落等事故时，依靠传感器发出警报，人们发现时已经来不及采取措施

因此，提供一种高效、稳定的防止超速运行的限速装置显得尤为重要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可以防止超速运行的限速装置。

本发明的实施例提供一种限速装置，包括：

壳体，具有容纳空间，所述容纳空间内密封地设置有非牛顿流体；

减速机构，包括转套和设于转套上的转叶；

滚轮机构，包括第一滚轮和第二滚轮，所述第一滚轮与转套连接，所述第二滚轮与第一滚轮相对设置在工作物两侧；

滚轮压紧机构，与所述第二滚轮连接，用于使第二滚轮压紧工作物。

优选的，所述限速装置还包括：

调节机构，与所述减速机构连接，用于调节转叶旋转时所受到的流体阻力。

优选的，所述滚轮压紧机构包括：

支架，与所述壳体连接，所述支架具有容纳第一滚轮和第二滚轮的空腔；

滚轮支架，与第二滚轮的转轴的两端连接，并与卡合于所述支架上，使得第二滚轮随滚轮支架的移动而移动；

锁扣机构，固定设于所述支架上，并与所述滚轮支架锁扣连接，用于锁定所述滚轮支架的位置。

优选的，所述滚轮压紧机构还包括：

调节架，连接所述滚轮支架，所述锁扣机构通过调节架与滚轮支架连接。

优选的，所述滚轮压紧机构还包括：

第三弹性件，一端连接所述滚轮支架，另一端连接所述滚轮支架。

优选的，所述调节架上设有第一齿槽，所述锁扣机构包括：

操作把手，转动连接于所述支架上，所述操作把手上设有多个卡合第一齿槽的第二齿槽，当转动操作把手时驱动调节架移动；

锁定把手，转动连接于所述支架上，所述锁定把手上设有一个卡合第一齿槽的第三齿槽，用于卡住调节架的位置；

第四弹性件，一端连接所述锁定把手，另一端连接所述所述支架，用于在所述锁定把手与所述支架之间提供拉力。

优选的，所述转套具有轴向的通孔和径向的滑槽，所述调节机构包括：

滑杆，设于所述转套内，用于相对于转套轴向移动；

连杆，一端与所述转叶铰接，另一端与所述滑杆铰接，当连杆摆动时驱动转叶沿滑槽径向移动；

第一弹性件，一端连接所述转套，另一端连接所述滑杆，用于为转套与滑杆之间提供轴向牵拉力；

操作件，连接所述滑杆与壳体，用于为第一弹性件提供预拉力。

优选的，所述操作件包括：

丝杆套，套设于滑杆上，并可相对于滑杆转动；

滚珠螺母，与丝杆套配合，并可随丝杆套的轴向移动而旋转，所述滚珠螺母上具有凹槽；

按钮，设于所述壳体上，具有按压部和凸台，所述凸台用于与凹槽卡合，所述按压部用于使凸台脱离凹槽；

第二弹性件，设于壳体与按钮之间，用于为按钮提供卡合力。

优选的，所述减速机构还包括：

第一轴向限位机构，同轴心设于转套与所述壳体的外壁之间；

第二轴向限位机构，同轴心设于转套与所述壳体的内壁之间。

优选的，所述壳体的内壁设有摩擦环。

当需要限速的时候，将本发明安装在设备上，并将第一滚轮和第二滚轮夹住工作物。工作物带动第一滚轮和第二滚轮被动旋转。此时第一滚轮被动旋转，导致转叶也被动旋转，搅拌非牛顿流体。而非牛顿流体在低速搅拌时，不会有太大的阻力，当高速搅拌时，阻力迅速增大，导致转叶的转速被迫下降，也就导致了第一滚轮的转速下降，从而起到了限速的作用，能够保证各种设备，处于额定速度内运行，不会超速，尤其当电梯等设备，将钢丝绳夹在第一滚轮和第二滚轮中间，当失速的时候，能起到缓速降落的效果，并且本实施方式降落的速度，可以通过转叶的伸出量来调节。可广泛用于各种需要限速的设备上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的较佳实施方式的一种左视示意图；

图2为图1的立体示意图；

图3为图1的A-A剖面示意图；

图4为图1的B-B剖面示意图；

图5为切除了部分壳体和部分转套后的立体示意图，重点展示内部的缓速结构；

图6是在图3的基础上，展示另一种操作件。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-6所示，本实施方式提供一种限速装置，包括：

壳体310，具有容纳空间，容纳空间内密封地设置有非牛顿流体；

减速机构330，包括转套331和设于转套331上的转叶334；

滚轮机构350，包括第一滚轮351和第二滚轮352，第一滚轮351与转套331连接，第二滚轮352与第一滚轮351相对设置在工作物两侧；

滚轮压紧机构360，与第二滚轮352的转轴连接，用于使第二滚轮352压紧工作物。

其中，如图3所示，壳体310可以包括相对可拆分的第一壳体311和第二壳体312，方便生产和装配，壳体310可以采用圆柱状。壳体310内。密封有非牛顿流体，非牛顿流体是指不满足牛顿黏性实验定律的流体，即其剪应力与剪切应变率之间不是线性关系的流体。本实施方式优选采用剪切增稠液，剪切增稠液的胶体粒子一般处于致密充填状态，是糊状液体，作为分散介质的水充满在致密排列的粒子间隙。当施加应力较小，缓慢流动时，由于水的滑动和流动作用，胶体糊表现出的粘性阻力较小。如果用力搅动，处于致密排列的离子就会一下子被搅乱，成为多孔隙的疏松排列构造。这时由于原来的水分再也不能填满粒子之间的间隙，粒子与粒子之间没有水层的滑动作用，因而粘性阻力就会骤然增加，甚至失去流动的性质。因为粒子在强烈的剪切作用下成为疏松排列结构，引起外观体积增加。

其中，减速机构330的转套331，转动设置于壳体310内，相对于壳体310转动，转套331可以全部设置在壳体310内，也可以一部分伸出壳体310。转叶334的数量可以是一个或者多个，根据需要来设置，一般四个径向均布较佳。

其中，滚轮机构350设置在壳体310外部，包括第一滚轮351和第二滚轮352，分别设置在工作物的两侧，夹住工作物。工作物可以是导轨、导柱、滑轨、输送带、皮带、链条等运动的物件。第一滚轮351与转套331连接，当工作物在移动的时候，带动第一滚轮351旋转，第一滚轮351旋转的时候，带动转套331旋转，也就带动了转叶334旋转，从而搅拌了非牛顿流体，产生了阻力。

本实施方式的使用方法及工作原理：

当需要限速的时候，将本发明安装在设备上，并将第一滚轮351和第二滚轮352夹住工作物。以输送机为例，将第一滚轮351和第二滚轮352夹住输送机的输送带，由输送带的运动，带动第一滚轮351和第二滚轮352被动旋转。此时第一滚轮351被动旋转，导致转叶334也被动旋转，搅拌非牛顿流体。而非牛顿流体在低速搅拌时，不会有太大的阻力，当高速搅拌时，阻力迅速增大，导致转叶334的转速被迫下降，也就导致了第一滚轮351的转速下降，从而起到了限速的作用。

而且剪切增稠液的粘稠度可以很好的调节，从而适应不同范围的转速，比如：剪切增稠液中的SiO2粒子悬浮液发生剪切增稠的临界剪切速率随着粒子粒径增大而减小，随着粒径分布增大而增大。SiO2 悬浮液发生剪切增稠的强度随着粒子粒径增大而减小，随着粒子粒径分布增大而减小。粒子粒径大小与分布主要通过改变粒子间距离及粒子的有效浓度改变粒子悬浮液的剪切增稠效应。

可见本实施方式，能够保证各种设备，处于额定速度内运行，不会超速，尤其当电梯等设备，将钢丝绳夹在第一滚轮351和第二滚轮352中间，当失速的时候，能起到缓速降落的效果，并且本实施方式降落的速度，可以通过转叶334的伸出量来调节。可广泛用于各种需要限速的设备上。

其中，如图3所示，为了限制转套331在壳体310内的轴向位置，减速机构330还可以包括：

第一轴向限位机构335，同轴心设于转套331与壳体310的外壁之间；

第二轴向限位机构336，同轴心设于转套331与壳体310的内壁之间。

参考图3，转套331穿过位于滚轮机构350端的壳体310，第一轴向限位机构335和第二轴向限位机构336分别设于壳体310的内外两侧，且全部同轴心设置在转套331上，分别限定转套331的左右两个方向。转套331分为小段和大段，小段穿过壳体310，大段用于连接转叶334，小段和大段之间形成台阶，第二轴向限位机构336正好与台阶接触，设于大段与壳体310的内壁之间。

其中，第一轴向限位机构335和第二轴向限位机构336可以采用推力轴承来实现，或者其他的滚动体、滚动槽来实现。比如在大段与壳体310的内壁之间放置滚动体。

通过上述设置，将转套331的轴向，完全限制，使得转套331相对于壳体310仅仅只能转动，不能轴向移动，放置了本发明在使用的时候，转套331随意窜动。

作为本实施方式的进一步优选，为了方便调节所限定的转速，也就是调节转叶334旋转时所受到的流体阻力，限速装置还可以包括调节机构340，与减速机构330连接，并用来调节转叶334旋转时所受到的流体阻力。

参考图3，展示了调节机构340的其中一种结构：

在转套331具有轴向的通孔和径向的滑槽，转叶334设置在滑槽内，并可随滑槽径向移动。该调节机构340包括：

滑杆341，设于转套331内，用于相对于转套331轴向移动；

连杆333，一端与转叶334铰接，另一端与滑杆341铰接，当连杆333摆动时驱动转叶334沿滑槽径向移动；

第一弹性件337，一端连接转套331，另一端连接滑杆341，用于为转套331与滑杆341之间提供轴向牵拉力；

操作件，连接滑杆341与壳体310，用于为第一弹性件337提供预拉力。

其中，第一弹性件337可以采用拉簧来实现，一端与转套331连接，另一端与滑杆341，或者在滑杆341上设置一个凸环346，通过凸环346来连接第一弹性件337的另一端。在不需要限速的时候，先让第一弹性件337承受预拉力，也就是让滑杆341往远离滚轮机构350的一端移动，使得连杆333摆动，从而将转叶334全部或者部分缩进转套331内，并依靠操作件保持滑杆341的位置。此时本发明在工作时，不受到任何阻力，转速最快。当需要限速的时候，旋转操作件来调节转叶334的伸出长度即可。

其中，还可以在转套331内设置限位螺杆148，限位螺杆148设于转套331内，与转套331的轴向的通孔螺纹配合，用于抵住滑杆341的轴向移动位置，也就是限定了转叶334的伸出量。

其中，操作件可以采用如图3所示的结构，包括：

丝杆套342，套设于滑杆341上，并可相对于滑杆341转动；

滚珠螺母343，与丝杆套342配合，并可随丝杆套342的轴向移动而旋转，滚珠螺母343上具有凹槽；

按钮344，设于壳体310上，具有按压部和凸台，凸台用于与凹槽卡合，按压部用于使凸台脱离凹槽；

第二弹性件345，设于壳体310与按钮344之间，用于为按钮344提供卡合力。

参考图3，丝杆套342穿过远离滚轮机构350端的壳体310，并与壳体310通过O型圈密封，丝杆套342的内表面是圆形的，能相对于滑杆341转动。滚珠螺母343丝杆套342的外径配合，这是一种不具有自锁功能的螺母，能够通过丝杆套342的移动，来驱动滚珠螺母343旋转。当按钮344按压下去后，使凸台脱离凹槽，导致滚珠螺母343可以自由旋转，在第一弹性件337的作用下丝杆套342往左边移动。当人为旋转滚珠螺母343时，能够调节丝杆套342往左边移动或者往右边移动，从而实现调节。第二弹性件345也采用弹簧来实现。

设置按钮344和第一弹性件337的另一个好处在于：当出现紧急情况需要限速时，需要降速时，按钮344充当了急停按钮的作用，按下按钮344，在第一弹性件337的作用下，滑杆341上迅速移动，驱动转叶334迅速伸出，实现降速。当然，操作件也可以采用如图6所示的电动操作件349来实现，将电动操作件349设置在滑杆341的端部，驱动滑杆341相对于壳体310轴向移动。电动操作件349可以是电缸、电动推杆、气缸等直线驱动的器件。设置调节机构340的好处，一方面可以随意调节所需要限定的转速，一方面还可以充当急停按钮来使用。

作为本实施方式的进一步优选，滚轮压紧机构360包括：

支架361，与壳体310连接，支架361具有容纳第一滚轮351和第二滚轮352的空腔；

滚轮支架364，与第二滚轮352的转轴的两端连接，并与卡合于支架361上，使得第二滚轮352随滚轮支架364的移动而移动；

锁扣机构，固定设于支架361上，并与滚轮支架364锁扣连接，用于锁定滚轮支架364的位置。

如图2所示，滚轮支架364嵌合在支架361上，并可以来回移动，第二滚轮352的转轴的两端支撑在滚轮支架364上，第二滚轮352可以沿自己的轴心自由滚动。当滚轮支架364靠拢第一滚轮351时，会导致工作物被压紧，此时用锁扣机构将滚轮支架364锁定，防止滚轮支架364倒退。

其中，滚轮压紧机构360还可以包括调节架362，连接滚轮支架364，此时，锁扣机构通过调节架362与滚轮支架364连接，也就是直接将调节架362锁定，即可防止滚轮支架364倒退。如图2所示，第二滚轮352可以采用两个，分别设于调节架362的两端，锁扣机构设置在中间位置，以便受力均匀。

其中，滚轮压紧机构360还可以包括第三弹性件363，一端连接滚轮支架364，另一端连接滚轮支架364，使得滚轮支架364承受的是非刚性的力，而具有退让空间、弹性空间，能保证工作物不平整的情况下，第二滚轮352能始终压紧工作物。第三弹性件363可以采用弹簧来实现。

上面所述的锁扣机构，可以采用如图2和图4所示的结构：

在调节架362上设有第一齿槽，锁扣机构包括：

操作把手365，转动连接于支架361上，操作把手365上设有多个卡合第一齿槽的第二齿槽，当转动操作把手365时驱动调节架362移动；

锁定把手366，转动连接于支架361上，锁定把手366上设有一个卡合第一齿槽的第三齿槽，用于卡住调节架362的位置；

第四弹性件367，一端连接锁定把手366，另一端连接支架361，用于在锁定把手366与支架361之间提供拉力。

其中第一齿槽、第二齿槽和第三齿槽均为锯齿形，形成棘轮结构，锁定把手366上具有一个凸台，在第四弹性件367的作用下，该凸台与支架361接触，使得锁定把手366处于相对固定的状态。如图4所示，当逆时针旋转操作把手365的时候，克服第四弹性件367的拉力后，能驱动调节架362向内移动，也就是往图4的左边移动，从而压紧工作物。此时，锁定把手366在第四弹性件367的拉力作用下，能保持始终卡合调节架362，防止其倒退。因为都是锯齿形的齿槽，所以第二齿槽和第三齿槽只能顺时针扣住第一齿槽，而逆时针的时候，会从第一齿槽中脱离出来。因此操作把手365能够不断逆时针、顺时针操作，实现压紧。当需要松开的时候，克服第四弹性件367的弹力，逆时针旋转锁定把手366，使得脱离第三齿槽，则调节架362呈自由移动状态。其中第四弹性件367也可以采用弹簧来实现。

其中，为了加强减速效果，还可以在壳体310的内壁设有摩擦环313，当转叶334伸出时，能够依靠转叶334的外边沿，摩擦该摩擦环313，从而进一步加强减速效果，摩擦的松紧度可以通过限位螺杆148来调节，当限位螺杆148越往外移动时，转叶334则伸出越多，也就是摩擦越厉害。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种限速装置，其特征在于，包括：

壳体（310），具有容纳空间，所述容纳空间内密封地设置有非牛顿流体；

减速机构（330），包括转套（331）和设于转套（331）上的转叶（334）；

滚轮机构（350），包括第一滚轮（351）和第二滚轮（352），所述第一滚轮（351）与转套（331）连接，所述第二滚轮（352）与第一滚轮（351）相对设置在工作物两侧；

滚轮压紧机构（360），与所述第二滚轮（352）连接，用于使第二滚轮（352）压紧工作物。

2.根据权利要求1所述的限速装置，其特征在于，所述限速装置还包括：

调节机构（340），与所述减速机构（330）连接，用于调节转叶（334）旋转时所受到的流体阻力。

3.根据权利要求1或2所述的限速装置，其特征在于，所述滚轮压紧机构（360）包括：

支架（361），与所述壳体（310）连接，所述支架（361）具有容纳第一滚轮（351）和第二滚轮（352）的空腔；

滚轮支架（364），与第二滚轮（352）的转轴的两端连接，并与卡合于所述支架（361）上，使得第二滚轮（352）随滚轮支架（364）的移动而移动；

锁扣机构，固定设于所述支架（361）上，并与所述滚轮支架（364）锁扣连接，用于锁定所述滚轮支架（364）的位置。

4.根据权利要求3所述的限速装置，其特征在于，所述滚轮压紧机构（360）还包括：

调节架（362），连接所述滚轮支架（364），所述锁扣机构通过调节架（362）与滚轮支架（364）连接。

5.根据权利要求4所述的限速装置，其特征在于，所述滚轮压紧机构（360）还包括：

第三弹性件（363），一端连接所述滚轮支架（364），另一端连接所述滚轮支架（364）。

6.根据权利要求4所述的限速装置，其特征在于，所述调节架（362）上设有第一齿槽，所述锁扣机构包括：

操作把手（365），转动连接于所述支架（361）上，所述操作把手（365）上设有多个卡合第一齿槽的第二齿槽，当转动操作把手（365）时驱动调节架（362）移动；

锁定把手（366），转动连接于所述支架（361）上，所述锁定把手（366）上设有一个卡合第一齿槽的第三齿槽，用于卡住调节架（362）的位置；

第四弹性件（367），一端连接所述锁定把手（366），另一端连接所述所述支架（361），用于在所述锁定把手（366）与所述支架（361）之间提供拉力。

7.根据权利要求2所述的限速装置，其特征在于，所述转套（331）具有轴向的通孔和径向的滑槽，所述调节机构（340）包括：

滑杆（341），设于所述转套（331）内，用于相对于转套（331）轴向移动；

连杆（333），一端与所述转叶（334）铰接，另一端与所述滑杆（341）铰接，当连杆（333）摆动时驱动转叶（334）沿滑槽径向移动；

第一弹性件（337），一端连接所述转套（331），另一端连接所述滑杆（341），用于为转套（331）与滑杆（341）之间提供轴向牵拉力；

操作件，连接所述滑杆（341）与壳体（310），用于为第一弹性件（337）提供预拉力。

8.根据权利要求7所述的限速装置，其特征在于，所述操作件包括：

丝杆套（342），套设于滑杆（341）上，并可相对于滑杆（341）转动；

滚珠螺母（343），与丝杆套（342）配合，并可随丝杆套（342）的轴向移动而旋转，所述滚珠螺母（343）上具有凹槽；

按钮（344），设于所述壳体（310）上，具有按压部和凸台，所述凸台用于与凹槽卡合，所述按压部用于使凸台脱离凹槽；

第二弹性件（345），设于壳体（310）与按钮（344）之间，用于为按钮（344）提供卡合力。

9.根据权利要求1或2所述的限速装置，其特征在于，所述减速机构（330）还包括：

第一轴向限位机构（335），同轴心设于转套（331）与所述壳体（310）的外壁之间；

第二轴向限位机构（336），同轴心设于转套（331）与所述壳体（310）的内壁之间。

10.根据权利要求1或2所述的限速装置，其特征在于，所述壳体（310）的内壁设有摩擦环（313）。

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