CN111895157A - 一种角行程执行装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种角行程执行装置，属于流量调节技术领域；其包括壳体、与壳体转动连接的电动蜗杆、与电动蜗杆啮合传动的电动涡轮、与电动涡轮同轴设置的主轴以及用于驱动电动蜗杆的驱动装置，电动涡轮与主轴之间通过行星轮组连接驱动，主轴一端与被控阀门连接，行星轮组包括与电动涡轮固连的偏心轴套、与偏心轴套转动连接的行星齿轮、与行星齿轮啮合传动的定内齿圈以及与行星齿轮啮合传动的输出齿轮，输出齿轮为内齿轮，行星齿轮转动轴线与主轴的转动轴线平行且不重合，输出齿轮与主轴同轴固连，输出齿轮与壳体转动连接，定内齿圈与输出齿轮的齿数不同；本发明提供一种角行程执行装置，结构紧凑，体积小，安装使用方便，调节精度高。

Description

一种角行程执行装置

技术领域

本发明涉及一种角行程执行装置，属于流量调节技术领域。

背景技术

在管道通风、污水处理等领域经常需要用到球阀、碟阀等90°角行程阀门，通常，角行程阀门需要通过电动执行器来启闭这些阀门，现有的角行程执行装置结构复杂，空间占用体积大，安装使用不方便而且调节精度较低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种角行程执行装置，结构紧凑，体积小，安装使用方便，调节精度高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种角行程执行装置，用于与被控阀门连接，并调节被控阀门的旋转角度，其包括壳体、与壳体转动连接的电动蜗杆、与电动蜗杆啮合传动的电动涡轮、与电动涡轮同轴设置的主轴以及用于驱动电动蜗杆的驱动装置，所述电动涡轮与主轴之间通过行星轮组连接驱动，所述主轴一端与被控阀门连接，所述行星轮组包括与电动涡轮固连的偏心轴套、与偏心轴套转动连接的行星齿轮、与行星齿轮啮合传动的定内齿圈以及与行星齿轮啮合传动的输出齿轮，所述输出齿轮为内齿轮，所述行星齿轮转动轴线与主轴的转动轴线平行且不重合，所述输出齿轮与主轴同轴固连，所述输出齿轮与壳体转动连接，所述定内齿圈与输出齿轮的齿数不同。

进一步地，所述定内齿圈与壳体之间通过手动调节装置转动可调连接，所述手动调节装置包括设置在定内齿圈外周的手动涡轮、与手动涡轮啮合传动的手动蜗杆以及设置在设置在蜗杆另一端的手轮，所述定内齿圈与壳体转动连接，所述手动蜗杆与壳体转动连接，且一端穿出至壳体外部，所述手轮设置在壳体外部且与手动蜗杆的一端连接。

进一步地，所述主轴另一端连接有反馈装置，所述反馈装置能够监测主轴转动角度，所述反馈装置能够在主轴转动至极限位置时关闭驱动装置，所述反馈装置包括与主轴同轴连接的阀位反馈轴、与阀位反馈轴转动连接的位置编码器、设置在阀位反馈轴上的第一反馈凸轮、设置在阀位反馈轴上的第二反馈凸轮、对应设置在第一反馈凸轮外的第一弹性开关以及对应设置在第二反馈凸轮外的第二弹性开关，所述阀位反馈轴与位置编码器之间通过直齿轮组配合转动，所述阀位反馈轴的转动角速度小于位置编码器的转动角速度，所述第一弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述第二弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述阀位反馈轴转动至极限位置时，第一反馈凸轮转动时能够触动第一弹性开关，改变驱动装置的运行状态，所述阀位反馈轴转动至另一极限位置时，第二反馈凸轮够触动第二弹性开关，改变驱动装置的运行状态。

进一步地，所述电动蜗杆与壳体之间还设有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧套设在电动蜗杆的外周。

进一步地，还包括转矩反馈结构，所述转矩反馈结构包括设置在电动蜗杆上的转矩反馈槽、与壳体转动连接的转矩反馈轴、设置在转矩反馈轴一端的偏轴线位置上的驱动柱、设置在转矩反馈轴另一端的第三反馈凸轮与第四反馈凸轮、对应设置在第三反馈凸轮外的第三弹性开关以及对应设置在第四反馈凸轮外的第四弹性开关，所述第三弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述第四弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述驱动柱能够在转矩反馈槽内滑动，所述电动蜗杆发生轴向位移时，驱动反馈槽带动驱动柱移动，能够进一步带动转矩反馈轴、第三反馈凸轮以及第四反馈凸轮转动，所述电动蜗杆轴向移动至极限位置时，第三反馈凸轮转动时能够触动第三弹性开关，改变驱动装置的运行状态，所述手动蜗杆轴向移动至另一极限位置时，第四反馈凸轮够触动第四弹性开关，改变驱动装置的运行状态。

进一步地，还包括转动限位装置，所述转动限位装置包括设置在输出齿轮上的限位条以及设置在壳体上的限位柱，所述限位柱为两个，所述输出齿轮转动至两个极限位置时，限位条能够分别顶抵在两个限位柱上。

进一步地，所述限位柱与壳体螺纹连接。

进一步地，所述主轴与被控阀门之间通过驱动轴套连接，所述驱动轴套与主轴之间可拆连接，所述驱动轴套与被控阀门之间可拆连接。

进一步地，所述壳体上设有安装座，所述安装座上设有多个连接孔，所述安装座上设有多个内凹的流槽。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本技术方案采用涡轮蜗杆和行星齿轮组配合的方式传动，结构更加紧凑，减小了空间体积占用，传送比更高，传送精度更高；

本技术方案设有手动调节装置，能够在无法供电的作业环境中，手动调节，使用更加方便，适应性更好；

本技术方案设有反馈装置，能够及时获知设备转动位置，并能够在极限位置将设备停止，使用更加方便，更加安全；

本技术方案设有转矩反馈结构和碟形弹簧，能够防止电动蜗杆轴向窜动过大而损坏设备，运行更加平稳，安全；

本技术方案设有转动限位装置，和电控结构相互配合，限制输出齿轮的过度转动，使用更加安全；

本技术方案安装座上设有多个流槽，能够便于在流体管道的作业环境中使用，更加方便，适应性更好。

附图说明

图1是本技术方案实施例提供的一种角行程执行 装置的立体结构示意图；

图2是本技术方案实施例提供的一种角行程执行 装置的内部结构示意图；

图3是本技术方案实施例提供的一种角行程执行 装置的局部结构示意图一；

图4是本技术方案实施例提供的一种角行程执行 装置的局部结构示意图二；

图5是本技术方案实施例提供的一种角行程执行 装置的转动限位装置的俯视结构示意图。

标号说明：1-壳体、2-电动蜗杆、3-电动涡轮、4-主轴、5-驱动装置、6-行星轮组、7-偏心轴套、8-行星齿轮、9-定内齿圈、10-输出齿轮、11-手动调节装置、12-手动涡轮、13-手动蜗杆、14-手轮、15-反馈装置、16-阀位反馈轴、17-位置编码器、18-第一反馈凸轮、19-第二反馈凸轮、20-第一弹性开关、21-第二弹性开关、22-直齿轮组、23-蝶形弹簧、24-转矩反馈结构、25-转矩反馈槽、26-转矩反馈轴、27-驱动柱、28-第三反馈凸轮、29-第四反馈凸轮、30-第三弹性开关、31-第四弹性开关、32-转动限位装置、33-限位条、34-限位柱、35-驱动轴套、36-安装座、37-连接孔、38-流槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如附图所示的一种角行程执行装置，用于与被控阀门连接，并调节被控阀门的旋转角度，其特征在于：包括壳体1、与壳体转动连接的电动蜗杆2、与电动蜗杆啮合传动的电动涡轮3、与电动涡轮同轴设置的主轴4以及用于驱动电动蜗杆的驱动装置5，所述电动涡轮与主轴之间通过行星轮组6连接驱动，所述主轴一端与被控阀门连接，所述行星轮组包括与电动涡轮固连的偏心轴套7、与偏心轴套转动连接的行星齿轮8、与行星齿轮啮合传动的定内齿圈9以及与行星齿轮啮合传动的输出齿轮10，所述输出齿轮为内齿轮，所述行星齿轮转动轴线与主轴的转动轴线平行且不重合，所述输出齿轮与主轴同轴固连，所述输出齿轮与壳体转动连接，所述定内齿圈与输出齿轮的齿数不同；

驱动装置可为步进电机等，可与电动蜗杆直接连接或者通过外齿轮组等间接传动，涡轮蜗杆、行星轮组相比传统的直齿轮组，结构更加紧凑，占用空间更小使用更方便，传动更加精密，而且传送比更大，调节精度更高；

定内齿圈与输出齿轮都需要与行星齿轮啮合传动，假设行星齿轮的齿数为a，定内齿圈的内齿数为b，输出齿轮的内齿数为c，电动涡轮对输出齿轮（主轴）的传送比为i，实际使用中，由于安装空间、尺寸、加工工艺等因素限制，行星齿轮的齿数a保持在一定范围内，b与c之间必须要有差值，暨定内齿圈与输出齿轮的齿数必须不同，且此时只需b与c的差值较小，一般取1-3，即可使i数值较大，减速效果更好，相比较外齿的直齿轮传送，结构更加紧凑，减少了空间占用体积，调节精度更高。

一种实施例，所述定内齿圈与壳体之间通过手动调节装置11转动可调连接，所述手动调节装置包括设置在定内齿圈外周的手动涡轮12、与手动涡轮啮合传动的手动蜗杆13以及设置在设置在蜗杆另一端的手轮14，所述定内齿圈与壳体转动连接，所述手动蜗杆与壳体转动连接，且一端穿出至壳体外部，所述手轮设置在壳体外部且与手动蜗杆的一端连接；

手动调节装置适用于电动驱动装置无法工作的场景，比如停电或测试检测作业等，使用手动调节装置来驱动主轴转动时，行星轮组作为一个整体运转，此时偏心轴套、定内齿圈、行星齿轮以及输出齿轮作为一个整体，相互之间不发生相对运动，由手动蜗杆驱动手动涡轮转动后，从而带动由定内齿圈、偏心轴套、行星齿轮以输出齿轮构成的行星轮组整体运动，暨带动输出齿轮和主轴转动，此时涡轮蜗杆之间的传送比，即为手轮与输出齿轮之间的传送比，此时传送比较小，故只适合电动驱动装置无法工作的场景或简单的测试、检测、粗调节使用。

更具体地，所述主轴另一端连接有反馈装置15，所述反馈装置能够监测主轴转动角度，所述反馈装置能够在主轴转动至极限位置时关闭驱动装置，所述反馈装置包括与主轴同轴连接的阀位反馈轴16、与阀位反馈轴转动连接的位置编码器17、设置在阀位反馈轴上的第一反馈凸轮18、设置在发文反馈轴上的第二反馈凸轮19、对应设置在第一反馈凸轮外的第一弹性开关20以及对应设置在第二反馈凸轮外的第二弹性开关21，所述阀位反馈轴与位置编码器之间通过直齿轮组22配合转动，所述阀位反馈轴的转动角速度小于位置编码器的转动角速度，所述第一弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述第二弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述阀位反馈轴转动至极限位置时，第一反馈凸轮转动时能够触动第一弹性开关，改变驱动装置的运行状态，所述阀位反馈轴转动至另一极限位置时，第二反馈凸轮够触动第二弹性开关，改变驱动装置的运行状态；

被控阀门一般都是有固定的转动调节角度，常见的为90°，实际使用过程中需要知道阀门的转动位置，因此在主轴上连接直齿轮组后驱动位置编码器，与外部的显示或控制部分连接，以便操作人员时时获知阀门的转动位置，阀门调节时，转动范围内有两个极限位置，两个极限位置分别对应一个凸轮与弹性开关，来控制阀门转动至极限位置后，立马停下驱动装置，防止对阀门施力过载，损坏阀门，由于两个极限位置之间相隔一定角度，故两个凸轮也需间隔一定角度设置，弹性开关在外力作用（凸轮的按压）下会改变之前的导通状态，待外力恢复后，即可弹性恢复，保持原来的导通状态。

更具体地，所述电动蜗杆与壳体之间还设有蝶形弹簧23，所述蝶形弹簧套设在电动蜗杆的外周；

由于安装误差、工艺尺寸以及工作时的受力情况等综合情况影响，电动蜗杆在工作时，轴向会受到外力，容易发生轴向的窜动，碟形弹簧能够抵消部分外力，减少轴向的窜动，工作更平稳，更安全。

一种实施例，上述的角行程执行装置还包括转矩反馈结构24，所述转矩反馈结构包括设置在电动蜗杆上的转矩反馈槽25、与壳体转动连接的转矩反馈轴26、设置在转矩反馈轴一端的偏轴线位置上的驱动柱27、设置在转矩反馈轴另一端的第三反馈凸轮28与第四反馈凸轮29、对应设置在第三反馈凸轮外的第三弹性开关30以及对应设置在第四反馈凸轮外的第四弹性开关31，所述第三弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述第四弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述驱动柱能够在转矩反馈槽内滑动，所述电动蜗杆发生轴向位移时，驱动反馈槽带动驱动柱移动，能够进一步带动转矩反馈轴、第三反馈凸轮以及第四反馈凸轮转动，所述电动蜗杆轴向移动至极限位置时，第三反馈凸轮转动时能够触动第三弹性开关，改变驱动装置的运行状态，所述手动蜗杆轴向移动至另一极限位置时，第四反馈凸轮够触动第四弹性开关，改变驱动装置的运行状态；

电动蜗杆转动时轴向力与蝶形弹簧的弹簧力相互作用，电动蜗杆蜗杆轴向会发生位移；当设备停止时，电动蜗杆在碟形弹簧的弹力作用下复位，转矩反馈轴同样轴复位；整个装置的输出力矩与电动蜗杆的窜动呈正相关，整个装置输出力矩大时电动蜗杆窜动大，输出力矩力矩小时电动蜗杆窜动小；设备正常安全运行，需要电动蜗杆保持一定稳定性，轴向窜动不能超出一定范围，电动蜗杆带动转矩反馈轴在一定范围转动，当力矩超出极限力矩时，蜗杆的轴向窜动超出范围暨超出两个极限位置时，凸轮触动开关，设备停止，达到保护设备，保护阀门的目的。

一种实施例，上述的角行程执行装置还包括转动限位装置32，所述转动限位装置包括设置在输出齿轮上的限位条33以及设置在壳体上的限位柱34，所述限位柱为两个，所述输出齿轮转动至两个极限位置时，限位条能够分别顶抵在两个限位柱上；更具体地，所述限位柱与壳体螺纹连接；

上述的凸轮与弹性开关配合，均是通过电性控制驱动装置来达到预警限位，安全保护的作用，转动限位装置是通过机械方式达到对输出齿轮进行转动限位的目的，输出齿轮转动到两个极限位置时，限位条端部会分别顶抵在限位柱上，防止输出齿轮继续转动。

更具体地，所述主轴与被控阀门之间通过驱动轴套35连接，所述驱动轴套与主轴之间可拆连接，所述驱动轴套与被控阀门之间可拆连接；

轴套一端与主轴可拆连接，另一端与被控阀门可拆连接，实际工作中，根据被控阀门和主轴的实际尺寸大小选用合适规格的驱动轴套。

一种实施例，所述壳体上设有安装座36，所述安装座上设有多个连接孔37，所述安装座上设有多个内凹的流槽38；

连接孔能够方便安装，使用时螺栓穿过安装孔，即可方便地安装固定壳体和整个装置，被控阀门多用于流体管道作业中，有些阀门并非全密封，使用时会有部分流体溢出，可以在流槽内流动，使用更方便。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种角行程执行装置，用于与被控阀门连接，并调节被控阀门的旋转角度，其特征在于：包括壳体（1）、与壳体转动连接的电动蜗杆（2）、与电动蜗杆啮合传动的电动涡轮（3）、与电动涡轮同轴设置的主轴（4）以及用于驱动电动蜗杆的驱动装置（5），所述电动涡轮与主轴之间通过行星轮组（6）连接驱动，所述主轴一端与被控阀门连接，所述行星轮组包括与电动涡轮固连的偏心轴套（7）、与偏心轴套转动连接的行星齿轮（8）、与行星齿轮啮合传动的定内齿圈（9）以及与行星齿轮啮合传动的输出齿轮（10），所述输出齿轮为内齿轮，所述行星齿轮转动轴线与主轴的转动轴线平行且不重合，所述输出齿轮与主轴同轴固连，所述输出齿轮与壳体转动连接，所述定内齿圈与输出齿轮的齿数不同。

2.根据权利要求1所述的一种角行程执行装置，其特征在于：所述定内齿圈与壳体之间通过手动调节装置（11）转动可调连接，所述手动调节装置包括设置在定内齿圈外周的手动涡轮（12）、与手动涡轮啮合传动的手动蜗杆（13）以及设置在蜗杆另一端的手轮（14），所述定内齿圈与壳体转动连接，所述手动蜗杆与壳体转动连接，且一端穿出至壳体外部，所述手轮设置在壳体外部且与手动蜗杆的一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种角行程执行装置，其特征在于：所述主轴另一端连接有反馈装置（15），所述反馈装置能够监测主轴转动角度，所述反馈装置能够在主轴转动至极限位置时关闭驱动装置，所述反馈装置包括与主轴同轴连接的阀位反馈轴（16）、与阀位反馈轴转动连接的位置编码器（17）、设置在阀位反馈轴上的第一反馈凸轮（18）、设置在阀位反馈轴上的第二反馈凸轮（19）、对应设置在第一反馈凸轮外的第一弹性开关（20）以及对应设置在第二反馈凸轮外的第二弹性开关（21），所述阀位反馈轴与位置编码器之间通过直齿轮组（22）配合转动，所述阀位反馈轴的转动角速度小于位置编码器的转动角速度，所述第一弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述第二弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述阀位反馈轴转动至极限位置时，第一反馈凸轮转动时能够触动第一弹性开关，改变驱动装置的运行状态，所述阀位反馈轴转动至另一极限位置时，第二反馈凸轮够触动第二弹性开关，改变驱动装置的运行状态。

4.根据权利要求1所述的一种角行程执行装置，其特征在于：所述电动蜗杆与壳体之间还设有蝶形弹簧（23），所述蝶形弹簧套设在电动蜗杆的外周。

5.根据权利要求1所述的一种角行程执行装置，其特征在于：还包括转矩反馈结构（24），所述转矩反馈结构包括设置在电动蜗杆上的转矩反馈槽（25）、与壳体转动连接的转矩反馈轴（26）、设置在转矩反馈轴一端的偏轴线位置上的驱动柱（27）、设置在转矩反馈轴另一端的第三反馈凸轮（28）与第四反馈凸轮（29）、对应设置在第三反馈凸轮外的第三弹性开关（30）以及对应设置在第四反馈凸轮外的第四弹性开关（31），所述第三弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述第四弹性开关能够控制驱动装置的运行与停止，所述驱动柱能够在转矩反馈槽内滑动，所述电动蜗杆发生轴向位移时，驱动反馈槽带动驱动柱移动，能够进一步带动转矩反馈轴、第三反馈凸轮以及第四反馈凸轮转动，所述电动蜗杆轴向移动至极限位置时，第三反馈凸轮转动时能够触动第三弹性开关，改变驱动装置的运行状态，所述手动蜗杆轴向移动至另一极限位置时，第四反馈凸轮够触动第四弹性开关，改变驱动装置的运行状态。

6.根据权利要求1所述的一种角行程执行装置，其特征在于：还包括转动限位装置（32），所述转动限位装置包括设置在输出齿轮上的限位条（33）以及设置在壳体上的限位柱（34），所述限位柱为两个，所述输出齿轮转动至两个极限位置时，限位条能够分别顶抵在两个限位柱上。

7.根据权利要求6所述的一种角行程执行装置，其特征在于：所述限位柱与壳体螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的一种角行程执行装置，其特征在于：所述主轴与被控阀门之间通过驱动轴套（35）连接，所述驱动轴套与主轴之间可拆连接，所述驱动轴套与被控阀门之间可拆连接。

9.根据权利要求1所述的一种角行程执行装置，其特征在于：所述壳体上设有安装座（36），所述安装座上设有多个连接孔（37），所述安装座上设有多个内凹的流槽（38）。

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