CN113685605B - 一种阀门执行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阀门执行器，属于阀门执行器技术领域。主要包括箱体以及驱动轴，箱体上安装有动力装置，驱动轴的外侧沿分布滑槽，还包括传动轴、离合器、手动机构以及切换机构，传动轴设置驱动轴的一端，传动轴上安装有蜗轮，离合器包括连接件，连接件为具有开口的环形结构，连接件的内侧壁上设有凸起，连接件上设有用于将连接件的两头相连的紧固件，凸起可滑动地收容于滑槽中，紧固件还用于在连接件与驱动轴之间扭矩过载时发生变形断裂，以使连接件上凸起脱离驱动轴上滑槽，手动机构包括转动连接在箱体上并与蜗轮配合啮合的手驱蜗杆。本发明的一种阀门执行器，能够有效提高在手动模式下的使用安全性，使操作者的人身安全得以更可靠的保证。

Description

一种阀门执行器

技术领域

本发明涉及阀门执行器技术领域，具体涉及一种阀门执行器。

背景技术

阀门执行器通常具有手动机构，以用于对阀门执行器的输出轴进行手动驱动，输出轴与动力装置传动连接以进行自动驱动。但是现有的一部分阀门执行器手动机构只通过简单的轴与轴的连接结构(例如离合爪)与输出轴实现连接或分离，在切换至手动模式下，若动力装置误启动，或者动力装置启动而手动机构与输出轴并未分离时，具有手动机构误启动的潜在危险；又或者另一部分阀门执行器通过电路控制，使切换至手动模式时切断动力装置的动力连接，以保护手动模式的使用安全性，但是电路控制可靠性不高，仍然会使操作者的人身安全受到威胁。

所以有必要提供一种阀门执行器来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种阀门执行器，能够有效提高在手动模式下的使用安全性，使操作者的人身安全得以更可靠的保证。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种阀门执行器，包括箱体以及转动连接在所述箱体中的驱动轴，所述箱体上安装有与所述驱动轴传动连接的动力装置；所述驱动轴的外侧沿周向分布有不少于一个沿轴向延伸的滑槽，所述阀门执行器还包括转动连接在箱体上的传动轴、离合器、手动机构以及切换机构，所述传动轴间隔且相对地设置所述驱动轴的一端，所述传动轴上安装有蜗轮，所述离合器包括连接件，所述连接件为具有开口的环形结构，所述连接件的内侧壁上设有与所述滑槽的形状相适应的凸起，所述连接件上对应开口设有用于将所述连接件的两头相连的紧固件，所述连接件上凸起可滑动地收容于所述滑槽中，所述紧固件还用于在所述连接件与所述驱动轴之间扭矩过载时发生变形断裂，以使所述连接件上凸起脱离所述驱动轴上滑槽，所述离合器能够在靠近所述传动轴时与所述传动轴传动连接，并在远离所述传动轴时与所述传动轴脱离连接，所述手动机构包括转动连接在箱体上并与所述蜗轮配合啮合的手驱蜗杆，所述切换机构用于供手动操作时驱动所述离合器于所述传动轴上做直线往复运动。

进一步的，所述传动轴靠近所述驱动轴的一端设有第一离合部，所述离合器还包括定位在在所述连接件上的承载盒，所述承载盒与所述传动轴上第一离合部相对的一端设有第二离合部，所述第一离合部和所述第二离合部为扣合时能够相互间周向限位的离合爪块。

进一步的，所述连接件上并对应开口的两头分别开设有一安装孔，所述紧固件为同时扣合在两个所述安装孔中的“U”字形卡扣，以用于在所述离合器正常使用时限制所述连接件的两头相互脱离开。

进一步的，所述驱动轴上滑槽的横截面呈梯形，并且滑槽的槽宽由外向内逐渐缩小，所述连接件上凸起的横截面也对应呈梯形。

进一步的，所述连接件上还设有向所述连接件的圆弧外侧弯折凸出的形变部。

进一步的，所述离合器还包括固定安装在所述承载盒外侧的引导件，所述引导件的外径由所述承载盒靠近的传动轴一端向承载盒远离传动轴的一端逐渐增大，并且所述引导件外径较小的一端与所述承载盒靠近的传动轴一端端面相平齐，所述切换机构包括位于离合器的一侧并且可相对箱体转动的拨动件，所述拨动件大致呈“V”字形结构，所述拨动件用于在转动时分别抵持在所述离合器的两端，以驱动所述离合器于所述驱动轴上做直线往复运动。

进一步的，所述切换机构还包括可转动地连接在所述箱体上的切换轴以及固定安装在切换轴上并位于箱体外部的切换手柄，所述拨带件固定连接在所述切换轴上。

进一步的，所述手动机构还包括固定安装在所述手驱蜗杆上并位于所述箱体外部的手动手柄。

进一步的，所述动力装置为电机。

进一步的，所述箱体上还可转动地安装有输出轴，所述输出轴与所述驱动轴传动连接。

本发明的有益效果是：驱动轴的外侧沿周向分布有不少于一个沿轴向延伸的滑槽，阀门执行器还包括转动连接在箱体上的传动轴、离合器、手动机构以及切换机构，传动轴间隔且相对地设置驱动轴的一端，传动轴上安装有蜗轮，离合器包括连接件，连接件为具有开口的环形结构，连接件的内侧壁上设有与滑槽的形状相适应的凸起，连接件上对应开口设有用于将连接件的两头相连的紧固件，连接件上凸起可滑动地收容于滑槽中，紧固件还用于在连接件与驱动轴之间扭矩过载时发生变形断裂，以使连接件上凸起脱离驱动轴上滑槽，离合器能够在靠近传动轴时与传动轴传动连接，并在远离传动轴时与传动轴脱离连接，手动机构包括转动连接在箱体上并与蜗轮配合啮合的手驱蜗杆，由此当在手动模式下，即使动力装置由于某种原因启动，将扭矩传递至驱动轴以及传动轴，但由于蜗轮蜗杆的反向自锁性，传动轴通过其上的蜗轮无法向手驱蜗杆输送扭矩，使传动轴和手动机构处于锁死状态，此时由于离合器过载，使连接件上紧固件发生变形断裂，使凸起于驱动轴上滑槽脱出，从而解除离合器与驱动轴间周向定位，有效防止手动模式下动力装置误启动带动手动机构动作，提高在手动模式下的使用安全性，使操作者的人身安全得以更可靠的保证。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图中：图1为本发明阀门执行器的立体示意图；

图2为对图1示出的阀门执行器的剖视图；

图3为图2中A区域的放大示意图；

图4为本发明阀门执行器中驱动轴的结构示意图；

图5为本发明阀门执行器中离合器的结构示意图；

图6为图5示出的离合器的爆炸图；

图7为图5或6示出的离合器中连接件的结构示意图；

图8为承载盒与连接件的配合剖视图；

图9为驱动轴与离合器和切换机构的位置关系示意图。

100、箱体；110、输出轴；120、动力装置；200、驱动轴；210、滑槽；300、传动轴；310、蜗轮；320、第一离合部；400、离合器；410、连接件；411、开口；412、凸起；413、形变部；414、紧固件；415、安装孔；420、承载盒；421、收容腔；422、第二离合部；423、定位凸壁；430、抵持件；431、弹性件；440、引导件；500、手动机构；510、手驱蜗杆；520、手动手柄；600、630、切换手柄。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和2所示，本发明提供了一种阀门执行器，包括起承载作用的箱体100以及转动连接在箱体100中的驱动轴200，箱体100上可转动地安装有用于与阀门上阀杆连接的输出轴110，输出轴110与驱动轴200传动连接，箱体100上还安装有与驱动轴200传动连接的动力装置120，从而在自动模式下通过动力装置120驱动输出轴110运转。

更确切的，在本实施方式中，输出轴110与驱动轴200相互交错并且之间通过蜗轮蜗杆结构实现轴与轴的传动连接，可以理解的是，输出轴110与驱动轴200还可以是同轴固定相连，或相互平行并通过本领域公知的轴与轴传动连接结构实现连接关系，对此不作具体限制。

另外，本实施方式中，动力装置120固定安装在箱体100上的电机。

阀门执行器还包括转动连接在箱体100上的传动轴300、离合器400、手动机构500以及切换机构600。

参考图4所示，驱动轴200的外圆柱面上沿周向分布有不少于一个沿驱动轴200的轴向延伸的滑槽210，滑槽210用于配合离合器400于驱动轴200上做不可转动的直线往复运动，在本实施方式中，滑槽210的横截面呈梯形，并且滑槽210的槽宽由外向内逐渐缩小。

参考图2和3所示，传动轴300间隔且相对地设置于驱动轴200的一端，传动轴300上固定安装有同轴设置的蜗轮310；另外，传动轴300靠近驱动轴200的一端对应离合器400一体连接有第一离合部320。

参考图5和6所示，离合器400包括连接件410以及固定安装在连接件410上的承载盒420。

同时参考图7所示，连接件410为具有开口411的环形结构，连接件410的内侧壁上设有与滑槽210的形状相适应的凸起412，连接件410上凸起412可滑动地收容于所述滑槽210中，一方面，当凸起412收容于滑槽210中时，使连接件410周向定位于驱动轴200上，另一方面，以便于在连接件410与驱动轴200之间扭矩过载时，凸起412能够受到沿连接件410的径向向连接件410的外侧的推力作用，从而使凸起412能够脱出滑槽210，更确切的，在本实施方式中，凸起412的横截面也对应呈梯形，可以理解的是，滑槽210和凸起412还可以是横截面呈半圆形、三角形或其他形状的结构，以在连接件410沿驱动轴200的周向相对驱动轴200转动时，连接件410上凸起412始终具有沿驱动轴200的大致径向移动的趋势。

连接件410上还设有向连接件410的外侧弯折凸出的形变部413，一方面，形变部413使连接件410上产生弯折结构，使形变部413较其他位置刚性降低，在连接件410的内侧受到向外侧的挤压力时，连接件410上形变部413位置将会优先弯折使连接件410向外扩张打开，另一方面，扩大了连接件410的内圈面积，相比较完整圆环结构能够进行更大程度的扩张，保证连接件410上的凸起412能够完全从滑槽210中脱出。

连接件410上对应开口411设有用于将连接件410的两头相连的紧固件414，从而使连接件410通过凸起412与滑槽210的配合使之周向定位于驱动轴200上，紧固件414还用于在连接件410与驱动轴200之间扭矩过载时使之发生变形断裂，以使连接件410上凸起412脱离驱动轴200上滑槽210；更确切的，在本实施方式中，连接件410上并对应开口411的两头分别开设有一安装孔415，紧固件414为同时扣合在两个安装孔415中的“U”字形卡扣，以用于在离合器400正常使用时限制连接件410的两头相互脱离，使连接件410周向定位于驱动轴200上，并在连接件410与驱动轴200之间扭矩过载时使之发生变形断裂，从而利于连接件410向外扩张打开，使连接件410从驱动轴200上脱离，另外，通过更换紧固件414就能够使连接件410继续使用，降低后期维护成本，可以理解的是，在其他未给出的实施方式中，紧固件414还可以是其他能够将连接件410的两头相连的结构，例如配合连接件410的卡扣、销钉等。

参考图5和6所示，承载盒420为中心具有用于避让驱动轴200的通孔的圆柱形壳体结构，并且承载盒420的内部中空形成用于收纳并定位在连接件410上的收容腔421；承载盒420与传动轴300上第一离合部320相对的一端设有第二离合部422，在本实施方式中，第一离合部320和第二离合部422为相配合的离合爪块，在扣合时能够相互间周向限位，使离合器400与传动轴300做周向同步运动，可以理解的是，第一离合部320和第二离合部422还可以是沿轴向靠近时能够实现相互间周向限位的凸块与凹槽、齿与齿等其他快速连接结构，在此技术方案中对第一离合部320和第二离合部422的结构不做具体限制。

另外参考图8所示，承载盒420上位于收容腔421的内侧壁上具有定位凸壁423，连接件410上形变部413抵持在收容腔421的侧壁上，同时定位凸壁423抵持在连接件410上远离形变部413的外侧壁上，使连接件410与收容腔421的侧壁之间留有一定间隙，供连接件410向外扩张打开，更确切的，定位凸壁423靠近连接件410上具有开口411的位置。

另外，在本实施方式中，为了使连接件410周向限位于承载盒420中，承载盒420上位于收容腔421的内端面上一体设置有卡合部(图中未标记)，并且该卡合部抵持在连接件410上的形变部413内侧壁上的。从而将承载盒420沿周向和轴向定位于连接件410上。

在一个具体的实施方式中，该离合器400还包括大致呈环状结构的抵持件430，抵持件430弹性抵持在承载盒420远离传动轴300的一端端部，在本实施方式中，抵持件430上靠近承载盒420的一端固定连接有弹性件431，并且弹性件431同时连接在承载盒420上，弹性件431为螺旋弹簧，在其他未给出的实施方式中，抵持件430还可以由弹性材质制成并连接在承载盒420的端部；这样当离合器400移动并靠近传动轴300时，即使第一离合部320与第二离合部422未能完全卡合到位，能够通过抵持件430与承载盒420之间的压缩，能够使承载盒420具有朝向传动轴300的弹力，当传动轴300转动时从而能够使第一离合部320与第二离合部422逐渐卡合到位。

在一个具体的实施方式中，离合器400还包括固定安装在承载盒420外侧的引导件440，引导件440的外径由承载盒420靠近的传动轴300一端向承载盒420远离传动轴300的一端逐渐增大，并且引导件440外径较小的一端与承载盒420靠近的传动轴300一端端面相平齐。

手动机构500包括转动连接在箱体100上并与蜗轮310配合啮合的手驱蜗杆510，手动机构500还包括固定安装在手驱蜗杆510上并位于箱体100外部的手动手柄520，从而能够通过手动手柄520驱动手驱蜗杆510转动，带动与之配合的传动轴300转动，并且由于蜗轮蜗杆具有反向自锁性，即反过来传动轴300无法驱动手驱蜗杆510和手动手柄520动作，避免了人员操作不当使动力装置120带动手动手柄520动作，从而造成人身安全威胁的可能，另一方面蜗轮蜗杆结构具有的传动比大，手动模式下操作省力。

切换机构600用于供手动操作时驱动所述离合器400于所述传动轴300上做直线往复运动；在本实施方式中，切换机构600包括位于离合器400的一侧并且可相对箱体100转动的拨动件620，拨动件620大致呈“V”字形结构，拨动件620用于在转动时分别抵持在离合器400的两端，以驱动离合器400于驱动轴200上做直线往复运动，更确切的，由于离合器400上引导件440的存在，当拨动件620转动至脱离离合器400的端面，拨动件620反转时，从而能够顺着引导件440的倾斜外壁滑动，并沿驱动轴200的轴向推动离合器400运动。

切换机构600还包括可转动地连接在箱体100上的切换轴610以及固定安装在切换轴610上并位于箱体100外部的切换手柄630，拨带件620固定连接在切换轴610上。

在其他未给出的实施例中，该实施例中切换机构600与上述切换机构600的区别在于：拨动件620为单边式拨杆，拨动件620的一端抵持在离合器400的一端端部位置，在该实施例中，切换机构600还包括抵持在离合器400另一端端部的弹簧，这样当需要拨动离合器400于驱动轴200上做直线运动时，只需通过转动拨动件620推动离合器400，或者释放拨动件620使离合器400在弹簧的弹性恢复力作用下返回移动。

在本技术方案中，不限制切换机构600的具体结构。

下面举例说明本发明阀门执行器的运作过程，在自动模式下，通过切换机构600使得离合器400脱离传动轴300，从而使手动机构500处于空载状态；在手动模式下，通过切换机构600使得离合器400于驱动轴200上滑动直至周向定位于传动轴300上，此时通过手动机构500上手驱蜗杆510带动传动轴300旋转，从而使驱动轴200以及输出轴110转动，达到手动驱动输出轴110的目的；在手动模式下，若动力装置120由于某种原因误启动，并将扭矩传递至驱动轴200以及传动轴300，由于传动轴300上蜗轮310无法向手驱蜗杆510输送扭矩，造成传动轴300和手动机构500处于锁死状态，此时驱动轴200上离合器400将会发生过载，使得连接件410上紧固件414破坏，凸起412于驱动轴200上滑槽210脱出，从而使离合器400与驱动轴200间周向定位消失，不仅能够有效防止手动模式下动力装置120误启动产生潜在危险，还能够对阀门执行器起到保护作用，防止其他零部件间由于过载发生损坏。

与电路控制的误启动机构相比，本发明阀门执行器通过机械机构避免动力装置120误启动从而带动手动机构500运转，更加可靠。

因此本发明阀门执行器至少具有以下的有益效果：

驱动轴200的外侧沿周向分布有不少于一个沿轴向延伸的滑槽210，阀门执行器还包括转动连接在箱体100上的传动轴300、离合器400、手动机构500以及切换机构600，传动轴300间隔且相对地设置驱动轴200的一端，传动轴300上安装有蜗轮310，离合器400包括连接件410，连接件410为具有开口411的环形结构，连接件410的内侧壁上设有与滑槽210的形状相适应的凸起412，连接件410上对应开口411设有用于将连接件410的两头相连的紧固件414，连接件410上凸起412可滑动地收容于滑槽210中，紧固件414还用于在连接件410与驱动轴200之间扭矩过载时发生变形断裂，以使连接件410上凸起412脱离驱动轴200上滑槽210，离合器400能够在靠近传动轴300时与传动轴300传动连接，并在远离传动轴300时与传动轴300脱离连接，手动机构500包括转动连接在箱体100上并与蜗轮310配合啮合的手驱蜗杆510，由此当在手动模式下，即使动力装置120由于某种原因启动，将扭矩传递至驱动轴200以及传动轴300，但由于蜗轮蜗杆的反向自锁性，传动轴300通过其上的蜗轮310无法向手驱蜗杆510输送扭矩，使传动轴300和手动机构500处于锁死状态，此时由于离合器400过载，使连接件410上紧固件414发生变形断裂，使凸起412于驱动轴200上滑槽210脱出，从而解除离合器400与驱动轴200间周向定位，有效防止手动模式下动力装置120误启动带动手动机构500动作，提高在手动模式下的使用安全性，使操作者的人身安全得以可靠保证。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种阀门执行器，包括箱体以及转动连接在所述箱体中的驱动轴，所述箱体上安装有与所述驱动轴传动连接的动力装置，其特征在于：所述驱动轴的外侧沿周向分布有不少于一个沿轴向延伸的滑槽，所述阀门执行器还包括转动连接在箱体上的传动轴、离合器、手动机构以及切换机构，所述传动轴间隔且相对地设置所述驱动轴的一端，所述传动轴上安装有蜗轮，所述离合器包括连接件，所述连接件为具有开口的环形结构，所述连接件的内侧壁上设有与所述滑槽的形状相适应的凸起，所述连接件上对应开口设有用于将所述连接件的两头相连的紧固件，所述连接件上凸起可滑动地收容于所述滑槽中，所述紧固件还用于在所述连接件与所述驱动轴之间扭矩过载时发生变形断裂，以使所述连接件上凸起脱离所述驱动轴上滑槽，所述离合器能够在靠近所述传动轴时与所述传动轴传动连接，并在远离所述传动轴时与所述传动轴脱离连接，所述手动机构包括转动连接在箱体上并与所述蜗轮配合啮合的手驱蜗杆，所述切换机构用于供手动操作时驱动所述离合器于所述驱动轴上做直线往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述传动轴靠近所述驱动轴的一端设有第一离合部，所述离合器还包括定位在在所述连接件上的承载盒，所述承载盒与所述传动轴上第一离合部相对的一端设有第二离合部，所述第一离合部和所述第二离合部为扣合时能够相互间周向限位的离合爪块。

3.根据权利要求1所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述连接件上并对应开口的两头分别开设有一安装孔，所述紧固件为同时扣合在两个所述安装孔中的“U”字形卡扣，以用于在所述离合器正常使用时限制所述连接件的两头相互脱离开。

4.根据权利要求1所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述驱动轴上滑槽的横截面呈梯形，并且滑槽的槽宽由外向内逐渐缩小，所述连接件上凸起的横截面也对应呈梯形。

5.根据权利要求1所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述连接件上还设有向所述连接件的圆弧外侧弯折凸出的形变部。

6.根据权利要求2所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述离合器还包括固定安装在所述承载盒外侧的引导件，所述引导件的外径由所述承载盒靠近的传动轴一端向承载盒远离传动轴的一端逐渐增大，并且所述引导件外径较小的一端与所述承载盒靠近的传动轴一端端面相平齐，所述切换机构包括位于离合器的一侧并且可相对箱体转动的拨动件，所述拨动件大致呈“V”字形结构，所述拨动件用于在转动时分别抵持在所述离合器的两端，以驱动所述离合器于所述驱动轴上做直线往复运动。

7.根据权利要求6所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述切换机构还包括可转动地连接在所述箱体上的切换轴以及固定安装在切换轴上并位于箱体外部的切换手柄，所述拨动件固定连接在所述切换轴上。

8.根据权利要求1所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述手动机构还包括固定安装在所述手驱蜗杆上并位于所述箱体外部的手动手柄。

9.根据权利要求1所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述动力装置为电机。

10.根据权利要求1所述的一种阀门执行器，其特征在于：所述箱体上还可转动地安装有输出轴，所述输出轴与所述驱动轴传动连接。

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