CN115031448B - 一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门调节技术领域，具体涉及一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置。本发明包括旋钮套杆及调节杆，旋钮套杆底端处调节头与螺母头相卡接；调节杆的底端布置压簧；调节杆的顶端同轴安装从动齿轮，并与主动自调齿轮及主动手调齿轮间形成齿轮啮合配合；主动自调齿轮同轴安装在动力电机的输出轴上，主动手调齿轮同轴安装在回转配合于安装架处的手调杆上；手调杆上设置外螺纹段，外螺纹段上螺纹配合有螺纹套筒，螺纹套筒外壁处径向向外延伸有指针；安装架外壁处贯穿设置腰形测距孔，指针穿出所述腰形测距孔，腰形测距孔上布置刻度。本发明可实现针对膨胀阀的手动和自动的切换调节功能，提高了生产效率，安全性也能得到显著提升。

Description

一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置

技术领域

本发明涉及阀门调节技术领域，具体涉及一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置。

背景技术

压力平衡式热力膨胀阀，简称膨胀阀，其工作原理是利用装在蒸发器出口处的感温包来感知制冷剂蒸气的过热度，由此来自动调节膨胀阀开度的大小，从而控制进入蒸发器的制冷剂流量。而为了更广泛适用制冷系统的不同运行工况，膨胀阀制作过程中设置了调节螺钉，并且生产商在膨胀阀出厂时预设了调节螺钉的整定圈数；当制冷系统偏离设计条件运行时，就可以通过调节调节螺钉来纠正制冷系统的运行条件。膨胀阀的调节螺钉带有可螺旋升降的螺母头，如图1所示；由于螺母头在升降过程中会同步产生轴向行程，显然难以加装单纯原地回转的自动调节设备，导致目前膨胀阀在开度和流量调节仍多采用人工作业。人工作业的方式不仅效率低、劳动强度大、安全性差；同时，对膨胀阀的开度和流量控制也缺乏一致性，易造成控制不准或其他问题，不仅大量浪费人力物力，也制约了生产潜力，亟待解决。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理而实用的基于膨胀阀的手自一体化调节装置，可实现针对膨胀阀的手动和自动的切换调节功能，提高了生产效率，安全性也能得到显著提升。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：包括沿轴向由下而上依序布置的旋钮套杆、回转配合在安装架上的调节杆，所述旋钮套杆底端处调节头与螺母头相卡接以便拧动螺母头；调节杆的底端布置压簧，从而实现旋钮套杆沿轴向的弹性往复直线动作；所述调节杆的顶端同轴安装直齿状的从动齿轮，并与位于调节杆两侧的直齿状的主动自调齿轮及主动手调齿轮间形成齿轮啮合配合；主动自调齿轮同轴安装在动力电机的输出轴上，主动手调齿轮同轴安装在回转配合于安装架处的手调杆上；

所述安装架外形呈四方箱体状，安装架的内腔构成用于容纳各齿轮的容纳腔；手调杆顶端伸出该内腔，且手调杆的位于该内腔的一段杆体上设置外螺纹段，外螺纹段上螺纹配合有螺纹套筒，螺纹套筒外壁处径向向外延伸有指针；安装架外壁处贯穿设置腰形测距孔，且该腰形测距孔的孔型长度方向平行手调杆轴线，指针穿出所述腰形测距孔，腰形测距孔上布置有用于标示指针移动距离的刻度。

优选的，所述外螺纹段的螺距与螺母头处螺距一致。

优选的，所述调节杆包括沿轴向由上而下依序布置的直接同轴固定从动齿轮的从动驱动杆、与从动驱动杆底端形成止转配合的从动联轴器、与从动联轴器同轴固接的执行联轴器以及同轴的滑动配合在执行联轴器内的旋钮套杆；所述执行联轴器外形呈直套筒状，且筒腔为上粗下细的二段式阶梯孔；旋钮套杆外形呈上粗下细的二段式阶梯轴状，且旋钮套杆的大直径段外径等于执行联轴器筒腔的大孔径段内径，旋钮套杆的小直径段外径等于执行联轴器筒腔的小孔径段内径，以便套入执行联轴器的筒腔内并形成往复滑动配合；执行联轴器外壁处径向贯穿设置腰形导向孔，所述大直径段外壁径向向外延伸有滑块并卡入所述腰形导向孔内；所述压簧位于所述大孔径段内，压簧底端配合所述旋钮套杆，压簧顶端固定在执行联轴器处或配合于从动联轴器底端处。

优选的，所述从动驱动杆的底端面轴向凸设有方形凸起，该方形凸起轴向插入从动联轴器顶端面处预设的定位方孔处，从而形成两者的止转配合。

优选的，所述从动联轴器和执行联轴器之间构成法兰配合。

优选的，所述手调杆顶端设置便于操作的调节手柄。

优选的，该装置还包括用于监控动力电机或调节杆或手调杆转速的传感器。

优选的，所述安装架底面处铅垂向下的延伸有延伸套，延伸套同轴套设在调节杆之外；延伸套的底端同轴安装定位环，定位环的内环面外形呈与膨胀阀处六角螺端适配的内六角状。

优选的，所述延伸套上径向贯穿设置信号安装孔，信号安装孔处设置信号传感器；膨胀阀的螺母头处固定有可与螺母头一同旋转及升降的旋针；所述旋针包括套设在螺母头的方形杆身处的具备方形孔的定位套，定位套处径向延伸有水平段，且水平段的顶端设置铅垂向下延伸的铅垂段，所述水平段与铅垂段形成“L”型布局，且铅垂段的长度大于或等于螺母头的升降行程；铅垂段的动作路径与所述信号传感器的感应端的感应范围存有交集。

优选的，所述动力电机为步进电机。

本发明的有益效果在于：

1）、通过上述方案，一方面，在电动情况下，动力电机动作，通过主动自调齿轮带动从动齿轮回转，随之带动调节杆动作，从而实现膨胀阀调节；同时电动情况下，从动齿轮还会带动主动手调齿轮回转，实现手调杆的同步动作，随之带动指针上下运动。另一方面，停电情况下，可手动旋动手调杆带动主动手调齿轮回转，并使得从动齿轮动作，从而实现膨胀阀调节。而无论是采用何种调节模式，都能通过指针的动作状态，来实现针对膨胀阀的膨胀阀开度的在线监控目的。

当然，在电动情况下，上述结构也可以适当配置传感器，来保证电子化监控效果，在停电情况失效时可以再通过指针来辅助监控，此处就不再赘述。此外，本发明的各主动自调齿轮及从动齿轮均为直齿轮，可有效避免锁死等情况发生，也保证了工作可靠性及安全性，整体结构模块化明显，也更利于实际组装及使用。

附图说明

图1为传统的膨胀阀的立体结构示意图；

图2为本发明的剖视结构简图；

图3为本发明的立体结构示意图；

图4为旋钮套杆与膨胀阀处螺母头的配合状态图；

图5为从动联轴器和执行联轴器的装配结构爆炸图；

图6为手调杆的立体结构示意图；

图7为带有指针的螺纹套筒的立体结构示意图；

图8为安装架的立体结构示意图；

图9为信号传感器及旋针的安装位置图；

图10为旋针的立体结构示意图。

本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：

a-膨胀阀 b-螺母头

10-调节杆 11-旋钮套杆 11a-调节头 11b-滑块

12-压簧 13-从动驱动杆 14-从动联轴器

15-执行联轴器 15a-腰形导向孔

20-安装架 21-腰形测距孔 22-刻度

23-延伸套 23a-信号安装孔

31-从动齿轮 32-主动自调齿轮 33-主动手调齿轮

40-动力电机 50-手调杆 51-外螺纹段

60-螺纹套筒 61-指针 70-信号传感器

80-旋针 81-定位套 82-水平段 83-铅垂段

具体实施方式

为便于理解，此处对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本发明的具体实施结构可参照图2-9所示，其主要结构包括同轴配套有主动自调齿轮32的动力电机40、同轴安装有从动齿轮31的调节杆10、同轴装配主动手调齿轮33的手调杆50以及位于手调杆50上的带有指针61的螺纹套筒60。

手调杆50处布置如图7所示的指针61，并配套如图8所示的安装架20处的带有刻度22的腰形测距孔21，实现对手调甚至自动调节时的螺母头b的升降幅度调节监控功能。工作时，通过动力电机40连接的主动自调齿轮32或手调杆50的主动手调齿轮33驱动从动齿轮31实现膨胀阀a的旋转，从而实现开度的调节，螺母头b的升降调节幅度通过上述指针61实现全程监控。

当然，在电动情况下，上述结构也可以适当配置传感器，传感器既可以用来监控各可回转的杆体的转速，也可以直接在电动情况下监控螺母头b的升降位移，并可以通过将调节的开度上传至数据中心，最终保证电子化工作效果，在停电情况失效时，可以再通过指针61来实现补缺功能。

作为上述方案的进一步优选方案，对于安装架20而言，其整体呈现如图8所示的四方箱体状，腰形测距孔21及刻度22相应布置在安装架20的其中一侧壁处。安装架20内的三组齿轮彼此啮合。从动齿轮31处的调节杆10包括由上而下依序布置的从动驱动杆13、从动联轴器14及执行联轴器15，执行联轴器15内再同轴套设有可在执行联轴器15的筒腔内往复滑动的旋钮套杆11。工作时，从动驱动杆13与从动联轴器14间形成止转配合，实际如花键配合或偏心销配合或定位方孔与方形凸起所形成的止转配合等等。从动联轴器14与执行联轴器15间则形成法兰配合，以便传递扭矩。

对于执行联轴器15而言，其外形参照图5所示的呈现直套筒状；旋钮套杆11外形与执行联轴器15的二段式阶梯孔装的筒腔外形相适配，从而使得旋钮套杆11可轴向插入执行联轴器15内，且两者可作相对的轴向滑移动作。此外，为限制旋钮套杆11的滑移行程，旋钮套杆11的孔肩与执行联轴器15筒腔处孔肩形成止口配合；而保证旋钮套杆11不相对执行联轴器15产生回转动作，旋钮套杆11上还设置滑块11b，并与执行联轴器15上的腰形导向孔15a间形成滑移配合。腰形导向孔15a的孔型长度方向平行执行联轴器15的轴向，因此，旋钮套杆11在工作时仅能在轴向上作往复位移动作。此外，压簧12在安装时，位于旋钮套杆11的顶端上方，并处于执行联轴器15的筒腔内，以确保旋钮套杆11可在轴向上具备一定的弹性活动余量，用以避让膨胀阀a处螺母头b的升程动作。

为保证本发明与膨胀阀a的可靠配合，安装架20处还延伸有延伸套23，从而依靠延伸套23底端处定位环与膨胀阀a处六角螺端的吻合配合，以实现本发明与膨胀阀a的可靠安装目的。当然，实际操作时，定位环与膨胀阀a的六角螺端间可以增加固定螺钉甚至直接粘固两者等等，以确保安装效果。

对于延伸套23而言，参照图9-10所示的，其上可开设一组或多组信号安装孔23a；当信号安装孔23a为两组以上时，可环绕延伸套23周向均布，以便用于逐一的安装信号传感器70。同时，如图9所示的，在膨胀阀a的螺母头b处固定有可与螺母头b一同旋转及升降的旋针80。具体的固定方式为：通过将如图10所示的旋针80的定位套81套在螺母头b的方形杆身处，从而使得两者形成止转配合关系。而当通过本实用新型操作膨胀阀a处螺母头b产生回转动作时，螺母头b在回转的同时会相应产生升降动作，此时可使得旋针80随动，从而利用信号传感器70与旋针80处铅垂段83之间的感应，实现对膨胀阀的监控功能。铅垂段83与定位套81之间可通过水平段82连接彼此，以使得水平段82与铅垂段83形成“L”型布局。

实际工作时，“L”型的旋针80可向与延伸套23上的信号传感器70感应，当本实用新型正常启动，但是信号传感器70却没有接收到传感信号时，说明前述的各齿轮的配合或调节头11a与螺母头的配合处已经发生跳齿现象，可通知进行检修处理；如有信号说明有接触，并接收反馈信号，此时正常监控螺母头b的旋转圈数，以便与步进电机呼应。铅垂段83的长度有所限制，目的是在螺母头b产生旋转加升降动作时，足够长的铅垂段83能始终保证与信号传感器70的感应端的彼此感应，以确保其正常工作目的，此处就不再赘述。

本发明的优势具体描述如下：

1、采用的主动自调齿轮32、主动手调齿轮33及从动齿轮31均为直齿轮，避免锁死等情况发生。在电动情况下，步进电机也即动力电机40启动，通过主动自调齿轮32带动从动齿轮31，从而实现膨胀阀a调节，同时电动情况下，通过传感器将动力电机40转数上传数据给中心。此外，从动齿轮31也随之带动主动手调齿轮33，实现手调杆50上的指针61上下运动，确保监控效果。相反，停电情况下，可手调杆50带动从动齿轮31，从而实现膨胀阀开度调节，此时传感器失效，但指针61仍然具备监控目的，最终达到了手自一体化调节效果。

2、从动齿轮31安装的调节杆10为模块化组装结构，而旋钮套杆11又通过开口状的调节头11a，可与膨胀阀a处螺母头b直接连接，实现整体结构的模块化安装和调节目的。

3、手调杆50与膨胀阀a形成动力连接，在因停电或故障情况下，可以人为干预调节。

4、安装架20上设置刻度22，实现膨胀阀a开门时，可以通过主动手调齿轮33处外螺纹段51，配合螺纹套筒60，随之带动指针61上下运动，从而指示开度的大小。必要时，甚至外螺纹段51螺距与螺母头b作升降动作的螺距一致，以确保指针61的精准测距功能。

5、安装架20处可设有观测孔，方便从动驱动杆13等内部构件的安装。

6、从动轴联轴器可以直接为封闭端并压在压簧12顶端面，也可以设置小于压簧12直径的端面内孔。而压簧12整体位于执行联轴器15的筒腔内，从而可实现旋钮套杆在铅垂向的定向弹性动作目的，以通过弹性蓄力及释力动作，来弥补螺母头b的升程甚至回程的行程。更具体而言，压簧12压住旋钮套杆，可实现与膨胀阀a紧固接触；当阀门被控而开大或开小，旋钮套杆11可随之上升和下降，实现阀门开度调节。

7、延伸套23通过定位环实现与膨胀阀a处六角螺端的紧固配合目的；还可设有固定螺钉，以实现更可靠的紧固连接效果。

8、通过远程控制动力电机40步数从而控制主动自调齿轮32的旋转角度，最终达到自动化的控制阀门开度目的。当动力电机40无法转动时，再考虑通过手动调节方式，依靠控制主动手调齿轮33的旋转角度，来达到自动化的控制阀门开度的效果。

当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：包括沿轴向由下而上依序布置的旋钮套杆（11）、回转配合在安装架（20）上的调节杆（10），所述旋钮套杆（11）底端处调节头（11a）与螺母头相卡接以便拧动螺母头；调节杆（10）的底端布置压簧（12），从而实现旋钮套杆（11）沿轴向的弹性往复直线动作；所述调节杆（10）的顶端同轴安装直齿状的从动齿轮（31），并与位于调节杆（10）两侧的直齿状的主动自调齿轮（32）及主动手调齿轮（33）间形成齿轮啮合配合；主动自调齿轮（32）同轴安装在动力电机（40）的输出轴上，主动手调齿轮（33）同轴安装在回转配合于安装架（20）处的手调杆（50）上；

所述安装架外形呈四方箱体状，安装架的内腔构成用于容纳各齿轮的容纳腔；手调杆（50）顶端伸出该内腔，且手调杆（50）的位于该内腔的一段杆体上设置外螺纹段（51），外螺纹段（51）上螺纹配合有螺纹套筒（60），螺纹套筒（60）外壁处径向向外延伸有指针（61）；安装架外壁处贯穿设置腰形测距孔（21），且该腰形测距孔（21）的孔型长度方向平行手调杆（50）轴线，指针（61）穿出所述腰形测距孔（21），腰形测距孔（21）上布置有用于标示指针（61）移动距离的刻度（22）；

所述调节杆（10）包括沿轴向由上而下依序布置的直接同轴固定从动齿轮（31）的从动驱动杆（13）、与从动驱动杆底端形成止转配合的从动联轴器（14）、与从动联轴器（14）同轴固接的执行联轴器（15）以及同轴的滑动配合在执行联轴器（15）内的旋钮套杆（11）；所述执行联轴器（15）外形呈直套筒状，且筒腔为上粗下细的二段式阶梯孔；旋钮套杆（11）外形呈上粗下细的二段式阶梯轴状，且旋钮套杆（11）的大直径段外径等于执行联轴器（15）筒腔的大孔径段内径，旋钮套杆（11）的小直径段外径等于执行联轴器（15）筒腔的小孔径段内径，以便套入执行联轴器（15）的筒腔内并形成往复滑动配合；执行联轴器（15）外壁处径向贯穿设置腰形导向孔（15a），所述大直径段外壁径向向外延伸有滑块（11b）并卡入所述腰形导向孔（15a）内；所述压簧（12）位于所述大孔径段内，压簧（12）底端配合所述旋钮套杆（11），压簧（12）顶端固定在执行联轴器（15）处或配合于从动联轴器（14）底端处。

2.根据权利要求1所述的一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：所述外螺纹段（51）的螺距与螺母头处螺距一致。

3.根据权利要求1所述的一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：所述从动驱动杆（13）的底端面轴向凸设有方形凸起，该方形凸起轴向插入从动联轴器（14）顶端面处预设的定位方孔处，从而形成两者的止转配合。

4.根据权利要求3所述的一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：所述从动联轴器（14）和执行联轴器（15）之间构成法兰配合。

5.根据权利要求1或2所述的一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：所述手调杆（50）顶端设置便于操作的调节手柄。

6.根据权利要求1或2所述的一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：该装置还包括用于监控动力电机（40）或调节杆（10）或手调杆（50）转速的传感器。

7.根据权利要求1或2所述的一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：所述安装架（20）底面处铅垂向下的延伸有延伸套（23），延伸套（23）同轴套设在调节杆（10）之外；延伸套（23）的底端同轴安装定位环，定位环的内环面外形呈与膨胀阀处六角螺端适配的内六角状。

8.根据权利要求7所述的一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：所述延伸套（23）上径向贯穿设置信号安装孔（23a），信号安装孔（23a）处设置信号传感器（70）；膨胀阀的螺母头处固定有可与螺母头一同旋转及升降的旋针（80）；所述旋针（80）包括套设在螺母头的方形杆身处的具备方形孔的定位套（81），定位套（81）处径向延伸有水平段（82），且水平段（82）的顶端设置铅垂向下延伸的铅垂段（83），所述水平段（82）与铅垂段（83）形成“L”型布局，且铅垂段（83）的长度大于或等于螺母头的升降行程；铅垂段（83）的动作路径与所述信号传感器（70）的感应端的感应范围存有交集。

9.根据权利要求1或2所述的一种基于膨胀阀的手自一体化调节装置，其特征在于：所述动力电机（40）为步进电机。