CN1533481A - 助推作动器 - Google Patents

Abstract

一个助推作动器(10)可放置在螺线管(12)和阀门之间，增加了作动该阀门的螺线管的能量输出。该助推作动器(10)可包括一个力输入构件(28)和一个力输出构件(30)，每个均可相对于本体(20)从初始位置移动到作动位置。一个圈簧(46)将输入构件偏压到初始输入位置，而多个盘形弹簧(48)将输出构件(30)偏压到作动输出位置。多个连接构件(32)中的每个均可相对于本体转动，将力输出构件正常地保持在初始位置，但在输入构件移动到作动位置时在盘形弹簧作用下释放力输出构件。

Description

助推作动器

技术领域

本发明关于一种由低能量输入作动的装置，该装置输出高能量给将被作动的装置。具体地说，本发明关于一种助推作动器，它采用机械蓄能用足以作动各种类型装置的一个力和冲程来移动一个作动器的轴。

背景技术

在系统设计中，长期以来要求一种装置能提供助推或能量级增大，以作动一个装置。输入到螺线管的电能直接与输出力成比例，这在普通的低电能系统中特别限制螺线管的应用。较小和便宜的电子螺线管可以发出一个信号，该信号将打击螺线管柱塞，尽管在很多情况下柱塞的力或冲程不足以作动想要的装置。因此，在这些如螺线管之类的低能产品和被作动的装置之间采用了助推器，以此来提供作动想要的装置的符合要求的能量级。

在防火工业中，已提出各种系统，从而在一个装置用手动或自动作动时可以释放加压气体。在一些应用中，助推器或助推作动器可放在螺线管和阀门之间，从而启动阀门，将如二氧化碳或氮、氩和二氧化碳的混合物类的介质送入危险区域。

先有技术的助推作动器已采用了磁化元件来使该作动器保持在设定位置或有戒备位置。很多这些作动器要求与所需要的输出力成比例的输入力，或要求附加电路来使作动器返回到设定位置。

先有技术的作动器还包括开孔的加压气体套筒，从而可采用由开孔而释放的加压气体来作动一个气动装置，该气动装置将气体介质释放到危险区域。其它类型的作动器采用昂贵的元件来产生增大的能量，以此作动阀门或将气体介质释放到危险区域。

很多先有技术的助推装置由于具有很多缺点而限制了它们的应用。先有技术的助推装置比较复杂和/或不大可靠，还有一些装置不易重新设定。在另一些助推装置中，难以改变作动助推装置的力和/或难以改变来自助推装置的输出力。本发明克服了先有技术中的缺点，下面将描述这种改进的助推装置。

发明内容

在一种典型的应用中，本发明的助推装置可放在螺线管和阀门之间。作动器本体罩住一个凸轮轴或力输入构件，该力输入构件由圈簧偏压到初始输入位置。该本体还罩住一个作动器轴或力输出构件，该力输出构件由多个盘簧偏压到作动的输出位置。多个周向隔开的连接件在一端啮合力输入构件，在另一端啮合力输出构件，响应凸轮轴的移动控制来自盘形弹簧对输出构件的释放力。在另一个实施例中，一个电子线圈绕凸轮轴设置，从而提供了联合的螺线管和助推器。

本发明的目的在于提供一种助推装置。它具有力输入构件和力输出构件，它们中的每一个均可相对于作动器本体移动，一个偏压构件用于使力输出构件偏压到作动的输出位置，至少一个连接构件设在力输入构件和力输出构件之间，并可相对于本体转动，在偏压构件的作用下从啮合位置转动到使力输出构件释放到作动的输出位置的脱开位置。该连接构件既啮合力输入构件、也啮合力输出构件，并可与输入构件和输出构件的凹槽配合，以获得所要求的功能。

本发明的另一特征是提供一种助推作动器，它具有力输入构件，一个低力偏压构件用于将偏压力加在输入构件上，一个力输出构件，另一个偏压构件用于将高偏压力加在力输出构件上，和位于力输入构件和力输出构件之间的连接构件。通过提供两个偏压构件，每个偏压构件将一个对另一偏压构件来说是独立的力加到输入构件或输出构件上。

本发明的一个特征是提供一种助推作动器，其中来自作动器的输出力可在不必重新设计作动器的其它构件的情况下很容易地进行变化。另外，输出力的变化是与击发助推器所需要的能量独立的，击发作动器所需要的输入能量可在不考虑作动器的输出要求的情况下独立地进行选择。

本发明的另一特征是该助推器具有高的可靠性，并可在不使用电子装置的情况下进行执行机械的重新设定。该重新设定可在不必置换构件的情况下迅速而容易地完成。

本发明的进一步的特征是提供一种助推作动器，其中设有一个螺线管线圈来控制力输入构件相对于作动器本体的移动。

本发明的一个优点是：该助推器具有高的可靠性并且制造成本较低。该助推器本体最好使其内部构件与外部环境密封。

从下面参照附图的详细描述，可以更加清楚本发明的这些和进一步的目的、特征和优点。

附图说明

图1是本发明的助推作动器的简化的剖视图，该作动器位于电作动的螺线管和阀门之间并连到一个加压气体系统上。

图2是图1所示的助推作动器的剖视图，为了清楚地示出构件，本体的内部部分已拆除。

图3是图2所示的本体的剖视图。

图4是本体的另一剖视图，示出接收四个连接构件中的每一个的隔开的导向件。

图5是合适的助推器重新设定装置的侧视图；

图6是另一实施例的部分侧视图，其中电子线圈包围着凸轮轴。

具体实施方式

参见图1，助推作动器10可在其一端螺接固定到螺线管12的本体上或另一电作动装置上，并可以类似的方式在其相对端连到阀门14上，阀门14用于在传感到危险状态时将气体释放到一个区域。因此该助推装置可用于具有较低能量的电子系统，该电子系统监视周围的环境，并根据第二状态输出一个电信号以作动螺线管12，从而释放选定的气体，如用于灭火的气体。正如图1所示，螺线管12包括柱塞13，它可相对于增压作动器10的本体20移动。该作动器10接收该低能输入，并输出高能量以控制阀门14的柱塞15，由此来作动阀门14，使加压气体释放到外部环境中。

图2所示的作动器10包括一个具有一力接收输入端22和一个力传递输出端24。外套筒25设有普通的密封件26，用以密封本体的内部。凸轮轴或力输入构件28可相对于本体移动，从如图2所示的初始的输入位置移动到根据螺线管柱塞的移动的作动后的输出位置。力输出构件30可相对于本体作类似的移动，从如图2所示的初始输出位置移到作动后的输出位置。四个连接件32以90°等间隔地围绕力输入构件和力输出构件，每个连接件可绕销34转动，该销支撑在本体20上。圈簧46将力输入构件偏压到初始输入位置，多个盘形弹簧、如盘形弹簧48将输出构件30偏压到作动后的输出位置。

力输入构件28由普通和O型圈50与本体密封，在初始输入位置，它由圈簧46偏压，从而与本体上的台阶52啮合。输入构件28包括一个环形凹槽54，该凹槽用于在脱开位置时接纳每个连接构件32的上端，从而可释放通常由每个连接构件下端保持在初始位置的力输出构件30。正如图2所示，在每个连接构件32的上端可设有上辊子56，在每个连接构件的下端也可设有类似的辊子58。当作动器处于初始位置时，每个上辊子啮合输入构件28的圆柱形外表面64，而每个下辊子58至少部分地装配在力输出构件30的环形凹槽66内。每个辊子可转动地安装在具有相应的销60连接构件上，该销固定到连接构件上。每个连接构件本身可绕支撑在作动器本体20上的销34转动。因此输入构件28的位置使四个连接构件的每个保持在如图2所示的位置，并由此可防止力输出构件30在盘簧48作用下向下移动。

一个止动板62具有中心孔，中心孔的尺寸做成能接纳力输出装置30的柱塞68，该止动板由螺纹70与本体相连。在顶板上设有普通的凹口72，该凹口用于接纳合适的工具，使顶板拧到位，顶板的最终位置是贴靠在扣合圈74上。一个O形圈76由支撑圈和保持圈78结合在一起来保持定位，并在柱塞68和止动板62之间提供密封啮合。

本发明的一个特别的特征是：移动输入构件28所需要的力可通过改变对圈簧46的选择很容易地进行调节。圈簧的尺寸做成不会由于振动、击打或通常传到系统的其它力而不利地启动。然而，弹簧46的圈数和材料的选择取决于对偏压构件48的选择，偏压构件最好是多个盘形弹簧。这些盘形弹簧的数量和它们的相互方向影响将力输出构件移向作动位置的力和行程，因此延伸来自止动板的柱塞、在图示的应用中作动如图1所示的阀门。在该说明性的实施例中，可以看出，力输出构件可从图2所示的起始位置移动到表面85与扣圈74啮合的位置。由此，该力输出构件30移动到作动后的输出位置的移动导致在辊58移出与凹槽66的啮合时，每个辊58滚出凹槽，进入与力输出构件30上的圆柱形表面67的啮合。同时，上辊50也滚出与力输入构件中的圆柱形表面64的啮合，至少部分地滚到环形凹槽54内，该凹槽的尺寸做成能接纳这些辊子。因此该动作使连接件32转动，使力输出构件释放到作动位置。

图3示出合适的作动器本体20，尤其是用于接纳盘形弹簧48的腔的放大的详细结构。图2所示的最上部的盘形弹簧贴靠在图3所示的表面82上。图3和4还示出四对周向隔开的导向板86和88，因此在它们之间提供了一个槽90来接纳合适的连接构件。图4还示出在每对导向板上用以接纳合适的连接销34的对准的通孔92。本体20的下法兰94可具有一个合适的外形、例如六角形，用来与普通的工具啮合，从而有助于将本体20螺接到螺线管上。

本发明的一个特征是本体20内部、本体内的每个可移动构件是与外部环境密封的，为达此目的，普通的密封件26密封套管25和本体之间，密封件50和76分别密封力输入构件和力输出构件。在本体20和止动板62之间由于螺纹互相啮合，可以产生足够的密封，但如果需要，也可用另一个密封圈来在止动板和本体之间进行密封。

在优选实施例中，至少三个连接构件周向地绕力输入构件和力输出构件安置。相隔120°的三个连接构件通过绕输入构件和输出构件分布相等的力而提供了高的可靠性。在图中所示的一个实施例中，四个连接构件相互间隔为90°。设在连接构件端部的辊子56和58，在连接构件从图2所示的保持力输出构件30处于初始输出位置的啮合位置移动到将力输出构件释放到作动输出位置的脱开位置时减小摩擦力。在另一些实施例中，可以不用辊子而采用其它可减小力输入和输出构件的摩擦力的普通构件代替。

圈簧46在力输出构件30和力输入构件28之间起作用，为了改变作动助推器10所需要的力，可以在不改变该助推作动器的其它构件的情况下很容易改变该弹簧的力。同样，为了改变柱塞68在移动到作动输出位置时输出的行程长度和/或力，也可以改变盘形弹簧48的尺寸、方向和数量。还可以采用其它类型的弹簧或其它偏压构件。

本发明的助推作动器提供了输入构件和输出构件的机械分离。圈簧46将输入构件偏压到初始位置，与弹簧48的偏压相比，它仅在输出构件上加上一个很小的力。通过在输入构件和输出构件之间没有直接的机械连接，在助推器作动期间阀上的反作用力传回到力输出构件上，可防止该力传到力输入构件和螺线管上，因此圈簧隔离了由于加到输入构件上的加在输出构件上的反作用力，因此可采用封闭的螺线管机构来作动助推器，不必担心这些反作用力而引起的损坏。

一且助推器作动了，它可在不利用电子装置和不置换部件的情况下很容易地重新设定。在阀门14从助推器本体上拆下后，可将图5所示的重新设定装置94连到本体上的螺纹70上。在重新设定的外部本体96贴靠止动板62后，螺钉98可作相对于外部本体96的转动，使其顶部97朝止动板62突出，因此顶部97受迫与柱塞68的端部啮合，从而迫使力输出构件30返回到如图2所示的初始位置。力输出构件返回到初始位置还增大了作用在圈簧上的使力输入构件返回到初始位置的力。

图6表示本发明的另一实施例，其中提供了一种联合的螺线管和助推作动器。力输入构件128右边的助推器10的那部分可以是如上所述的一样。但在该实施例中，提供了一个力输入构件的延伸件，从而使长度延伸的力输入构件12位于螺线管线圈114内。该螺线管线圈可作为一个磁性的锁闩分组件，它接收电能以有选择地移动该输入构件120。本专业技术人员将可知道，可以采用延伸长度的力输入构件、或在螺线管柱塞和力输入构件之间产生的两片或多片机械互连件。由此线圈114的激活起动了螺线管柱塞的移动，在此情况下，该螺线管柱塞是力输入构件128。力输入构件128包括与表面132啮合、以限制力输入构件行程的止动件130。图6示出包围螺线管114的套筒134、和使套筒134与套筒25连接的本体136。

在已经详细说明了本发明的优选实施例的同时，应该看到，对本专业技术人员来说，对所建议的实施例的修改和改型是显而易见的。但应该看到，这些修改和改型均落在如下列权利要求设置的本发明的精神和范围之内。

Claims (20)

1.一种用于接收低能量输入并输出高能量输出以操作一个装置的助推作动器，该助推器包括：

一个具有力接收输入端和力传递输出端的本体；

一个力输入构件，该构件可响应低能量力的输入作相对于本体的移动，从初始输入位置移动到作动的输入位置；

一个力输出构件，该构件可响应力输入构件的移动作相对于本体的移动，从初始的输出位置移动到作动的输出位置；

一个将力输出构件偏压到作动的输出位置的偏压构件；和

一个在力输入构件和力输出构件之间的连接构件，该连接构件可相对于本体转动，从而使力输出构件保持在初始输出位置的啮合位置转动到使力输出构件释放到作动输出位置的脱开位置，该连接构件具有啮合力输入构件的输入端和啮合力输出构件的输出端。

2.如权利要求1的助推作动器，还包括：用以将力输入构件偏压到初始输入位置的另一偏压构件。

3.如权利要求1的助推作动器，其中力输出构件包括用以接纳啮合位置的连接构件下端的输出构件凹槽。

4.如权利要求3的助推作动器，其中力输出构件包括用以接纳脱开位置的连接构件的上端的输入构件凹槽，由此允许连接构件从输出构件凹槽上脱开。

5.如权利要求1的助推作动器，其中至少三个、每个都可相对于本体转动的连接构件周向地绕力输入构件和力输出构件安置。

6.如权利要求5的助推作动器，其中四个连接构件绕力输入构件和力输出构件以约90°的间隔周向地隔开。

7.如权利要求1的助推作动器，还包括：

该偏压构件包括多个盘形弹簧；和

另一个用于将力输入构件偏压到初始位置的偏压构件。

8.如权利要求1的助推作动器，还包括：

一个围绕力输入构件的电子线圈，这样通过线圈的电能量变化使力输入构件移动到作动的输入位置。

9.如权利要求1的助推作动器，其中连接构件的每个输入端和输出端设有用于分别与力输入构件和力输出构件啮合的辊子。

10.如权利要求1的助推作动器，其中本体的力传递输出端具有螺纹，一个螺接到该传递输出端的重新设定构件相对于本体转动，从而受迫与力输出构件啮合，以将力输出构件从作动位置移到初始位置。

11.一个用以接收低能量的力和输出高能量力输出、以操作另一装置的助推作动器，该助推器包括：

一个本体，具有力接收输入端和力传递输出端；

一个力输入构件，可响应低能量的力的输入相对于本体从初始输入位置线性地移到作动的输入位置；

一个第一偏压构件，用于将力输入构件偏压到初始输入位置；

一个力输出构件，可响应力输入构件的移动、相对于本体从初始输出位置线性地移动到作动的输出位置；

一个第二偏压构件，用于将力输出构件偏压到作动的输出位置；和

一个在力输入构件和力输出构件之间的连接构件，该连接构件可从用以保持力输出构件在初始输出位置的啮合位置移动到用于释放力输出构件到作动的输出位置的脱开位置。

12.如权利要求11的助推作动器，其中每个都可相对于本体转动的至少三个连接件绕力输入构件和力输出构件周向地安置。

13.如权利要求11的助推作动器，其中第一偏压构件是圈簧，第二偏压构件包括多个盘形弹簧。

14.如权利要求11的助推作动器，还包括：

一个电子线圈围绕着力输入构件，这样通过线圈的电能变化将力输入构件移到作动的输入位置。

15.如权利要求11的助推作动器，其中连接构件的每个输入端和输出端设有用于分别啮合力输入构件和力输出构件的辊子。

16.一种用于接收来自电作动装置的低能量输入和输出高能量以启动加压气体的释放，使加压气体释放到一个危险区的助推作动器，该助推器包括：

一个本体，具有力接收输入端和力传递输出端；

一个力输入构件，响应低能量的力的输入相对于本体从初始输入位置线性地移动到作动的输入位置；

一个力输出构件，响应力输入构件的移动相对于本体线性地从初始的输出位置移动到作动的输出位置；

一个第一偏压构件，用于将力输出构件偏压到作动输出位置；

一个第二偏压构件，用于将力输出构件偏压到作动输出位置；

多个连接构件，每个连接构件均位于力输入构件和力输出构件之间，并可相对于本体从用于保持力输出构件在初始输出位置的啮合位置移动到用于释放力输出构件到作动的输出位置的脱开位置，这些连接构件绕力输入构件和力输出构件周向地安置，并且每个均具有啮合力输入构件的输入端和啮合力输出构件的输出端；和

力输出构件包括用以接纳啮合位置时的每个连接构件下端的凹槽。

17.如权利要求16的助推作动器，其中力输入构件包括用以接纳脱开位置时的连接构件上端的输入构件凹槽，由此允许连接构件的下端从输出构件凹槽脱开。

18.如权利要求16的助推作动器，其中力输入构件的中心轴基本与力输出构件的中心轴对准。

19.如权利要求16的助推作动器，还包括：第二偏压构件包括多个盘形弹簧。

20.如权利要求16的增压作动器，其中本体的力传递输出端包括螺纹，螺接到传递输出端上的重新设定构件相对于本体转动，从而啮合力输出构件，以将力输出构件从作动位置移到初始位置。

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