CN201149120Y - 阀门转矩控制电动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阀门转矩控制电动装置，包括电动操作机构、力矩输出机构及电动装置的壳体，电动操作机构上设蜗杆并与力矩输出机构上的蜗轮啮合，蜗杆在所述的壳体上为轴向弹力平衡的浮动安装，电动装置还设置高精度阀门转矩控制机构并与蜗杆传动连接。采用上述技术方案，提高了电动装置输出力矩的控制精度，精确实现转矩过载保护控制。可以有效预防阀门在发生故障时，因电动装置过载不起作用或控制精度不够所引发的各类问题，消除了安全隐患，提高了阀门及电动装置的使用寿命。

Description

阀门转矩控制电动装置

技术领域

本实用新型属于阀门的技术领域，涉及阀门的驱动与控制系统，更具体地说，本实用新型涉及一种阀门转矩控制电动装置。

背景技术

阀门电动装置是一种启闭阀门的驱动设备，与阀门配套使用，应用范围十分广泛，例如冶金、化工、煤气、给排水等行业。这些行业或部门对电动装置及阀门的质量要求非常高，产品性能稳定可靠、控制精度高、具有过载保护、远程集中控制等功能。

但阀门在实际使用过程中，往往因某些客观原因造成阀门启闭困难或卡死，一旦发生此类情况，强行启闭必然会造成阀门或电动装置的损坏，甚至引发更大的安全事故。

目前公知技术中一般采用在电气控制中对阀门电动装置的转矩进行控制。这种转矩控制机构控制精度低，操作烦琐，完全凭借调试人员的经验进行设定。转矩调整过大，输出力矩就增大，一旦受到某种内部或外界因素的影响，阀门出现卡死现象，极易损坏电动装置中的零部件甚至整个阀门；转矩调整过小，输出力矩偏小，导致阀门开启不到位或不足以将阀门关死。因此采用目前已有的阀门电动装置的转矩控制机构，其输出力矩差异很大，存在诸多安全隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种阀门转矩控制电动装置，其目的是提高阀门电动装置输出力矩的控制精度，实现在电动操作阀门启闭时转矩过载保护控制。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型所提供的这种高精度的阀门转矩控制电动装置，包括电动操作机构、力矩输出机构及所述的电动装置的壳体，所述的电动操作机构上设蜗杆并与力矩输出机构上的蜗轮啮合，所述的蜗杆在所述的壳体上为轴向弹力平衡的浮动安装，所述的电动装置还设置高精度阀门转矩控制机构并与蜗杆传动连接。

为使本实用新型更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并充分体现了本实用新型的新颖性和创造性：

所述的高精度阀门转矩控制机构中设转矩齿轮轴，所述的高精度阀门转矩控制机构与蜗杆传动连接是通过转矩齿轮轴上的齿形与所述的蜗杆上的相应齿形啮合，所述的转矩齿轮轴通过凸轮机构与串接在所述的电动装置的电机驱动电路上的开关连接，形成对所述电机启停的控制结构。

所述的蜗杆在所述的壳体上轴向弹力平衡的浮动安装的结构为：所述的蜗杆的轴端套装一组配对沿口贴合的碟形弹簧，所述的碟形弹簧的一端与支承蜗杆的轴承内圈台阶接触，另一端通过平面轴承与壳体上的端盖接触；所述的轴承的外圈固定在壳体上。

所述的转矩齿轮轴与蜗杆的啮合结构为：所述的蜗杆上与所述的蜗轮啮合的蜗杆牙形之外、靠近碟形弹簧的一段设有环形齿条，所述的环形齿条与转矩齿轮轴上的齿形啮合。

所述的高精度阀门转矩控制机构设安装板并固定在所述的壳体上，所述的电动装置的电机驱动电路上的开关为微动开关并固定在所述的安装板上，所述的凸轮机构为：在所述的转矩齿轮轴上与蜗杆啮合齿形相反的一端，设有凸轮和凸轮调节支架，所述的凸轮调节支架将凸轮固定在转矩齿轮轴上，通过凸轮外廓与所述的微动开关上的微动开关触头接触。

所述的凸轮、凸轮调节支架和微动开关均为两个，形成两组控制开关动作的机构，两个凸轮在转矩齿轮轴的轴向前后分布，其凸轮外廓形为通过其相反方向的旋转，控制所述电机电源通断，且两个微动开关控制的电路串联连接。

所述的微动开关上设有与其固定连接的开关簧片，所述的凸轮转动时在开关簧片上滑动，所述的凸轮通过开关簧片推动微动开关上的微动开关触头。

所述的凸轮调节支架上设有指示牌和调节轴，所述的指示牌由调节轴通过压缩弹簧压在凸轮调节支架上，其表面上设有刻度；所述的调节轴在端面上设指示箭头。

本实用新型采用上述技术方案，提高了电动装置输出力矩的控制精度，精确实现转矩过载保护控制。可以有效预防阀门在发生故障时，因电动装置过载不起作用或控制精度不够所引发的各类问题，消除了安全隐患，提高了阀门及电动装置的使用寿命。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型所涉及的阀门转矩控制电动装置结构示意图；

图2为本实用新型中的高精度转矩控制机构结构示意图；

图3为图2所示结构的左视示意图。

图中标记为：1、电动操作机构，2、壳体，3、蜗杆，4、高精度转矩控制机构，5、环形齿条，6、碟形弹簧，7、端盖，8、力矩输出机构，9、凸轮调节支架，10、安装板，11、转矩齿轮轴，12、指示牌，13、调节轴，14、凸轮，15、微动开关触头，16、轴承，17、开关簧片，18、微动开关，19、蜗轮。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等，作进一步详细的说明，提出了实施时的优选方式，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。各技术特征后的数字标记与附图标记完全一致。

如图1、图2和图3所表达的本实用新型的结构，为一种高精度的阀门转矩控制电动装置，包括电动操作机构1、力矩输出机构8及所述的电动装置的壳体10，所述的电动操作机构1上设蜗杆3并与力矩输出机构8上的蜗轮19啮合。阀门电动装置中的电机通过齿轮传动机构，驱动蜗杆3旋转，进而驱动力矩输出机构8上的蜗轮19旋转，实现阀门阀芯的运动，使阀门开启或闭合。但是一旦驱动转矩调整过大，输出力矩就增大，如果阀门因一些不可预测的因素出现卡死现象，极易损坏电动装置中的零部件甚至整个阀门；或者驱动转矩调整过小，输出力矩偏小，导致阀门开启不到位或不足以将阀门关死。这都是在工业生产或工程实践中绝不允许的。

为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现提高阀门电动装置输出力矩的控制精度及实现在电动操作阀门启闭时转矩过载保护控制的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：

如图1至图3所示，本实用新型所提供的这种高精度的阀门转矩控制电动装置，其所述的蜗杆3在所述的壳体2上为轴向弹力平衡的浮动安装，所述的电动装置还设置高精度阀门转矩控制机构4并与蜗杆3传动连接。

采用上述技术方案，提高了电动装置输出力矩的控制精度，精确实现转矩过载保护控制。一旦发生了阀门卡死的现象，蜗杆3受到蜗轮19上的反向作用力过大，这种作用力的方向是沿着蜗杆3轴线方向的，就破坏了蜗杆3的轴向力的平衡，就会克服弹性力的作用，产生轴向移动，同时，驱动高精度阀门转矩控制机构4动作进行转矩的过载保护，可以有效杜绝阀门在发生故障时，因电动装置过载保护不起作用或控制精度不够所引发的各类问题，消除了安全隐患，提高了阀门及电动装置的使用寿命。由于有了这样的可靠保护，电动装置的驱动转矩在设置时可以稍偏大一些，以确保其开启到位或关闭到位。

在上述技术方案的基础上，为了使本实用新型更为完善，还提供以下实施示例作为本实用新型在具体实施时的优选方式：

实施例一：

如图1和图2所示，高精度阀门转矩控制机构4与蜗杆3传动连接结构为：

所述的高精度阀门转矩控制机构4中设转矩齿轮轴11；

所述的高精度阀门转矩控制机构4与蜗杆3传动连接是通过转矩齿轮轴11上的齿形与所述的蜗杆3上的相应齿形啮合，该齿形设在转矩齿轮轴11靠近端部的一段；

如图2所示，高精度阀门转矩控制机构4对电动装置的驱动转矩的控制结构为：

所述的转矩齿轮轴11通过凸轮机构与串接在所述的电动装置的电机驱动电路上的开关连接，形成对所述电机启停的控制结构。只要转矩齿轮轴11发生了转动，且达到一定的限度，电动装置的电机就会断电，停止运行。

转矩齿轮轴11是套装在电动装置的壳体2上的。

由于采用上述结构，蜗杆3不管向哪个方向产生轴向移动，都会使转矩齿轮轴11发生转动，而起到相应的保护作用。

实施例二：

如图1所示，所述的蜗杆3在所述的壳体2上轴向弹力平衡的浮动安装的结构为：

所述的蜗杆3的轴端套装一组配对沿口贴合的碟形弹簧6，这是轴向平衡弹力的必要构件，蜗杆3受轴向力时从两个方向压缩碟形弹簧6；

所述的碟形弹簧6的一端与支承蜗杆3的轴承16内圈台阶接触，另一端通过平面轴承与壳体2上的端盖7接触；在正常工作的条件下，这一组配对贴合的碟形弹簧6是承受一定的轴向压力，由向被压缩一定的长度；

所述的轴承16的外圈固定在壳体2上。而蜗杆3与轴承16的内圈为滑动的配合，使蜗杆3能在较大轴向力的作用下，产生轴向移动，实现控制。

实施例三：

如图1所示，所述的转矩齿轮轴11与蜗杆3的啮合结构为：

所述的蜗杆3上与所述的蜗轮19啮合的蜗杆牙形之外、靠近碟形弹簧6的一段设有环形齿条5。所谓环形齿条，即在蜗杆3的通过轴线的任意剖面内均为齿条形。该环形齿条5的具体位置，可设在蜗杆牙形与轴承16之间。

环形齿条5产生轴向位移带动与之啮合的转矩齿轮轴11转动。

所述的环形齿条5与转矩齿轮轴11上的齿形啮合。一般采用渐开线的齿形，且模数相等。

实施例四：

本实施例提供了高精度阀门转矩控制机构4对阀门电动装置的电机启停的控制结构：

如图2和图3所示，

所述的高精度阀门转矩控制机构4设安装板10并固定在所述的壳体2上；

所述的电动装置的电机驱动电路上的开关为微动开关18并固定在所述的安装板10上；

实施例一中所提到的凸轮机构的具体结构为：

在所述的转矩齿轮轴11上与蜗杆3啮合齿形相反的一端，设有凸轮14和凸轮调节支架9；

所述的凸轮调节支架9将凸轮14固定在转矩齿轮轴11上，通过凸轮14外廓与所述的微动开关18上的微动开关触头15接触。

当蜗杆3驱动蜗轮19旋转受阻时，蜗杆3克服碟形弹簧6的弹力，产生轴向移动，并驱动转矩齿轮轴11转动，通过转矩齿轮轴11上连接的凸轮14转动，触动微动开关18，使电动操作机构1上的电机断电，起到保护作用。

凸轮14外廓最高点触动安装板10上控制电气装置中的微动开关18的微动开关触头15，切断电源，电机停转，过载保护起作用。

实施例五：

为了实现在阀门开启和闭合时都能起过载保护作用，本实施例提出了如图2和图3所示的结构：

所述的凸轮14、凸轮调节支架9和微动开关18均为两个，形成两组控制开关动作的机构，即正转控制和反转控制；

两个凸轮14在转矩齿轮轴11的轴向前后分布，以便对两个微动开关18分别进行控制；

两个凸轮14的外廓形为通过其相反方向的旋转，控制所述电机电源通断，且两个微动开关18控制的电路串联连接。任何一个微动开关18动作，都会使电机断电停转。

实施例六：

本实施例的结构如图2和图3所示，图3所示更为清楚和直观。其目的是：1、防止凸轮14与微动开关触头15发生卡死现象；2、减少凸轮14与微动开关触头15之间的磨损。其结构为：

所述的微动开关18上设有与其固定连接的开关簧片17，所述的凸轮14转动时在开关簧片17上滑动，所述的凸轮14通过开关簧片17推动微动开关18上的微动开关触头15。

开关簧片17采用高弹性、高耐磨性的材料，倾斜固定在微动开关18上，微动开关触头15的动作平稳，冲击小。

实施例七：

如图2和图3所示，为了方便观察驱动力矩的大小，本实施例提出了如下的结构方案：

所述的凸轮调节支架9上设有指示牌12和调节轴13；

所述的指示牌12由调节轴13通过压缩弹簧压在凸轮调节支架9上，其表面上设有刻度；

所述的调节轴13在端面上设指示箭头。

通过调节轴13调节指示牌12数值来控制力矩输出机构8的力矩大小，并通过压缩弹簧将指示牌12压紧。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种阀门转矩控制电动装置，包括电动操作机构(1)、力矩输出机构(8)及所述的电动装置的壳体(10)，所述的电动操作机构(1)上设蜗杆(3)并与力矩输出机构(8)上的蜗轮(19)啮合，其特征在于：所述的蜗杆(3)在所述的壳体(2)上为轴向弹力平衡的浮动安装，所述的电动装置还设置高精度阀门转矩控制机构(4)并与蜗杆(3)传动连接。

2、按照权利要求1所述的阀门转矩控制电动装置，其特征在于：所述的高精度阀门转矩控制机构(4)中设转矩齿轮轴(11)，所述的高精度阀门转矩控制机构(4)与蜗杆(3)传动连接是通过转矩齿轮轴(11)上的齿形与所述的蜗杆(3)上的相应齿形啮合，所述的转矩齿轮轴(11)通过凸轮机构与串接在所述的电动装置的电机驱动电路上的开关连接，形成对所述电机启停的控制结构。

3、按照权利要求1或2所述的阀门转矩控制电动装置，其特征是所述的蜗杆(3)在所述的壳体(2)上轴向弹力平衡的浮动安装的结构为：所述的蜗杆(3)的轴端套装一组配对沿口贴合的碟形弹簧(6)，所述的碟形弹簧(6)的一端与支承蜗杆(3)的轴承(16)内圈台阶接触，另一端通过平面轴承与壳体(2)上的端盖(7)接触；所述的轴承(16)的外圈固定在壳体(2)上。

4、按照权利要求3所述的阀门转矩控制电动装置，其特征是所述的转矩齿轮轴(11)与蜗杆(3)的啮合结构为：所述的蜗杆(3)上与所述的蜗轮(19)啮合的蜗杆牙形之外、靠近碟形弹簧(6)的一段设有环形齿条(5)，所述的环形齿条(5)与转矩齿轮轴(11)上的齿形啮合。

5、按照权利要求4所述的阀门转矩控制电动装置，其特征在于：所述的高精度阀门转矩控制机构(4)设安装板(10)并固定在所述的壳体(2)上，所述的电动装置的电机驱动电路上的开关为微动开关(18)并固定在所述的安装板(10)上，所述的凸轮机构为：在所述的转矩齿轮轴(11)上与蜗杆(3)啮合齿形相反的一端，设有凸轮(14)和凸轮调节支架(9)，所述的凸轮调节支架(9)将凸轮(14)固定在转矩齿轮轴(11)上，通过凸轮(14)外廓与所述的微动开关(18)上的微动开关触头(15)接触。

6、按照权利要求5所述的阀门转矩控制电动装置，其特征在于：所述的凸轮(14)、凸轮调节支架(9)和微动开关(18)均为两个，形成两组控制开关动作的机构，两个凸轮(14)在转矩齿轮轴(11)的轴向前后分布，其凸轮外廓形为通过其相反方向的旋转，控制所述电机电源通断，且两个微动开关(18)控制的电路串联连接。

7、按照权利要求5或6所述的阀门转矩控制电动装置，其特征在于：所述的微动开关(18)上设有与其固定连接的开关簧片(17)，所述的凸轮(14)转动时在开关簧片(17)上滑动，所述的凸轮(14)通过开关簧片(17)推动微动开关(18)上的微动开关触头(15)。

8、按照权利要求7所述的阀门转矩控制电动装置，其特征在于：所述的凸轮调节支架(9)上设有指示牌(12)和调节轴(13)，所述的指示牌(12)由调节轴(13)通过压缩弹簧压在凸轮调节支架(9)上，其表面上设有刻度；所述的调节轴(13)在端面上设指示箭头。

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