CN201401545Y

CN201401545Y - 阀驱动装置

Info

Publication number: CN201401545Y
Application number: CN2009201498080U
Authority: CN
Inventors: 林进顺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2019-04-22

Abstract

本实用新型公开一种兼具有电动及手动驱动功能的阀驱动装置，包含：一偏心悬臂，具有一中心轴孔及一偏心轴柄，该偏心悬臂外圆上具有一环状外齿轮；一复合齿轮，具有一上半齿轮及一下半齿轮，该上半齿轮与该下半齿轮有齿数差；一上环齿轮，具有一上内圆及一下内圆，该上环齿轮的下内圆具有一内环齿轮，与该复合齿轮的上半齿轮啮合；以及一下环齿轮，具有一上内圆及一下内圆，该下环齿轮的上内圆具有一内环齿轮，与该复合齿轮的下半齿轮啮合。根据本实用新型所实施的阀驱动装置，复合齿轮适当的调整齿数差可得到想要的减速比，且差齿结构的设计具有输出端止逆的效果。

Description

阀驱动装置

技术领域

本实用新型有关于阀驱动装置，尤其有关于一种旋转阀所使用的阀驱动装置，兼具有电动及手动驱动功能。

背景技术

早期阀类的开启与关闭，多采用纯手动或气、电动驱动器操作方式两种，但电动驱动器在初始设定或紧急状态下须经手动装置才能排除障碍，因此需要一种同时具有电动及手动两种驱动功能的阀驱动装置。

美国专利第4,474,078号揭露一种双蜗轮蜗杆的结构设计，其手动装置需切换离合器以连接手轮以驱动第二组蜗轮蜗杆，当马达启动时则自动切换离合器至电动操作模式以驱动第一及第二组蜗轮蜗杆。一组蜗轮蜗杆减速比一般在1∶10～1∶100之间，因此两组蜗轮蜗杆可以形成很大的减速比，但蜗轮蜗杆组结构并不适合使用在高速操作的条件下，因为会产生很大的摩擦损耗及产生高温，因此第一组蜗轮蜗杆无法长时间工作，即表示其工作负载量低(low duty cycle)，且蜗轮蜗杆组装置的传动效率不佳(低于70％)，因此需要使用较大输出功率的马达来驱动。

美国专利第6,003,837号揭露一种正齿轮组加上蜗轮蜗杆组的结构设计，离合器迫使马达先断电后，手轮可经由离合器与蜗轮蜗杆组连接而转换为手动操作模式，当离合器脱离后又可回复至电动操作模式。此结构设计虽然可长时间工作，即具有较佳的工作负载量，但传动效率依然不佳，且如果有人忘记将离合器恢复至电动操作模式，将造成驱动器失效。

美国专利第3,052,138、4,762,025、5,090,658、5,102,377号揭露一种偏心悬臂驱动单一行星式复合齿轮差齿装置，当复合齿轮在具有差齿的上下环齿轮上回转时，固定上环齿轮则下环齿轮将产生超大减速比运动。当操作此偏心差齿装置时，若用旋转速度区分的话，则可将偏心悬臂及复合齿轮称为快速运转齿轮，而上下环齿轮则为慢速运转齿轮。复合齿轮的上半部齿轮与上环齿轮啮合而复合齿轮下半部齿轮与下环齿轮啮合，虽然均为正齿轮组装置但两啮合扭力与输出扭力必须相等，高速运作时将造成相当大的摩擦损耗。当复合齿轮差齿数为N(N≥1)时，两上下环齿轮内齿轮齿数相同将使偏心差齿装置减速比降低至N：复合齿轮上齿轮数，即可有效降低悬臂运转速度；另外由于偏心悬臂装置高速运转时会因为离心力的产生而造成剧烈摇晃，这将促使机构损耗或永久性毁损。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种降低悬臂运转速度及增加齿轮运转效率的阀驱动装置。

本实用新型的目的是提供一种无离心力平衡式悬臂及增加齿轮运转安全及效率的阀驱动装置。

本实用新型的目的是提供一种兼具有电动及手动驱动的阀驱动装置。

本实用新型为达到上述目的的阀驱动装置，包含有：一偏心悬臂，该偏心悬臂具有一中心轴孔及一下方偏心轴柄，该偏心悬臂外圆上具有一同轴环状外齿轮；一复合齿轮，该复合齿轮具有一上半齿轮及一下半齿轮，该上半齿轮与该下半齿轮有齿数差；一上环齿轮，该上环齿轮具有一上内圆及一下内圆，该下内圆上具有一内环齿轮与该复合齿轮的上半齿轮啮合；以及，一下环齿轮，该下环齿轮具有一上内圆及一下内圆，该上内圆上具有一内环齿轮与该复合齿轮的下半齿轮啮合。

其中，本实用新型阀驱动装置配置一马达，该马达具有一马达出力轴齿轮，该马达出力轴齿轮与偏心悬臂的同轴环状外齿轮啮合。

其中，该上环齿轮的外圆上具有一蜗轮，该蜗轮与一蜗杆啮合。

根据本实用新型所实施的阀驱动装置，复合齿轮适当的调整齿数差可得到想要的减速比，且差齿结构的设计具有输出端止逆的效果。

附图说明

图1为根据本实用新型阀驱动装置的分解立体图。

图2为根据本实用新型阀驱动装置的剖面图。

图3为根据本实用新型阀驱动装置的立体图。

图4为根据本实用新型阀驱动装置及组件的剖面图。

主要组件符号说明

1----马达出力轴齿轮

2----偏心悬臂

3----环状外齿轮

4----轴承

5----复合齿轮

6----上环齿轮

7----平衡锤

8----轴承

9----C型环

10----下环齿轮

11----主轴

12----轴承

13----蜗杆

14----蜗轮

15----马达

16----上外壳

17----下外壳

具体实施方式

请参考图1，为本实用新型阀驱动装置的分解立体图。根据本实用新型的实施例，一马达出力轴齿轮1与一偏心悬臂2的环状外齿轮3啮合，该环状外齿轮3的齿数大于马达出力轴齿轮1的齿数，且环状外齿轮3的半径r₁大于马达出力轴齿轮1的半径r₂；由于马达出力轴齿轮1与环状外齿轮3的切线速度要相等v＝r-₁w₁＝r₂w₂，所以环状外齿轮3的角速度w₁大于马达出力轴齿轮1的角速度w₂，可达到高减速比效果。

该偏心悬臂2具有一中心轴孔及一下方偏心轴柄，而该偏心悬臂外圆上具有一同轴环状外齿轮。该偏心悬臂2在偏心相反方向上配置有一平衡锤7，配合参考图2与图3，该平衡锤7有足够的质量以保持偏心悬臂2的重心，使偏心悬臂2运转时不产生离心力来增加运转安全及效率。

偏心悬臂2的底面中心具有一较大半径的凸环，该凸环衔接偏心轴柄上部，请参考图2，该凸环可透过轴承4与一上环齿轮6的上内圆相套合，所以该偏心悬臂2的凸环可套合在上环齿轮6的上内圆做自转运动，轴承4可以减少偏心悬臂2运转时与上环齿轮6的上内圆接触面产生的摩擦损耗。

偏心悬臂2的偏心轴柄下部具有一较小的外圆半径，请参考图2，该偏心轴柄的下部外圆可透过轴承8与一复合齿轮5的内圆相套合，轴承8可以减少偏心轴柄运转时与复合齿轮5的内圆接触面产生的摩擦损耗，其中，该复合齿轮5具有一上半齿轮及一下半齿轮，且该上半齿轮与该下半齿轮有齿数差。

同时，该复合齿轮5的上半齿轮刚好可与上环齿轮6的下内圆上的内环齿轮啮合；所以当该偏心悬臂2运转时，偏心轴柄带动复合齿轮5在上环齿轮6的下内圆的内环齿轮上做行星式的运转。

而复合齿轮5的下半齿轮则与一下环齿轮10的内环齿轮啮合，同样地，所以当该偏心悬臂2运转时，复合齿轮5可于下环齿轮10的内环齿轮上做行星式运转。

请参考图2，盖合固定上环齿轮6及下环齿轮10的位置使偏心悬臂2只能照着中心轴自转，并利用C型环9固定轴承8与复合齿轮5的相对位置，使得复合齿轮5为能够自转且能公转的齿轮，此种齿轮组结构可称为行星式齿轮组。

该复合齿轮5的上半齿轮与下半齿轮的齿数并不是一样的数目。根据本实用新型的一种实施例，将上半齿轮与下半齿轮的齿数差设计为N(N≥1)，两上下环齿轮内齿轮齿数相同可有效降低减速比且差齿结构的设计具有输出端止逆的效果。

在本实用新型的实施例中，该复合齿轮5的齿数差异可经由设计而任意改变，熟知本技术领域者，可适当的调整齿数差而得到想要的减速比，然而，齿数差的改变并不脱离本实用新型的精神与范畴。

一主轴11设于下环齿轮10的中心，而偏心悬臂2、上环齿轮6及下环齿轮10皆以主轴11为中心轴。该主轴11延伸穿过上环齿轮6及复合齿轮5的内圆与偏心悬臂2的中心轴孔，再将轴承12套合在偏心悬臂2的中心轴孔上。

在本实用新型的实施例中，上环齿轮6的外圆上设有蜗轮14，且该蜗轮14与一蜗杆13啮合。蜗杆13转动时，蜗杆13上的螺纹推动蜗轮14，而使的上环齿轮6自轴旋转，根据本实用新型的实施例，该蜗杆13与一手轮(图中未示)连接。

请参考图2，为本实用新型阀驱动装置组装后的剖面图。可从图2了解图1中各零件组装后的剖面图。偏心悬臂2的中心轴孔贯穿偏心轴柄，使该主轴11与偏心悬臂2的偏心轴柄为紧密套合。

请参考图3，为本实用新型阀驱动装置组装后的立体图。可从图3了解图1各零件组装后的立体图。此立体图表示本实用新型阀驱动装置的核心设计。此阀驱动装置具有电动及手动两种驱动方式。

根据本实用新型的第一种运作，当本实用新型阀驱动装置为电动驱动时，马达出力轴齿轮1带动偏心悬臂2的外环齿轮3转动，因此偏心悬臂2可透过轴承4套合在上环齿轮6转动；此时，因蜗杆蜗轮止逆原理使上环齿轮6固定不动，所以偏心悬臂2的偏心轴柄运转时带动复合齿轮5在上环齿轮6及下环齿轮10的内环齿轮上做行星式的运转，且同时因差齿减速原理带动下环齿轮10与主轴11作慢速运转。

根据本实用新型的第二种运作，当本实用新型阀驱动装置为手动驱动时，转动蜗杆13带动蜗轮14转动，因此上环齿轮6也跟着转动，此时与上环齿轮6的内环齿轮啮合的复合齿轮5，也会自轴转动，但是不会做行星式的运转，位置上不会改变，但依然可以带动下环齿轮10与主轴11运转。

当本实用新型阀驱动装置为手动驱动时，由于复合齿轮5只会自轴旋转，所以透过轴承8套合在复合齿轮5内的偏心悬臂2也不会转动，因此，手动驱动时手动驱动装置与电动驱动装置(如：马达)为独立关系，因此即使第三种运作，当手动与电动驱动装置同时运作时也不会造成意外发生，具有高度安全性。

请参考图4，图4为本实用新型阀驱动装置加上马达及组装零件(如：螺丝，外壳，套筒)的剖面图。本实用新型阀驱动装置利用一马达15作为电动驱动源，而手动驱动源则是与蜗杆13连接的手轮(图中未示)。根据本实用新型的实施例，一上外壳16及一下外壳17结合在一起将本实用新型阀驱动装置及马达包覆在其内，以增加其运转稳定性及保护零件不与其它外界物质(如：灰尘，污水，侵蚀物)接触，以增加其寿命。

然而，用来保护及包覆阀驱动装置及马达的该上外壳16及下外壳17，并不用来局限本实用新型，熟知本技术领域者可利用各种方式设计外壳或类似做法用来保护内部零件，此修改与设计并不脱离本实用新型的领域及范畴。

Claims

1.一种阀驱动装置，其特征在于，包含：

一偏心悬臂，具有一中心轴孔及一偏心轴柄，该偏心悬臂外圆上具有一环状外齿轮；

一复合齿轮，具有一上半齿轮及一下半齿轮，该上半齿轮与该下半齿轮有齿数差；

一上环齿轮，具有一上内圆及一下内圆，该上环齿轮的下内圆具有一内环齿轮，与该复合齿轮的上半齿轮啮合；以及

一下环齿轮，具有一上内圆及一下内圆，该下环齿轮的上内圆具有一内环齿轮，与该复合齿轮的下半齿轮啮合，且该内环齿轮数与该上环齿轮的该内环齿轮数相同。

2.如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，该偏心悬臂在偏心相反方向配置有一平衡锤。

3.如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，该上环齿轮与下环齿轮的齿数差为+1或-1或+2或-2。

4.如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，进一步包含：

一具有马达出力轴齿轮的马达，该马达出力轴齿轮与该偏心悬臂的该环状外齿轮啮合。

5.如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，进一步包含：

一蜗杆，且该上环齿轮的外圆上具有一蜗轮，该蜗轮与该蜗杆啮合。

6.如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，进一步包含：

一主轴，该主轴通过该偏心悬臂的该中心轴孔，以及上、下环齿轮的内圆。

7.如权利要求6所述的阀驱动装置，其特征在于，该主轴透过一轴承或套筒与该偏心悬臂的该中心轴孔相套合。

8.如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，该上环齿轮的上内圆透过一轴承与该偏心悬臂相套合。

9.如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，该偏心悬臂的中心轴孔贯穿该偏心轴柄。

10.如权利要求1所述的阀驱动装置，其特征在于，该偏心悬臂、复合齿轮以及上、下环齿轮组装后的总成安装于一外壳内。