CN203823110U - 一种机械式定时阀门 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于阀门技术领域，公开了一种机械式定时阀门，包括机械式定时器、阀门及开关执行机构，机械式定时器包括由计时发条驱动反转的主轴、控制主轴回转速度的擒纵调速机构、与主轴同轴或联动的凸轮轴，凸轮轴上安装定时器凸轮；开关执行机构包括滑动件、联动件和卡锁机构，联动件的压脚抵靠在定时器凸轮的圆周上；定时器凸轮圆周上设有凹口，联动件的压脚进入凹口时联动件驱动卡锁机构解除对滑动件的锁定；滑动件被配置有关阀驱动机构，联动件被配置有驱动弹簧。本实用新型定时阀门计时过程中，滑动件不直接与联动件作用，联动件对定时器凸轮圆周上的压力小，可有效减小压脚与凸轮圆周面之间摩擦力，进而避免定时凸轮在计时结束前停转。

Description

一种机械式定时阀门

技术领域

本实用新型属于阀门技术领域，涉及如何实现阀门定时关闭的技术，主要应用于燃气管道的阀门。

背景技术

气体燃料在家庭应用上的普及，为人们的生活带来极大便利，但是一些问题也逐步显现出来。最为人们所重视的问题即安全问题，多年，人们把防范的重点放在燃料泄漏上，然而关注多年来所发生的事故反现，大多因阀门忘记关闭导致。针对这一问题，近年已有具有定时功能的阀门出现，但多采用电子式定时器，但因价格偏等原因，并未在家用上普及。而且其最大缺点是，当电池失效时，定时功能随之失效。对于容易忘记关闭阀门的用户来说，要求其按时更换电池，显然不容易做到。如不及时更换电池，定时阀门岂不形同虚设。

此外，电子式定时器中电子元件可靠性低，容易损坏失效或受到干扰出错，而且电子元件怕水。因此电子式定时阀门可靠性很低。

机械式定时器，主要由定时机构和擒纵调速机构两部分组成，定时机构由发条（下称计时发条）作为原动力驱动主轴回转，由凸轮作为触发机构触发执行机构在定时结束时动作，定时器凸轮一般单独装配在凸轮轴上，凸轮轴与主轴通过齿轮传动，对于主轴定时范围不超过一周的定时器来说，定时器凸轮也可以直接装配在主轴上。

定时手柄一般装配在主轴上，也有部分定时器另设一个定时轴，定时轴上装配定时手柄，定时轴与主轴通过齿轮传动。

擒纵调速机构与钟表的结构原理相同（参见天津大学精仪系计时教研室编著的《机械计时仪器》,天津科学技术出版社，天津，1980。陈昌山编著的《手表结构原理》，上海科学技术出版社，上海，1980），由摆轮游丝机构产生固定频率的摆动，通过擒纵叉将摆动传递至擒纵轮，由擒纵叉端部的两个叉瓦或圆柱销钉交替作用控制擒纵轮的转速(摆轮每摆动一次，擒纵轮转动一个齿的角度)，擒纵轮的转动由调整机构的终端调速轮通过齿轮组带动。终端调速轮与主轴通过棘轮机构（内啮合式棘轮机构）配合，主轴回转时两者联动（棘爪与棘齿啮合），擒纵叉对擒纵轮的控制最终体现在对主轴回转转速的控制上。通过手柄向发条蓄力方向旋转主轴，主轴带动凸轮转离触发相位。放开手柄，定时开始。发条驱动主轴在擒纵调速机构限制作用下缓慢回转，直到凸轮回归到触发相位，定时结束，执行机构由凸轮触发动作。

定时器凸轮常见的有两种，一种是圆周带凸起部的常见盘式凸轮，一种是圆周上带凹口的圆盘结构。第一种是通过凸起结构推动执行机构完成动作，凸轮直接做为执行动作的动力源，通常用于执行机构需要的推动力较小，且执行机构动作简单的场合，如触发接触式开关。第二种是通过凹口解除对执行机构的限制，由执行机构自行完成动作，一般用于执行机构完成执行所需的动力较大或者执行动作较复杂的场合，如机械式闹钟的定时机构的凸轮即为圆周上带凹口的圆盘结构，凹口的作用在于解除对闹钟撞锤的摆动限制。

目前市场上存在有用于燃气管道上的采用机械式定时器的阀门，但是在阀门开关动作机构上，设计不合理，一般将开阀门与设定时分离开来，设置两个手柄分别用于打开阀门和设定时，这种结构不仅给用户操作带来不仅，而且还不可避免地，有些用户会在使用阀门时，只打开阀门，而不设定时，导到定时阀门的定时功能形同虚设，起不到防范危险的作用。

在关阀方面，现有机械式定时阀门均由定时器凸轮提供关闭阀门的动力，这种设计主要存在两方面缺点，一方面，由于开关阀门所需要的力较大，尤其是球阀。为了定时器凸轮能提供足够大的力关闭阀门，需要为定时器配置扭力很大的发条，但发条很大的扭力仅在定时结束的短暂一刻被应用，在与关闭阀门时间相比时长几千倍的（以关闭阀门用时0.5秒，定时60分钟计算，计时过程为关闭阀门的7200倍）计时过程中，发条的大扭力毫无用处。更关键的是，发条的大扭力对擒纵调速机构的齿轮组带来了更大负担，容易导致损坏。此外，在关闭阀口的过程中，定时器凸轮与主轴之间的齿轮传动机构也需承担更大的压力，不仅对其强度要求增加，也容易损坏。另一方面，定时器凸轮的轮廓突变距离有限，一般难以满足关闭阀门所需的动作距离，还需要采用杠杆等传动机构传递放大，但杠杆的使用将大大增加产品的尺寸。

另外，带凹口的定时器凸轮，其圆周面的作用在于限制执行机构中的某部件（执行机构中与定时器凸轮直接接触的部件）的动作，该部件在计时过程中，始终抵压在定时器凸轮上，而且该部件与被执行机构始终联动，当被执行机构的反作用力很大时，该部件在定时器凸轮的圆周上将产生很大的压力，导致该部件与定时器凸轮圆周面之间存在较大的摩擦力，容易造成定时器凸轮在接近计时结束时，因计时发力能量释放殆尽，不足以克服定时器凸轮圆周面上的摩擦力而停转。因此，采用这种执行机构的定时阀门，存在严重的安全隐患。

发明内容

本实用新型目的在于，基于上述现有技术，提出一种结构紧凑可靠性及安全性更高的机械式定时阀门。

采用的技术方案是：一种机械式定时阀门，包括通过开关执行机构相互关联的机械式定时器和阀门，所述机械式定时器包括由计时发条驱动反转的主轴、控制主轴回转速度的擒纵调速机构、与主轴同轴或联动的凸轮轴，凸轮轴上安装定时器凸轮；其特征在于，所述开关执行机构包括一通过往复移动驱动阀门打开或关闭的滑动件、一单向推动滑动件向开阀方向移动的联动件、一限制处于打开阀门位置的滑动件向关阀方向移动的卡锁机构，联动件的关阀方向侧（滑动件向关闭阀门的方向移动的方向）的压脚抵靠在定时器凸轮的圆周上；定时器凸轮圆周上设有凹口，联动件的压脚进入凹口时联动件驱动卡锁机构解除对滑动件的锁定。

滑动件被配置有驱动其向关阀方向移动的关阀驱动机构，可以是弹簧、弹片、或者其它任何可以产生顶推、牵拉等驱使滑动件滑动的部件或机构。联动件被配置有推动联动件向定时器凸轮靠拢的驱动弹簧，被卡锁机构锁定的滑动件与联动件间存在间隙。

本实用新型提出的上述定时阀门，通过可以限制滑动件向关阀方向移动的机构来维持阀门的打开状态，计时过程中，滑动件不直接作用在与定时器凸轮直接接触的联动件上，与现有技术相比，与定时器凸轮直接接触的联动件无关阀驱动机构的推动力作用，联动件上的压脚对定时器凸轮圆周上的压力很小，可以有效减小压脚与凸轮圆周面之间的摩擦力，进而最大限度地避免定时凸轮在计时结束前停转。

根据机械式定时器的原理，当定时器凸轮上的凹口转动至对正联动件的压脚时，计时结束。可见，卡锁机构对滑动件的锁定保持整个计时过程，而在计时结束时由联动件触发失效，解除锁定的滑动件在关阀驱动弹簧作用下将阀门关闭。

本实用新型中，机械式定时器可以采用现有技术中各种常见的机械式定时器结构及常规变型。

为了保证计时过程中，滑动件在联动件上不产生任何作用力，优选计时过程中，滑动件与联动件不相接触，即，计时过程中，滑动件与联动件之间保持一定间隙。要实现这一目的，所述定时器凸轮可以有多种设置形式。

其一，定时器的凸轮轴装配孔采用长孔，长孔的长度方向与滑动件的滑动方向一致，主轴上的齿轮设置在凸轮轴上的齿轮的后侧（以滑动件向开阀方向移动的方向为前，反向为后）偏上或偏下的位置，设置定时操作时主轴旋转的方向，使主轴上的齿轮对凸轮轴上的齿轮产生一个向前的分力，当定时操作时，凸轮在分力作用下带动定时器凸轮向前偏移一个距离，联动件的偏移距离叠加了因压脚被推出凹口而产生的偏移和因定时器凸轮偏移而产生的偏移，滑动件在联动件推动下，其偏移量同样叠加了两种移动。设定好时长后开始计时，主轴及凸轮轴开始反转，凸轮上的向前的分力消失，定时器凸轮及凸轮轴与联动件一起在联动件的抵靠作用下复位，此时联动件因定时器凸轮偏移而产生的偏移被撤消。而滑动件因被卡锁机构锁定无法回移，则与联动件之间产生了间隙。

其二，除前面所述的凸轮轴偏移的设置方式之外，还可以使定时器凸轮在定时操作时相对于凸轮产生偏移。例如，所述定时器凸轮上用于与凸轮轴装配的轴孔为用于引导凸轮偏移方向的导向滑槽，凸轮轴孔宽度与凸轮轴装配定时器凸轮的部位直径相配，凸轮轴孔的长度方向与凸轮圆心到凹口的连线的方向一致，长孔远离凹口的一端位于凸轮圆心远离凹口的方向侧。定时器凸轮上远离凹口的一侧设有导向斜槽（“斜”是指槽的长度方向与圆心到凹口的连线的方向成一定角度）。一与凸轮轴相对固定的短销装配在滑槽内。

定时操作时，凸轮轴旋转，凸轮轴与短销相配合对定时器凸轮产生一个转矩，当凸轮凹口处受到位于其侧面的联动件的压脚反向阻力时，短销与导向斜槽相配合迫使定时器凸轮沿轴孔长度方向向外侧偏移。凸轮凹口转过联动件压脚后，向侧面偏移量减少，联动件随之向凸轮轴心靠拢，此时滑动件因被卡锁机构锁定无法回移，则与联动件之间产生了间隙。

上述第二种设置形式，其优点在于，定时结束时，压脚会跳过凹口的侧边，直接跳入凹口内，计时更准确。不足之处在于，当设定时长使凸轮旋转半周以上时，因为定时器凸轮相对于凸轮轴可径向移动，导致联动件的压脚在计时过程中会轻微波动。虽影响不大，但增加了不确定因素。

其三，基于上述第二种设置形式的不足，做为一种改进，可以另设一个专用于产生偏移量的活动盘，具体地说：定时器凸轮固定安装在凸轮轴上，凸轮远离凹口的一侧设一短轴，一与定时器凸轮重叠设置的活动盘上对应定时器凸轮上的凹口、圆心、及短轴分别设辅助凹口、导向滑槽、导向斜槽。其中导向滑槽套配在凸轮轴上，导向斜槽套配在定时器凸轮上设的短轴上。导向斜槽远离导向滑槽的一端向定时操作方向倾斜（即导向斜槽远离导向滑槽的一端位于另一端的定时操作方向侧）。

导向滑槽靠近凹口的一端到活动盘设凹口的一侧边缘的距离（凸轮轴靠紧滑槽该端时，凸轮轴的轴心到活动设凹口的一侧边缘的最大距离）等于定时器凸轮半径，当活动盘相对于定时器凸轮向凹口的反方向偏移至极限时，其凹口侧的边缘与定时器凸轮的边缘重合，其凹口的计时方向侧的侧边偏出定时器凸轮的凹口该侧侧边。导向滑槽运离凹口的一端到活动盘设凹口的一侧边缘的距离大于定时器凸轮半径，当活动盘相对于定时器凸轮向凹口方向偏移至极限时，其凹口侧的边缘偏出定时器凸轮的边缘。

当定时操作时，凸轮轴带动定时器凸轮旋转，凸轮轴与短销相配合对活动盘产生一个转矩，当活动盘上的凹口处受到位于其侧面的联动件的压脚反向阻力时被迫相对于定时器凸轮反向转动，相对转动过程中，短销与导向斜槽相配合迫使活动沿导向滑槽长度方向向外侧偏移。当凹口转过联动件的压脚后，向侧面偏移量减少，联动件随之向凸轮轴心靠拢，此时滑动件因被卡锁机构锁定无法回移，则与联动件之间产生了间隙。计时开始后，联动件压脚抵压在定时器凸轮的圆周上，当转动至接近凹口时，原来偏移超出定时器凸轮边缘的活动盘边缘受联动件压脚轻推回位，定时器凸轮继续向计时方向旋转，压脚与定时器凸轮的接触点由定时器凸轮的圆周上过度到活动盘的边缘上，当压脚的抵压点移入活动盘的凹口时，活动盘因压脚在其凹口侧边的作用力而相对于定时器凸轮正向转动，相对转动过程中，短销与导向斜槽相配合迫使活动沿导向滑槽长度方向向外侧偏移。

进一步地，所述活动盘为圆盘，活动盘半径与定时器凸轮半径相等，导向滑槽靠近凹口的一端圆心（凸轮轴靠紧滑槽该端时，凸轮轴的轴心为该端的圆心）与活动盘圆心重合。

所述联动件可以滑动设置，或摆动设置，滑动件一端对应在联动件不设压脚的一侧。

所述卡锁机构其作用在于限制滑动件反向滑动，可以是各种具有单向滑动限制功能，且其滑动限制功能在被触发时可解除的机构，可以有很多种具体实现形式，例如，卡锁机构包括一个滑动设置的卡钩，卡钩下端设有卡齿，滑动件上设有卡口，卡齿向下卡入卡入卡口内，联动件上端设有顶推斜面，卡钩上设有相配合的受力斜面，当联动件向凸轮的圆心方向摆动或移动时，上端顶推斜面将卡钩推升，卡钩的上的卡齿从滑动件的卡口内脱出，解除锁定的滑动件在弹簧机构作用下向关阀方向移动将阀门关闭。

再例如，卡锁机构包括一个摆动设置的摆杆，摆杆一端下侧设有卡齿，滑动件上设有卡口，卡齿向下卡入卡入卡口内，摆杆另一端下侧抵压在联动件上端，当联动件发生动作从摆杆另一端下方移开，摆杆在滑动件作用下发生摆动，摆杆端部的卡齿从滑动件的卡口内脱出，解除锁定的滑动件在弹簧机构作用下向关阀方向移动将阀门关闭。

再例如，卡锁机构包括一摆杆，摆杆上设有卡榫，滑动件上设有与卡榫配合的凸起结构，摆杆与联动件通过连杆或拉线连接。联动件动作时，通过连杆或拉线拉动摆杆，使摆杆的卡榫脱离滑动件上的凸起结构，解除对滑动件锁定。

作为一种改进，为了避免滑动件的锁定部位对卡锁机构的解锁带来阻力，可以设摆动的卡锁机构中的卡锁构件，卡锁构件上与滑动件相互作用的部位为圆弧面，圆弧面以卡锁构件的摆动轴心为轴心。卡锁构件摆动时，当圆弧面与滑动件相脱离时，对滑动件的锁定解除。在解锁过程中，滑动件对卡锁构件仅产生沿切线上的摩擦力，对卡锁构件的阻力最小。

本实用新型所述方案可以适用于阀杆转动式阀门，如球阀，截止阀等，也可以适用于阀杆移动式的阀门，如隔膜阀。针对不同的阀门，所述滑动件的具体结构可有所不同，针对于阀杆移动式的隔膜阀来说，滑动件可以是阀杆本身，或者与阀杆直接连接的块状或条状、杆状等部件。而针对于阀杆转动式阀门，如球阀等，滑动件可以在侧面设齿条，与阀杆同轴设置有与齿条啮合的齿轮，滑动件滑动时，通过齿条齿轮传动驱动阀杆旋转，以打开或关闭阀门。

在本实用新型中，手动扭转手柄，使主轴向发条蓄力方向旋转以设定定时时长的过程，称为定时，放开手柄后，发条开始释放势能，驱动各部件动作的过程，称为计时。说明书的描述中，以向打开阀门方向移动为前，以向关闭阀门方向移动为后。说明书提及的正向，是指与定时操作或开阀动作相关联的动作方向；反向是指与计时过程或关阀动作相关联的动作方向；正转，是指各部件在定时过程中的转动方向，包括打开阀门的转动方向；反转，是指各部件在计时过程中的转动方向，包括关闭阀门的转动方向。回转，是指部件与上次转动方向相反的转动。

附图说明

图1为基于本实用新型所述方案的一种机械式定时球阀的整结构分解示意图。

图2为机械式定时球阀处于关闭状态时各传动部件之间的配合关系示意图。

图3为开始定时操作时，机构式定时球阀各传动部件之间的配合关系示意图。

图4为定时过程中，联动件、滑动件达到单向最大行程时的状态示意图。

图5为定时过程中，联动件与滑动件脱离时的结构状态示意图。

图6为开始计时时，各传动部件之间的配合关系示意图。

图7为计时过程中，各传动部件之间的配合关系示意图。

图8为计时结束，各部件未动作前相互则配合关系示意图。

图9为单独设置可移动凸轮轴实现定时器凸轮偏移的结构原理示意图。

图10为另一种卡锁机构结构原理示意图。

图11为单设定时器凸轮实现其相对于主轴或凸轮轴偏移的结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图，以一个机械式定时球阀为例对本实用新型所述技术方案的技术原理及其效果做进一步说明。

参照图1-8，该组图公开的是一种定时结束后可自动关闭阀门的机械式定时球阀，其中，图2-8为定时球阀使过程中的几种结构状态展示。

图示机械式定时球阀包括机械式定时器和球阀及球阀的开关执行机构三大部分。球阀由阀体1、阀芯2、阀杆3组成。机械式定时器设置上下座板之间，机械式定时器的擒纵调速机构（未示出）可以采用结构相对简单的常见销钉式擒纵机构调速，包括摆轮游丝机构19、擒纵叉、擒纵轮、齿轮组、调速轮组成，摆轮上设有摆钉，擒纵叉摆动设置，叉头有与摆钉配合的叉槽，摆轮通过摆钉与叉槽的配合关系带动擒纵叉往复摆动，擒纵叉的叉尾设有两个圆柱销钉，擒纵轮为圆周均匀设置多个平齿的齿轮结构，擒纵叉在摆动时，两个圆柱销钉交替进出擒纵轮的齿槽，摆轮每摆动一次，擒纵轮可转动一个齿的角度。擒纵轮与终端调速轮17之间通过齿轮组传动。齿轮组中其中一个齿轮可反向脱位。

所述终端调速轮17装配在定时器主轴15上，定时器的主轴15上还装配有计时发条18、主轴15下端伸出下座板，主轴下端安装有手柄20。主轴上端伸出上座板，主轴上端固定定时器凸轮10，活动盘21设置于定时器凸轮10下方，活动盘21通过其上导向滑槽套配在主轴上。活动盘21与定时器凸轮10均为圆盘结构，半径相等（图中为分辩两者，将活动盘21画得略大）。活动盘21及定时器凸轮10上均设有V型凹口，凹口的反转侧边缘与活动盘21或定时器凸轮10的圆周面平滑过度。定时器凸轮10朝下的面上远离凹口的一侧设有短销，短销、凹口与凸轮圆心接近于三点一线。活动盘21上远离凹口的一侧设有导向斜槽，导向斜槽与短销套配在一起。导向斜槽远离盘中心的一端向正转方向倾斜。

开关执行机构由摆动设置的联动件8、摆动设置卡锁构件13、滑动设置的滑动件7组成，联动件8为由片材加工而成的构件，其下端与壳体枢接，中部部分材料向后弯折形成压脚9，上部设有向前的弯头16，弯头16上设有用于卡配扭簧扭臂的开口向前的卡槽，和用于套接连杆14的孔。用于推动联动件8向定时器凸轮10靠拢的扭簧30设于联动件8的前方，其一个扭臂卡在联动件8上端弯头上的卡槽内，连杆14后端具有套环，套环套接在联动件8上端弯头16上的孔内。连杆14前端穿过设置卡锁构件13上端的一个连接孔后折弯，与卡锁构件13单向钩连在一起（连杆14向前拉动卡锁构件13，向后则与卡锁构件13不相作用）。卡锁构件13下端通过转轴设置壳体上，下端前侧具有一段圆弧面11，圆弧面的轴心与转轴轴心相同。用于推动卡锁构件13上端向前摆动的扭簧12套设在卡锁构件13的转轴上，一扭臂抵压在卡锁构件13的上部后侧。

滑动件7为条状部件，上侧设有一凸起27，前端设有压缩强簧5，后端对应在联动件8中部前侧。滑动件7下侧设有一段齿条构造6，阀杆3上设与齿条相配合的齿轮4。

本例中，打开阀门并定时操作时，所述联动件8在活动盘21作用下推动滑动件7向前滑动，当滑动件7上侧凸起向前经过卡锁构件13的圆弧面11下端后，被圆弧面11卡住无法回移，计时过程中，滑动件7始终被卡锁构件13的圆弧面11锁定，与联动件8之间保持一个间隙。

其工作过程如下：

a) 如图2所示，使用阀门前，阀门处于关闭状态，手柄定时标记指示在0位。定时器凸轮10及活动盘21的凹口均朝向前方，联动件8的的压脚9位于凹口内，凸轮轴位于活动盘21导向滑槽远离凹口端，短轴位于活动盘21导向斜槽远离凹口端，活动盘21凹口侧外缘偏在定时器凸轮10该侧外缘之外，活动盘21的凹口的反转侧边缘偏在定时器凸轮10凹口同侧边缘之外。卡锁构件13上端在联动件8牵拉作用下摆在后侧，下端的弧形面下缘高于滑动件7的凸起。滑动件7后端抵压在联动件8中部前侧。

b）开始使用阀门时，正向旋转定时器主轴上的手柄，计时发条开始积蓄势能，同时定时器凸轮10随主轴正转。活动盘21在主轴及定时器凸轮10上的短销作用下同步正转。联动件8压脚9作用在活动盘21凹口的反转侧边缘，联动件8压脚9作用在凹口边缘的力与短销作用在导向斜槽上A端的力达成平衡，活动盘21相对于定时器压凸轮的偏移保持不变。在活动盘21与定时器凸轮10正转的过程中，联动件8压脚9在活动盘21凹口反转侧边缘25挤推作用下被迫慢慢滑出凹口。联动件8克服扭簧30的作用力，以下端26的枢轴为轴心向前方摆动，推动滑动件7克服压缩弹簧5的作用力向前方滑动。同时，联动件8上端推动连杆14向前移动，逐渐放松对卡锁构件13的牵拉。卡锁构件13上端在扭簧12作用下向前摆动，下端的弧形面11的下缘向下偏转。滑动件7向前方滑动过程中，其上侧凸起27经过卡锁构件下端弧形面11的下缘时，与弧形面下缘的前侧面28相抵，克服扭簧12的作用力，使卡锁构件产生一个小角度回摆，如图3所示。当联动件压脚完全从活动盘凹口滑出时，联动件8及滑动件7均达到向前最大活动行程，滑动件上侧凸起27移动至弧形面下缘的后侧。齿条6通过齿轮4驱动阀杆3转过90度，阀门完全打开。如图4所示。

c）当联动件压脚9沿活动盘偏出定时器凸轮的边缘滑动时，压脚与活动盘边缘之间存在一个摩擦力，该摩擦力仍可以与定时器凸轮上的短销对活动盘的作用力达成平衡；活动盘边缘偏出定时器凸轮的状态保持不变。随着活动盘偏出定时器凸轮的边缘逐渐转过压脚，联动件逐渐回摆，滑动件随联动件回移一定距离后，因其上侧凸起27被卡锁构件的圆弧面11阻挡而锁定。滑动件与联动件之间形成一个间隙，如图5所示。

d）设定好定时时长后，放开定时手柄，计时开始，主轴在定时发条作用下开始带动定时器凸轮反转，活动盘因边缘受到反向摩擦力回位；联动件压脚抵靠在定时器凸轮外缘滑动。直致计时接近结束，整个计时过程中，仅定时器部分话动，联动件、滑动件、卡锁构件等均不发生动作。滑动件始终与联动件保护一个间隙，如图6、图7所示。在整个计时过程中，压脚对定时器凸轮外缘的压力来自于联动件的复位弹簧，因为联动件复位弹簧仅用于推动联动件向定时器凸轮靠拢，仅需很小的力即可，不需要像用于推动滑动件驱动阀杆旋转一样粗弹簧。因此，联动件作用在定时器凸轮圆周面上的压力很小。最大限度地避免了因为压脚在定时器凸轮圆周面上的摩擦力导致定时器凸轮在计时结束前停转的问题。

e）计时结束前，联动件压脚抵压点由定时器凸轮外缘平移过度到活动盘外缘，直到抵压点沿入活动盘凹口，如图8所示，计时结束。此时，活动盘凹口的反转侧边缘25受到压力，活动盘在主轴、短销等导向作用下，瞬间向凹口侧偏移。压脚落入凹口，联动件迅速向后摆动，联动件上端通过连杆拉动卡锁构件向后摆动，卡锁构件下端弧形面的下缘随摆动升高。当弧形面下缘高于滑动件上侧凸起的上缘时，滑动件的锁定被解除。在压缩弹簧5的作用下，滑动件7迅速向后移动，直致其后端抵到在联动件前侧。滑动件迅速向后移动的过程中，其上齿条6通过齿轮4带动阀杆3逆时针旋转，将阀门关闭，阀门关闭后的状态如图2所示。

在本例中，定时器凸轮直接装配在主轴上，结构相对简单。不难想到的是，定时器凸轮及活动盘可以安装在独产的凸轮轴上。凸轮轴与主轴通过通过齿轮机构传动即可。其功能效果并不存在差异。

参照图9-11，该组为简单例举了三种不同于上例的结构方案。其中图9为单独设置可移动凸轮轴实现定时器凸轮偏移的结构原理示意图。其中定时器凸轮固定设置在凸轮轴上，凸轮轴与主轴通过齿轮传动，凸轮轴两端设置在壳体上的滑槽式轴孔内。定时操作时，主轴齿轮对凸轮轴齿轮产生一个指向联动件压脚的分力，推动凸轮轴与定时器凸轮一起向压脚方向偏移一定距离。放开手柄后，开始计时，主轴齿轮反转，对凸轮轴齿轮的分力消失。定时器凸轮在压脚的抵推作用下带动凸轮轴反向移动复位。

图10为另一种卡锁机构结构原理示意图。这种卡锁机构，采用移动代替上例中的摆动。相比之下各有优点。图11为单设定时器凸轮实现其相对于主轴或凸轮轴偏移的结构原理示意图。与上例设置活动盘的方案相比，结构更简单。

Claims (10)

1. 一种机械式定时阀门，包括通过开关执行机构相互关联的机械式定时器和阀门，所述机械式定时器包括由计时发条驱动反转的主轴、控制主轴回转速度的擒纵调速机构、与主轴同轴或联动的凸轮轴，凸轮轴上安装定时器凸轮；其特征在于，所述开关执行机构包括一通过往复移动驱动阀门打开或关闭的滑动件、一单向推动滑动件向开阀方向移动的联动件、一限制处于打开阀门位置的滑动件向关阀方向移动的卡锁机构，联动件的关阀方向侧的压脚抵靠在定时器凸轮的圆周上；定时器凸轮圆周上设有凹口，联动件的压脚进入凹口时联动件驱动卡锁机构解除对滑动件的锁定；所述滑动件被配置有驱动其向关阀方向移动的关阀驱动机构，联动件被配置有推动联动件向定时器凸轮靠拢的驱动弹簧。

2. 根据权利要求1所述的机械式定时阀门，其特征在于，被卡锁机构锁定的滑动件与联动件间存在间隙。

3. 根据权利要求1所述的机械式定时阀门，其特征在于，所述关阀驱动机构是弹簧、弹片、或者其它可以产生顶推、牵拉作用的部件或机构。

4. 根据权利要求1所述的机械式定时阀门，其特征在于，所述定时器凸轮固定安装在凸轮轴上，定时器凸轮远离凹口的一侧设一短轴，一与定时器凸轮重叠设置的活动盘上对应定时器凸轮上的凹口、圆心、及短轴分别设辅助凹口、导向滑槽、导向斜槽；其中导向滑槽套配在凸轮轴上，导向斜槽套配在定时器凸轮上设的短轴上；导向斜槽远离导向滑槽的一端向定时操作方向倾斜。

5. 根据权利要求4所述的机械式定时阀门，其特征在于，当活动盘相对于定时器凸轮向凹口的反方向偏移至极限时，其凹口侧的边缘与定时器凸轮的边缘重合，其凹口的计时方向侧的侧边偏出定时器凸轮的凹口该侧侧边；当活动盘相对于定时器凸轮向凹口方向偏移至极限时，其凹口侧的边缘偏出定时器凸轮的边缘。

6. 根据权利要求5所述的机械式定时阀门，其特征在于，所述活动盘为圆盘，活动盘半径与定时器凸轮半径相等，导向滑槽靠近凹口的一端圆心与活动盘圆心重合。

7. 根据权利要求1所述的机械式定时阀门，其特征在于，卡锁机构中的卡锁构件摆动设置，卡锁构件上与滑动件相互作用的部位为圆弧面，圆弧面以卡锁构件的摆动轴心为轴心。

8. 根据权利要求1所述的机械式定时阀门，其特征在于，所述阀门为阀杆转动式阀门，滑动件可以在侧面设齿条，与阀杆同轴设置有与齿条啮合的齿轮。

9. 根据权利要求1所述的机械式定时阀门，其特征在于，所述阀门阀杆移动式的阀门，所述滑动件为与阀杆直接连接的块状、条状或杆状部件。

10. 根据权利要求1所述的机械式定时阀门，其特征在于，所述凸轮轴与主轴为同一根轴，所述联动件下端与壳体转动连接，压脚设置在联动件中部，联动件上端与连杆的一端套接，连杆另一端与卡锁构件上端单向钩连，卡锁构件下端转动连接在壳体上，下端前侧具有一段以转轴轴心为轴心的圆弧面；卡锁构件被配置有推动卡锁构件上端向前摆动的驱动弹簧；滑动件为条状部件，上侧设有一凸起，前端设有压缩强簧，后端对应在联动件中部前侧；滑动件下侧设有一段齿条构造，阀门的阀杆上设与齿条相配合的齿轮。