CN205331582U - 电动执行器的称重式过力矩装置 - Google Patents

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王小冬
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Abstract

本实用新型提出一种电动执行器的称重式过力矩装置，包括电动执行器的输出轴、套于输出轴之上的静止套、过力矩轴，所述静止套与所述过力矩轴通过蜗轮蜗杆连接，所述过力矩轴设有称重模块。本实用新型称重式过力矩装置在电动执行器中的研发与应用，就是为了改变过去电动执行机构过力矩结构不便测量、精度差、难于调整、对阀门运行过程中阀门力矩不便记录等问题，从而设计出的新的过力矩机构。此项结构的设计是电动执行机构在力矩控制方面的重大提升和创新，对电动执行机构在自控系统中的安全、可靠运行起到了重大的作用。

Description

电动执行器的称重式过力矩装置
技术领域
本实用新型属于执行机构技术领域，特别是涉及到一种电动执行器的称重式过力矩装置。
背景技术
电动执行机构是自动化控制中，开闭阀门的一个重要机构，在电动执行机构的使用中，合理的力矩检测是非常重要的一项功能。力矩过小阀门在加到一定负荷时造成阀门打不开，力矩过大容易造成阀门转轴、阀内件、限位装置等的损坏，以至于影响到整个系统的安全、有效的运行。
目前国际、国内电动执行器的力矩检测共有两种方式：1，弹簧位移式。2，电机电流检测式。
1，弹簧位移式：
1.1是通过机械传动的某一级的蜗杆1(与蜗轮2连接的蜗杆1两段用蝶形弹簧3定位)在工作中的位移的大小来推算出输出轴的力矩大小，如图1所示。
1.2是通过某一级的行星轮8通过传动件6传动在工作中的内齿圈7(内齿圈7外侧通过螺杆4上的螺旋弹簧5定位)旋转位移的大小来推算出输出轴的力矩大小，如图2所示。
以上的力矩检测结构存在以下几个缺点：1，为了保证结构紧凑弹簧有相对较高的倔强系数，弹簧压缩距离的微小变化都会引起输出力矩的巨大误差，因而精度差大约只能保持在30％以上的精度。2，由于是通过弹簧的物理性能来达到力矩标定的结果，随着时间的推移长期处在压缩状态下，其弹簧的倔强系数会很快变化或失效，二通过多次的压缩、释放的使用也会很快使弹簧的倔强系数会很快变化或失效。造成过力矩装置的误差和失效。3难于调试：此种过力矩装置只能在出厂挂载调试时进行检定，一旦现场出现误差或失效，因没办法对输出端载荷确认，因此不能对过力矩机构进行检定。
目前随着电动执行机构智能化的发展，过力矩机构的设计尤其显得重要，为了实现执行机构对过力矩功能的智能管理国外有些品牌对过力矩结构进行了改进，即在现有的结构下，把位移通过电位器转化为阻变信号输出等办法，其采样手段没进行实质性的改变，虽然可以实现了过力矩的测量、精度、调整、对阀门运行过程中阀门力矩记录的智能化管理，但其弹簧式结构最终必然导致了其过力矩装置的误差和失效。
2，电机电流检测式：其方法是间接的检测电机的电流来测定输出轴的输出力矩。其缺点是因减速器的机械效率因装配、零件误差等原因造成一致性不高。所以不单台挂载检定，设定的误差大，随着电机长时间运行，会改变电机的各项参数，最终造成误差加大。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种电动执行器的称重式过力矩装置，解决电动执行机构过力矩结构不便测量、精度差、难于调整、对阀门运行过程中阀门力矩不便记录等问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种电动执行器的称重式过力矩装置，包括电动执行器的输出轴、套于输出轴之上的静止套、过力矩轴，所述静止套与所述过力矩轴通过蜗轮蜗杆连接，所述过力矩轴设有称重模块。
进一步的，所述称重模块设置于过力矩轴端部。
更进一步的，所述称重模块设有压变式传感器。
更进一步的，所述称重模块输出比例线性MV信号。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种大比例变速调节电动执行机构具有以下优势：
1、因其传感元件直接作用在输出机构上，力矩失真小；
2、精度高传感器的精度为小于0.5％，整机可控制在3％-5％；
3、可靠性高，因被广泛使用在称重衡器上，其高可靠性已被广泛验证；
4、因其是微变型，结构不会随着时间的推移产生变形误差和失效；
5、输出的是比例线性MV信号，便于智能化管理。同时可以方便的记录阀门运行过程中的力矩特性，方便判定阀门状态。可以说彻底改变了以往过力矩装置的缺陷和不足。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对实用新型的不当限定。在附图中：
图1是机械传动弹簧位移式力矩检测结构示意图；
图2是行星传动弹簧位移式力矩检测结构示意图；
图3是本实用新型的结构示意图。
其中：
1、蜗杆；2、蜗轮；
3、蝶形弹簧；4、螺杆；
5、螺旋弹簧；6、传动件；
7、内齿圈；8、行星轮；
9、输出轴；10、静止套；
11、过力矩轴；12、称重模块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
图1和图2是现有技术中弹簧位移式的力矩检测的结构示意图。
如图1所示，是通过机械传动的某一级的蜗杆1(与蜗轮2连接的蜗杆1两段用蝶形弹簧3定位)在工作中的位移的大小来推算出输出轴的力矩大小。
如图2所示，通过某一级的行星轮8通过传动件6传动在工作中的内齿圈7(内齿圈7外侧通过螺杆4上的螺旋弹簧5定位)旋转位移的大小来推算出输出轴的力矩大小。
以上的力矩检测结构存在以下几个缺点：1，为了保证结构紧凑弹簧有相对较高的倔强系数，弹簧压缩距离的微小变化都会引起输出力矩的巨大误差，因而精度差大约只能保持在30％以上的精度。2，由于是通过弹簧的物理性能来达到力矩标定的结果，随着时间的推移长期处在压缩状态下，其弹簧的倔强系数会很快变化或失效，二通过多次的压缩、释放的使用也会很快使弹簧的倔强系数会很快变化或失效。造成过力矩装置的误差和失效。3难于调试：此种过力矩装置只能在出厂挂载调试时进行检定，一旦现场出现误差或失效，因没办法对输出端载荷确认，因此不能对过力矩机构进行检定。
本实用新型如图3所示，包括电动执行器的输出轴9、套于输出轴9之上的静止套10、过力矩轴11，所述静止套10与所述过力矩轴11通过蜗轮蜗杆连接，所述过力矩轴11设有称重模块12。
所述称重模块12设置于过力矩轴11端部。
所述称重模块12设有压变式传感器。
所述称重模块12输出比例线性MV信号。
本实用新型所述的一种大比例变速调节电动执行机构具有以下优势：
1、因其传感元件直接作用在输出机构上，力矩失真小；
2、精度高传感器的精度为小于0.5％，整机可控制在3％-5％；
3、可靠性高，因被广泛使用在称重衡器上，其高可靠性已被广泛验证；
4、因其是微变型，结构不会随着时间的推移产生变形误差和失效；
5、输出的是比例线性MV信号，便于智能化管理。同时可以方便的记录阀门运行过程中的力矩特性，方便判定阀门状态。可以说彻底改变了以往过力矩装置的缺陷和不足。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电动执行器的称重式过力矩装置，其特征在于：包括电动执行器的输出轴、套于输出轴之上的静止套、过力矩轴，所述静止套与所述过力矩轴通过蜗轮蜗杆连接，所述过力矩轴设有称重模块。
2.根据权利要求1所述的一种电动执行器的称重式过力矩装置，其特征在于：所述称重模块设置于过力矩轴端部。
3.根据权利要求1或2所述的一种电动执行器的称重式过力矩装置，其特征在于：所述称重模块设有压变式传感器。
4.根据权利要求3所述的一种电动执行器的称重式过力矩装置，其特征在于：所述称重模块输出比例线性MV信号。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105465471A (zh) * 2015-12-31 2016-04-06 天津宝恒流体控制设备股份有限公司 应用于电动执行机构的称重式过力矩装置

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