CN209146465U - 一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其能解决现有反作用气动薄膜式执行机构的手轮机构的结构较复杂，并且高度过大，不利于节省安装空间的问题。其包括手轮、手轮箱体、螺纹套筒和手轮拉杆，膜盖顶面上开设有通孔一，手轮箱体安装在膜盖的顶面上，手轮箱体内设有与通孔一同轴的螺纹孔一，螺纹套筒的外螺纹与螺纹孔一螺接，螺纹套筒的下端穿过通孔一，上端穿过手轮的中心轴孔并与手轮固定安装，位于手轮和手轮箱体之间的螺纹套筒上螺接有并紧螺母；手轮拉杆的下端穿过螺纹套筒后与膜盖内的托盘同轴固接，手轮拉杆与螺纹套筒间隙配合，位于螺纹套筒上端的手轮拉杆上安装有限位组件，螺纹套筒上升时与限位组件抵接。

Description

一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构

技术领域

本实用新型涉及阀门用气动执行机构领域，具体为一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构。

背景技术

气动薄膜式执行机构是指使用弹性膜片将输入气压转变为对推杆的推力，通过推杆使阀心产生相应的位移，改变阀门的开度。气动薄膜式执行机构在调节阀行业使用最为普遍，它具有体积小、输出力大、控制精度高、使用寿命长、成本较低等众多优点，被广泛用于为调节阀提供驱动力来源。气动薄膜式执行机构可分为正作用式和反作用式，仪表气从膜盖上方进入使推杆下移的为正作用式，仪表气从膜盖下方进入使推杆上移的为反作用式。

对于安装在关键位置的气动调节阀，一般都要求其带有能手动开关阀门的装置，便于在失气和系统故障时能够对阀门进行开关动作，以保证装置的正常运行，避免因阀门不能动作而出现安全事故。通常的做法是在气动薄膜式执行机构上安装手轮机构，对手轮机构的基本要求是，能够实现手动和自动离合，在正常自动状态下，手轮不会影响气动的工作，在失气状态下，能够通过手轮机构实现阀门的开关动作，同时，在满足基本要求的前提下，能够节省安装空间。

申请号为2011103778533的发明专利公开了一种顶装手轮机构，该手轮机构可用于反作用式气动薄膜执行机构，但是，该手轮机构的结构较复杂，并且高度过大，不利于节省安装空间。

实用新型内容

针对现有反作用气动薄膜式执行机构的手轮机构的结构较复杂，并且高度过大，不利于节省安装空间的技术问题，本实用新型提供了一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其结构简单紧凑，可节省安装空间，性能安全可靠。

其技术方案是这样的：一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：其包括手轮、手轮箱体、螺纹套筒和手轮拉杆，反作用气动薄膜式执行机构的膜盖顶面上开设有通孔一，所述手轮箱体固定并密封安装在所述膜盖的顶面上，所述手轮箱体内设有与所述通孔一同轴的螺纹孔一，所述螺纹套筒的外螺纹与所述螺纹孔一螺接，所述螺纹套筒的下端穿过所述通孔一，上端穿过所述手轮的中心轴孔并与所述手轮固定安装，位于所述手轮和所述手轮箱体之间的所述螺纹套筒上螺接有并紧螺母；所述手轮拉杆的下端穿过所述螺纹套筒后与所述膜盖内的托盘同轴固接，所述手轮拉杆与所述螺纹套筒间隙配合，位于所述螺纹套筒上端的所述手轮拉杆上安装有限位组件，所述螺纹套筒上升时与所述限位组件抵接。

其进一步特征在于：

所述托盘的上端设有中心螺孔，所述手轮拉杆的下端加工有外螺纹，所述手轮拉杆的下端外螺纹与所述中心螺孔螺接并通过锁紧螺母一锁紧。

所述限位组件包括由下至上依次套装在所述手轮拉杆上的下轴承座、推力滚子轴承、上轴承座和锁紧螺母二，所述下轴承座和所述上轴承座分别与所述手轮拉杆间隙配合，所述推力滚子轴承的上半部分与所述上轴承座的底面固接，下半部分与所述下轴承座的顶面固接，且所述推力滚子轴承的下半部分与所述手轮拉杆间隙配合，所述锁紧螺母二将所述上轴承座压紧于所述手轮拉杆的台阶一上，所述螺纹套筒上升时与所述下轴承座的底面抵接。

位于所述锁紧螺母二上方的所述手轮拉杆上开有径向销孔，所述径向销孔内安装有弹性圆柱销，所述弹性圆柱销的两端分别伸出所述径向销孔。

所述螺纹套筒的外螺纹为梯形螺纹。

所述手轮的中心轴孔为矩形孔，所述矩形孔的四个角分别倒圆角，所述螺纹套筒的上端加工有与所述矩形孔的形状相配合的方管段，位于所述方管段上方的所述螺纹套筒的外侧壁上加工有环形槽，位于所述方管段下方的所述螺纹套筒上设有台阶二，所述方管段配合插入所述矩形孔，所述手轮的中心轴底面与所述台阶二抵接，所述手轮的中心轴顶面与安装于所述环形槽内的弹性挡圈抵接。

其还包括限位柱，所述限位柱包括限位段和螺纹紧固段，所述手轮箱体上沿其周向开设有螺纹孔二，所述膜盖上开设有与所述螺纹孔二一一对应的通孔二，所述限位柱设置于所述膜盖内并与所述通孔二一一对应，所述螺纹紧固段穿过所述通孔二后与所述螺纹孔二螺接，所述限位段的顶面与所述膜盖的内侧顶面之间压装有弹簧垫圈，所述限位段用于限制所述托盘的机械行程。

位于所述螺纹孔一和所述螺纹孔二之间的所述手轮箱体的底面上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内安装有O型密封圈。

其还包括防雨罩，所述防雨罩罩扣在所述手轮拉杆的上端且其下端与所述手轮固接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的手轮机构，设置了手轮箱体和与其螺接的螺纹套筒，手轮与螺纹套筒固定安装，手轮拉杆间隙配合插装在螺纹套筒内，手轮拉杆上端安装了用于与螺纹套筒抵接的限位组件，当处于自动状态时，转动手轮使螺纹套筒处于最低位置，然后拧紧并紧螺母进行防松处理，此时手轮拉杆上的限位组件与螺纹套筒顶面之间无接触或有接触无作用力，向膜盖内通入仪表气，手轮拉杆在托盘的带动下在螺纹套筒内向上运动一个行程，失气后随托盘向下运动一个行程，完成整个行程动作，在此过程中手轮机构不参与任何动作；当手动操作时，松开并紧螺母，反向旋转手轮，带动螺纹套筒上升，使螺纹套筒向上顶推限位组件，从而手轮拉杆带动托盘向上运动一个行程，再正向旋转手轮，托盘带动手轮拉杆自动复位，完成整个行程动作，实现了手动与自动离合，本实用新型的手轮机构所需部件数量少，且结构简单紧凑，便于加工组装，同时整体高度低，节省安装空间。

附图说明

图1为本实用新型的主剖视图；

图2为图1中A区域的放大图；

图3为图1中B区域的放大图；

图4为螺纹套筒的结构示意图；

图5为本实用新型的爆炸视图。

附图标记：1-手轮；2-手轮箱体；3-螺纹套筒；4-手轮拉杆；5-膜盖；6-通孔一；7-螺纹孔一；8-中心轴孔；9-并紧螺母；10-托盘；11-推杆；12-中心螺孔；13-锁紧螺母一；14-下轴承座；15-推力滚子轴承；151-上半部分；152-下半部分；16-上轴承座；17-锁紧螺母二；18-台阶一；19-弹性圆柱销；20-方管段；21-环形槽；22-台阶二；23-弹性挡圈；24-弹簧；25-限位柱；26-限位段；27-螺纹紧固段；28-螺纹孔二；29-弹簧垫圈一；30-O型密封圈；31-防雨罩；32-弹簧垫圈二；33-六角螺栓；34-中心盘。

具体实施方式

见图1至图5，本实用新型的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其包括手轮1、手轮箱体2、螺纹套筒3和手轮拉杆4，反作用气动薄膜式执行机构的膜盖5顶面上开设有通孔一6，手轮箱体2固定并密封安装在膜盖5的顶面上，手轮箱体2内设有与通孔一6同轴的螺纹孔一7，螺纹套筒3的外螺纹与螺纹孔一7螺接，螺纹套筒3的下端穿过通孔一6，上端穿过手轮1的中心轴孔8并与手轮1固定安装，位于手轮1和手轮箱体2之间的螺纹套筒3上螺接有并紧螺母9；手轮拉杆4的下端穿过螺纹套筒3后与膜盖5内的托盘10同轴固接，托盘10与推杆11固定连接，手轮拉杆4与螺纹套筒3间隙配合，位于螺纹套筒3上端的手轮拉杆4上安装有限位组件，螺纹套筒3上升时与限位组件抵接。优选的，螺纹套筒3的外螺纹为梯形螺纹，具有传递效率较高，传递推力较大的特点。

见图1和图2，托盘10上开设有中心螺孔12，手轮拉杆4的下端加工有外螺纹，手轮拉杆4的下端外螺纹与中心螺孔12螺接并通过锁紧螺母一13锁紧，推杆11的上端也与中心螺孔12螺接，通过使手轮拉杆4与托盘10螺接，结构简单，便于制造和组装；限位组件包括由下至上依次套装在手轮拉杆4上的下轴承座14、推力滚子轴承15、上轴承座16和锁紧螺母二17，下轴承座14和上轴承座16分别与手轮拉杆4间隙配合，推力滚子轴承15的上半部分151与上轴承座16的底面固接，下半部分152与下轴承座14的顶面固接，且推力滚子轴承15的下半部分152与手轮拉杆4间隙配合，锁紧螺母二17将上轴承座16压紧于手轮拉杆4的台阶一18上，螺纹套筒3上升时与下轴承座14的底面抵接。当旋转手轮1带动螺纹套筒3上升时，螺纹套筒3的顶面与下轴承座14之间会产生旋转摩擦力，使得下轴承座14发生转动，为了避免手轮拉杆4也一起转动而造成手轮拉杆4与托盘10之间的连接松动，在下轴承座14与上轴承座16之间设置了推力滚子轴承15，这样下轴承座14转动时，只有推力滚子轴承15的下半部分152随之转动，上半部分151不动，进而可有效避免手轮拉杆4在上升过程中转动。

见图2，位于锁紧螺母二17上方的手轮拉杆4上开有径向销孔，径向销孔内安装有弹性圆柱销19，弹性圆柱销19的两端分别伸出径向销孔。锁紧螺母二在震动或长时间工作后可能发生松动，通过设置弹性圆柱销，可保证锁紧螺纹二松动后不掉落，在不影响正常使用的同时，仍然能够传递拉力。

见图2至图5，手轮1的中心轴孔8为矩形孔，矩形孔的四个角分别倒圆角，螺纹套筒3的上端加工有与矩形孔的形状相配合的方管段20，位于方管段20上方的螺纹套筒3的外侧壁上加工有环形槽21，位于方管段20下方的螺纹套筒3上设有台阶二22，方管段20配合插入矩形孔，手轮1的中心轴底面与台阶二22抵接，手轮1的中心轴顶面与安装于环形槽21内的弹性挡圈23抵接。如此设计，手轮既能带动螺纹套筒转动，又能随螺纹套筒上下移动，结构简单，组装方便。手轮的中心轴孔除了设计为矩形孔，还可以设计为内六角孔或其他形状的孔，相应的，螺纹套筒的上端加工成与手轮的中心轴孔形状一致，只要能保证手轮能带动螺纹套筒一起转动即可。

见图1和图3，由于反作用气动薄膜式执行机构的托盘10与膜壳5顶面之间安装了弹簧24，为了防止弹簧24过度压缩，本实用新型的手轮机构还设置了限位柱25，限位柱25可与弹簧24一一对应设置。限位柱25包括限位段26和螺纹紧固段27，手轮箱体2上沿其周向开设有螺纹孔二28，膜盖5上开设有与螺纹孔二28一一对应的通孔二，限位柱25设置于膜盖5内并与通孔二一一对应，螺纹紧固段27配合穿过通孔二后与螺纹孔二28螺接，限位段26的顶面与膜盖5的内侧顶面之间压装有弹簧垫圈一29，限位段26用于限制托盘10的机械行程。如此设计，限位柱不仅可以防止弹簧过度压缩，还起到了连接手轮箱体和膜盖的作用。位于螺纹孔一7和螺纹孔二28之间的手轮箱体2的底面上开设有环形凹槽，环形凹槽内安装有O型密封圈30。可起到手轮箱体与膜盖之间的密封作用。

见图1，因大部分调节阀工作的工况都有灰尘和雨水，考虑到提高设备的长期使用寿命，本实用新型的手轮机构上还设置了防雨罩31，防雨罩31罩扣在手轮拉杆4的上端且其下端通过弹簧垫圈二32和六角螺栓33与手轮1固接。

下面具体描述下采用本实用新型的手轮机构的工作原理。

自动（气动）状态时：将手轮1顺时针旋转到无法转动为止，此时手轮1和螺纹套筒3处于最低位置，拧紧并紧螺母9进行防松处理，此时如向执行机构内通入仪表气，托盘10带动与托盘10连接在一起的手轮拉杆4，在螺纹套筒3内向上运动，此时手轮机构对执行就无任何干涉作用，直到托盘10上表面与限位柱25接触时，达到限位位置，完成得气的行程动作；失气后，在弹簧24的弹力作用下，托盘10带动相关零件向下运动，直到中心盘34与模盖5接触停止，完成整个行程动作。

手动状态时：松开并紧螺母9，逆时针旋转手轮1，手轮1将会带着螺纹套筒3逆时针旋转，同时缓慢上升，此时螺纹套筒3端面与下轴承座14接触，并将推力通过推力轴承15传递到锁紧螺母二17，从而传递到手轮拉杆4上，随着手轮1继续旋转，手轮拉杆4将带动托盘10向上运动，从而实现手动操作中执行机构上行的过程；同理，将顺时针旋转手轮1，托盘10在弹簧24的作用下，会带动手轮拉杆4一起向下运动，直到中心盘34与模盖5接触停止，完成整个行程动作。

Claims (9)

1.一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：其包括手轮、手轮箱体、螺纹套筒和手轮拉杆，反作用气动薄膜式执行机构的膜盖顶面上开设有通孔一，所述手轮箱体固定并密封安装在所述膜盖的顶面上，所述手轮箱体内设有与所述通孔一同轴的螺纹孔一，所述螺纹套筒的外螺纹与所述螺纹孔一螺接，所述螺纹套筒的下端穿过所述通孔一，上端穿过所述手轮的中心轴孔并与所述手轮固定安装，位于所述手轮和所述手轮箱体之间的所述螺纹套筒上螺接有并紧螺母；所述手轮拉杆的下端穿过所述螺纹套筒后与所述膜盖内的托盘同轴固接，所述手轮拉杆与所述螺纹套筒间隙配合，位于所述螺纹套筒上端的所述手轮拉杆上安装有限位组件，所述螺纹套筒上升时与所述限位组件抵接。

2.根据权利要求1所述的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：所述托盘的上端设有中心螺孔，所述手轮拉杆的下端加工有外螺纹，所述手轮拉杆的下端外螺纹与所述中心螺孔螺接并通过锁紧螺母一锁紧。

3.根据权利要求2所述的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：所述限位组件包括由下至上依次套装在所述手轮拉杆上的下轴承座、推力滚子轴承、上轴承座和锁紧螺母二，所述下轴承座和所述上轴承座分别与所述手轮拉杆间隙配合，所述推力滚子轴承的上半部分与所述上轴承座的底面固接，下半部分与所述下轴承座的顶面固接，且所述推力滚子轴承的下半部分与所述手轮拉杆间隙配合，所述锁紧螺母二将所述上轴承座压紧于所述手轮拉杆的台阶一上，所述螺纹套筒上升时与所述下轴承座的底面抵接。

4.根据权利要求3所述的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：位于所述锁紧螺母二上方的所述手轮拉杆上开有径向销孔，所述径向销孔内安装有弹性圆柱销，所述弹性圆柱销的两端分别伸出所述径向销孔。

5.根据权利要求1所述的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：所述螺纹套筒的外螺纹为梯形螺纹。

6.根据权利要求1所述的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：所述手轮的中心轴孔为矩形孔，所述矩形孔的四个角分别倒圆角，所述螺纹套筒的上端加工有与所述矩形孔的形状相配合的方管段，位于所述方管段上方的所述螺纹套筒的外侧壁上加工有环形槽，位于所述方管段下方的所述螺纹套筒上设有台阶二，所述方管段配合插入所述矩形孔，所述手轮的中心轴底面与所述台阶二抵接，所述手轮的中心轴顶面与安装于所述环形槽内的弹性挡圈抵接。

7.根据权利要求1所述的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：其还包括限位柱，所述限位柱包括限位段和螺纹紧固段，所述手轮箱体上沿其周向开设有螺纹孔二，所述膜盖上开设有与所述螺纹孔二一一对应的通孔二，所述限位柱设置于所述膜盖内并与所述通孔二一一对应，所述螺纹紧固段穿过所述通孔二后与所述螺纹孔二螺接，所述限位段的顶面与所述膜盖的内侧顶面之间压装有弹簧垫圈，所述限位段用于限制所述托盘的机械行程。

8.根据权利要求7所述的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：位于所述螺纹孔一和所述螺纹孔二之间的所述手轮箱体的底面上开设有环形凹槽，所述环形凹槽内安装有O型密封圈。

9.根据权利要求1所述的一种反作用气动薄膜式执行机构用手轮机构，其特征在于：其还包括防雨罩，所述防雨罩罩扣在所述手轮拉杆的上端且其下端与所述手轮固接。