CN2342189Y - 电子定位式阀门执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是控制防火阀和排烟阀启闭的电子定位式阀门执行器,解决了现有的棘轮棘爪机械定位方式的控制器存在打滑或锈损失效、瞬间工作电流大、拉簧易疲劳屈服、可靠性差、寿命短的问题。本实用新型采用卷紧的卷簧上产生的回复扭矩启动执行器关闭防火阀,复位时,以恒流源方式工作的电机堵转产生的静扭矩通过齿轮减速传动装置传给卷簧和输出轴,实现定位。

Description

电子定位式阀门执行器

本实用新型属于建筑通风消防设备领域，特别是涉及一种防火阀和排烟阀的阀门启闭执行器。

在有通风管道的建筑物内，需要在管道工程中加设防火阀和排烟阀，它们的开启和关闭需通过阀门执行器进行操纵。目前，使用的阀门执行器包括机壳、动作机构、定位机构、手动定位机构、带凸轮块的输出轴和被凸轮块触压的微动开关，贯穿机壳的输出轴外端部连接输出轴拨爪，动作机构为拉簧和电磁铁，产生的弹性回复力启动，定位机构采用用棘轮棘爪机械定位的方式。这种方式的控制器存在一些问题，棘轮棘爪机构容易打滑或锈损失效；棘轮棘爪脱勾用的电磁铁瞬间工作电流大，对中央控制系统较为不利；拉簧的回复力对阀门执行器的冲击力大，使微动行程开关容易损坏和失效，且拉簧容易疲劳屈服，可靠性差，寿命短。

本实用新型的目的是提供一种电子定位式阀门执行器，使执行器的工作电流稳定、有利于中央控制系统的工作、可靠性高、使用寿命长。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下方案：电子定位式阀门执行器包括机壳、动作机构、定位机构、手动定位机构、带凸轮块的输出轴和被凸轮块触压的微动开关，贯穿机壳的输出轴外端部连接输出轴拨爪，其特征是：

定位机构有一个复位电机，由含有恒电流控制电路的控制线路板控制，复位电机上有电机轴齿轮与齿轮减速传动装置的第一轴大齿轮啮合，齿轮减速传动装置的末轴小齿轮与输出轴上连接的限位齿轮啮合，输出轴限位齿轮的两侧有启动状态限位块和复位状态限位块，将输出轴限制在90度范围内旋转；

动作机构为卷簧，卷簧的内端固定连接在齿轮减速传动装置的一个齿轮轴上，与卷簧内端相连的齿轮轴贯穿机壳并且端部伸出机壳外表面；

手动定位机构包括：止动销、卡簧轴、卡簧、手动/自动旋钮、手动复位旋钮，手动复位旋钮连接在与卷簧内端连接的齿轮轴的端部，止动销设置在齿轮传动装置的齿轮上，卡簧轴贯穿执行器的机壳，卡簧固定在卡簧轴上，卡簧能卡住止动销，手动/自动旋钮与卡簧轴连接。

定位机构中的齿轮减速传动装置包括：第一轴大齿轮、第一轴小齿轮、第二轴大齿轮、第二轴小齿轮、第三轴大齿轮、第三轴小齿轮、末轴大齿轮、末轴小齿轮，共四轴，各齿轮之间相互啮合，启动状态限位块和复位状态限位块为两个固定在机壳底板上的短园柱，输出轴齿轮为扇形，扇形齿轮的弧度为0.5π，边上各有一个凹槽，凹槽与复位状态限位块和启动状态限位块的形状相应，止动销设置在第一轴大齿轮的侧表面，卷簧的内端固定连接在第三轴上。卷簧上罩上卷簧盒，卷簧的外端与卷簧盒的内侧相连。

机壳内设置一隔板，将机壳分为上、下两个空间，卷簧及卷簧盒、复位电机和控制线路板安装在同一层空间里，复位电机和卷簧盒固定在隔板上，控制线路板通过螺钉连接在卷簧盒盖上，另一层空间里有齿轮减速传动装置、启动状态限位块和复位状态限位块。

本实用新型的工作方式是这样的：把电子定位式阀门执行器安装在防火排烟阀上，输出轴拨爪与阀门相连且可以拨动防火排烟阀，使其开启或关闭。在正常状态，复位电机堵转产生的静扭矩与卷簧回复扭矩的平衡实现执行器的定位。火灾发生时，执行器收到中央控制系统、自动温感的信号或者人工手动要求执行器启动关闭防火排烟阀，控制电路中断输出，复位电机上的静扭矩消失，卷紧的卷簧上的回复扭矩来启动执行器，输出轴旋转90度，转到启动状态限位块时停止，通过输出轴拨爪关闭防火阀。扑灭火灾后，需要打开排烟阀，执行器需要复位，启动复位电机，通过五级齿轮减速传动装置，卷簧卷紧，输出轴向回转动90度，转到复位状态限位块停止，执行器处于复位状态而定位。为了保证卷簧上有足够的回复扭矩，卷簧上可以加有预紧力。

本实用新型的优点：采用电子定位方式，克服了棘轮棘爪定位方式易于打滑和锈损失效的缺陷，使机体的可靠性和寿命得到大幅提高；省去了电磁铁拖动，避免了电磁铁工作的瞬间大电流对中央控制系统的影响；内置式卷簧的回复动作可靠、准确，寿命长，不易生绣，省去了阀门上需另外安装拉簧的麻烦，消除了阀门复位冲击过大的缺点，控制扭矩可提高近15倍。本实用新型还设置了手动复位装置，使操作更方便。适用于各种防火排烟阀的自动控制。

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

图1是本实用新型启动状态的结构示意图；

图2是本实用新型图1的A-A剖面图；

图3是本实用新型图1的B-B剖面图。

本实用新型的最佳实现方式如下：电子定位式阀门执行器包括机壳及机壳内的输出轴3、微动开关、动作机构、电动定位机构和手动定位机构。

机壳内分为上下两个空间，中间用隔板18隔开，上盖板15、隔板18、侧板17和底板16用螺钉或螺栓固定连接形成机壳。输出轴3贯穿机壳，伸出机壳外的输出轴端部连接输出轴拨爪14，工作过程中，此拨爪拨动防火阀和排烟阀，使其关闭或开启。

电动定位机构包括复位电机10、带有控制电路的控制线路板11、齿轮减速传动装置、圆柱状的复位状态限位块4和启动状态限位块5。齿轮减速传动装置、启动状态限位块和复位状态限位块在下层。复位电机在上层，安装在隔板上。齿轮减速传动装置包括第一轴大齿轮27、第一轴小齿轮28、第二轴大齿轮29、第二轴小齿轮30、第三轴大齿轮31、第三轴小齿轮32、第四轴大齿轮20、第四轴小齿轮21，共四轴，各齿轮之间相互啮合，复位电机上有电机轴伸到下层，轴端连接电机轴齿轮26，电机轴齿轮与齿轮减速传动装置的第一轴大齿轮啮合，输出轴3上有输出轴限位齿轮22，该齿轮为扇形，弧度为0.5π，它与齿轮减速传动装置的末轴小齿轮21啮合，启动状态限位块和复位状态限位块位于输出轴扇形限位齿轮的两边，两圆柱状限位块中心的连线通过输出轴的轴心，限位块把输出轴限制在90度范围内旋转，边上各有一个弧形凹槽6，凹槽的形状与圆柱状的复位状态限位块和启动状态限位块的形状相应，限位时限位块与凹槽吻合。

控制线路板上有电源输入端、线路输出端和恒电流控制电路，电源输入端与24伏直流电源连接，线路输出端与复位电机连接，恒电流控制电路由TTL集成电路TL494、和达林顿放大管TIP32A组成。

动作机构包括卷簧9和罩在卷簧上的卷簧盒19，卷簧盒固定在隔板上，卷簧置于卷簧盒内，齿轮减速传动装置的第三轴25穿过卷簧盒，并且端部伸出机壳外表面，端部固定连接手动复位旋钮13，卷簧的内端固定连接在此轴上，外端固定在卷簧盒上。为了保证弹性回复扭矩能克服转动机构的磨擦力，使输出轴能回转到启动状态限位块，卷簧上可以加有预紧力。

手动定位机构包括：止动销8、卡簧轴23、卡簧7、手动/自动旋钮12、手动复位旋钮13，手动复位旋钮和手动/自动旋钮均设置在机壳外表面，手动复位旋钮连接在齿轮减速传动装置的第三轴的端部，止动销设置在齿轮传动装置中第一轴大齿轮的侧表面，卡簧轴贯穿控制器的机壳，卡簧固定连接在卡簧轴上且与齿轮传动装置同处在下层空间，并安装在底板上，设置在止动销附近，卡簧能卡住止动销，控制齿轮减速传动装置的转动，使控制器定位，手动/自动旋钮与卡簧轴23连接。

卷簧盒盖上通过螺钉连接线路板。输出轴上有一扇形凸轮块24，与复位电机在同一空间，也处于上层，输出轴附近，与扇形凸轮块在同一平面上有第一微动开关1和第二微动开关2，这两个开关均安装在隔板上，其具体位置应使输出轴转动时凸轮块能分别触压这两个微动开关，执行器在启动状态时，凸轮块触压第二微动开关2，在复位状态时凸轮块触压第一微动开关1，它们作为干式输出与各项自动控制和显示装置连接。

本实用新型的启动靠卷簧上的回复扭矩，定位靠复位电机堵转产生的静扭矩与回复扭矩的平衡来实现。

本实用新型是这样实现的，图1所示为电子定位式阀门执行器的启动状态。当开始复位时，控制电路输出电机额定电压，电机快速向顺时针方向转动，通过五级齿轮减速组，到输出轴扇形齿轮，使输出轴拨爪逆时针旋转，此阀门执行器复位，带动阀门叶片向逆时针方向转动，阀门叶片复位。同时在第三轴上，带动卷簧向逆时针方向收紧。当扇形齿轮的弧形凹槽与复位状态限位块相遇时，电机堵转，控制电流以恒流源方式工作，工作电源控制为电机额定电流，电机输出的静扭矩与卷簧张力产生的回复扭矩平衡，保持阀门定位在复位状态。当自动温感、中央控制或者手动产生的信号要求此电子定位式阀门执行器启动时，控制电路中断输出，静扭矩消失，在卷簧回复扭矩的作用下，转动机构快速反向转动，直到扇形齿轮在启动状态限位块的限位下，电子定位式阀门执行器又处于如图所示启动状态。

Claims (4)

1．一种电子定位式阀门执行器，包括机壳、动作机构、定位机构、手动定位机构、带凸轮块(24)的输出轴(3)和被凸轮块触压的微动开关，贯穿机壳的输出轴外端部连接输出轴拨爪(14)，其特征是：

定位机构有一个复位电机(10)，由含有恒电流控制电路的控制线路板(11)控制，复位电机上有电机轴齿轮(26)与齿轮减速传动装置的第一轴大齿轮(27)啮合，齿轮减速传动装置的末轴小齿轮(21)与输出轴上连接的限位齿轮(22)啮合，输出轴限位齿轮的两侧有启动状态限位块(5)和复位状态限位块(4)，将输出轴限制在90度范围内旋转；

动作机构为卷簧(9)，卷簧(9)的内端固定连接在齿轮减速传动装置的一个齿轮轴(25)上，与卷簧内端相连的齿轮轴贯穿机壳并且端部伸出机壳外表面；

手动定位机构包括：止动销(8)、卡簧轴(23)、卡簧(7)、手动/自动旋钮(12)、手动复位旋钮(13)，手动复位旋钮连接在与卷簧内端连接的齿轮轴的端部，止动销设置在齿轮传动装置的齿轮上，卡簧轴贯穿执行器的机壳，卡簧固定在卡簧轴上，卡簧能卡住止动销，手动/自动旋钮与卡簧轴(23)连接。

2．如权利要求1所述的电子定位式阀门执行器，其特征在于：所述定位机构中的齿轮减速传动装置包括：第一轴大齿轮(27)、第一轴小齿轮(28)、第二轴大齿轮、(29)第二轴小齿轮(30)、第三轴大齿轮(31)、第三轴小齿轮(32)、末轴大齿轮(20)、末轴小齿轮(21)，共四轴，各齿轮之间相互啮合，启动状态限位块和复位状态限位块为两个固定在机壳底板上的短园柱，输出轴限位齿轮(22)为扇形，扇形限位齿轮的弧度为0.5π，边上各有一个凹槽(6)，凹槽与复位状态限位块和启动状态限位块的形状相应，止动销设置在第一轴大齿轮(27)的侧表面，卷簧(19)的内端固定连接在第三轴上。

3．如权利要求1、2所述的电子定位式阀门执行器，其特征在于：卷簧上罩上卷簧盒(19)，卷簧的外端与卷簧盒的内侧相连；

4．如权利要求3所述的电子定位式阀门执行器，其特征在于：机壳内设置一隔板(18)，将机壳分为上、下两个空间，卷簧及卷簧盒、复位电机和控制线路板安装在同一层空间里，复位电机和卷簧盒固定在隔板上，控制线路板通过螺钉连接在卷簧盒盖上，另一层空间里有齿轮减速传动装置、启动状态限位块和复位状态限位块、输出轴限位齿轮和电机轴齿轮。

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