一種機械式定時閥門的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種機械式定時閥門，包括機械式定時器、閥門及開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)，機械式定時器包括由計時發(fā)條驅(qū)動反轉(zhuǎn)的主軸、控制主軸回轉(zhuǎn)速度的擒縱調(diào)速機構(gòu)、與主軸同軸或聯(lián)動的凸輪軸，凸輪軸上安裝定時器凸輪；開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)包括滑動件、聯(lián)動件和卡鎖機構(gòu)，聯(lián)動件的壓腳抵靠在定時器凸輪的圓周上；定時器凸輪圓周上設(shè)有凹口，聯(lián)動件的壓腳進入凹口時聯(lián)動件驅(qū)動卡鎖機構(gòu)解除對滑動件的鎖定；滑動件被配置有關(guān)閥驅(qū)動機構(gòu)，聯(lián)動件被配置有驅(qū)動彈簧。本發(fā)明定時閥門計時過程中，滑動件不直接與聯(lián)動件作用，聯(lián)動件對定時器凸輪圓周上的壓力小，可以有效減小壓腳與凸輪圓周面之間摩擦力，進而有效避免定時凸輪在計時結(jié)束前停轉(zhuǎn)。
【專利說明】一種機械式定時閥門
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及如何實現(xiàn)閥門定時關(guān)閉的技術(shù)，主要應(yīng)用于燃?xì)夤艿赖拈y門。
【背景技術(shù)】
[0002]氣體燃料在家庭應(yīng)用上的普及，為人們的生活帶來極大便利，但是一些問題也逐步顯現(xiàn)出來。最為人們所重視的問題即安全問題，多年，人們把防范的重點放在燃料泄漏上，然而關(guān)注多年來所發(fā)生的事故反現(xiàn)，大多因閥門忘記關(guān)閉導(dǎo)致。針對這一問題，近年已有具有定時功能的閥門出現(xiàn)，但多采用電子式定時器，但因價格偏等原因，并未在家用上普及。而且其最大缺點是，當(dāng)電池失效時，定時功能隨之失效。對于容易忘記關(guān)閉閥門的用戶來說，要求其按時更換電池，顯然不容易做到。如不及時更換電池，定時閥門豈不形同虛設(shè)。
[0003]此外，電子式定時器中電子元件可靠性低，容易損壞失效或受到干擾出錯，而且電子元件怕水。因此電子式定時閥門可靠性很低。
[0004]機械式定時器，主要由定時機構(gòu)和擒縱調(diào)速機構(gòu)兩部分組成，定時機構(gòu)由發(fā)條(下稱計時發(fā)條)作為原動力驅(qū)動主軸回轉(zhuǎn)，由凸輪作為觸發(fā)機構(gòu)觸發(fā)執(zhí)行機構(gòu)在定時結(jié)束時動作，定時器凸輪一般單獨裝配在凸輪軸上，凸輪軸與主軸通過齒輪傳動，對于主軸定時范圍不超過一周的定時器來說，定時器凸輪也可以直接裝配在主軸上。
[0005]定時手柄一般裝配在主軸上，也有部分定時器另設(shè)一個定時軸，定時軸上裝配定時手柄，定時軸與主軸通過齒輪傳動。
[0006]擒縱調(diào)速機構(gòu)與鐘表的結(jié)構(gòu)原理相同(參見天津大學(xué)精儀系計時教研室編著的《機械計時儀器》，天津科學(xué)技術(shù)出版社，天津，1980。陳昌山編著的《手表結(jié)構(gòu)原理》，上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，上海，1980)，由擺輪游絲機構(gòu)產(chǎn)生固定頻率的擺動，通過擒縱叉將擺動傳遞至擒縱輪，由擒縱叉端部的兩個叉瓦或圓柱銷釘交替作用控制擒縱輪的轉(zhuǎn)速(擺輪每擺動一次，擒縱輪轉(zhuǎn)動一個齒的角度)，擒縱輪的轉(zhuǎn)動由調(diào)整機構(gòu)的終端調(diào)速輪通過齒輪組帶動。終端調(diào)速輪與主軸通過棘輪機構(gòu)(內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu))配合，主軸回轉(zhuǎn)時兩者聯(lián)動(棘爪與棘齒嚙合)，擒縱叉對擒縱輪的控制最終體現(xiàn)在對主軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的控制上。通過手柄向發(fā)條蓄力方向旋轉(zhuǎn)主軸，主軸帶動凸輪轉(zhuǎn)離觸發(fā)相位。放開手柄，定時開始。發(fā)條驅(qū)動主軸在擒縱調(diào)速機構(gòu)限制作用下緩慢回轉(zhuǎn)，直到凸輪回歸到觸發(fā)相位，定時結(jié)束，執(zhí)行機構(gòu)由凸輪觸發(fā)動作。
[0007]定時器凸輪常見的有兩種，一種是圓周帶凸起部的常見盤式凸輪，一種是圓周上帶凹口的圓盤結(jié)構(gòu)。第一種是通過凸起結(jié)構(gòu)推動執(zhí)行機構(gòu)完成動作，凸輪直接做為執(zhí)行動作的動力源，通常用于執(zhí)行機構(gòu)需要的推動力較小，且執(zhí)行機構(gòu)動作簡單的場合，如觸發(fā)接觸式開關(guān)。第二種是通過凹口解除對執(zhí)行機構(gòu)的限制，由執(zhí)行機構(gòu)自行完成動作，一般用于執(zhí)行機構(gòu)完成執(zhí)行所需的動力較大或者執(zhí)行動作較復(fù)雜的場合，如機械式鬧鐘的定時機構(gòu)的凸輪即為圓周上帶凹口的圓盤結(jié)構(gòu)，凹口的作用在于解除對鬧鐘撞錘的擺動限制。
[0008]目前市場上存在有用于燃?xì)夤艿郎系牟捎脵C械式定時器的閥門，但是在閥門開關(guān)動作機構(gòu)上，設(shè)計不合理，一般將開閥門與設(shè)定時分離開來，設(shè)置兩個手柄分別用于打開閥門和設(shè)定時，這種結(jié)構(gòu)不僅給用戶操作帶來不僅，而且還不可避免地，有些用戶會在使用閥門時，只打開閥門，而不設(shè)定時，導(dǎo)到定時閥門的定時功能形同虛設(shè)，起不到防范危險的作用。
[0009]在關(guān)閥方面，現(xiàn)有機械式定時閥門均由定時器凸輪提供關(guān)閉閥門的動力，這種設(shè)計主要存在兩方面缺點，一方面，由于開關(guān)閥門所需要的力較大，尤其是球閥。為了定時器凸輪能提供足夠大的力關(guān)閉閥門，需要為定時器配置扭力很大的發(fā)條，但發(fā)條很大的扭力僅在定時結(jié)束的短暫一刻被應(yīng)用，在與關(guān)閉閥門時間相比時長幾千倍的(以關(guān)閉閥門用時0.5秒，定時60分鐘計算，計時過程為關(guān)閉閥門的7200倍)計時過程中，發(fā)條的大扭力毫無用處。更關(guān)鍵的是，發(fā)條的大扭力對擒縱調(diào)速機構(gòu)的齒輪組帶來了更大負(fù)擔(dān)，容易導(dǎo)致?lián)p壞。此外，在關(guān)閉閥口的過程中，定時器凸輪與主軸之間的齒輪傳動機構(gòu)也需承擔(dān)更大的壓力，不僅對其強度要求增加，也容易損壞。另一方面，定時器凸輪的輪廓突變距離有限，一般難以滿足關(guān)閉閥門所需的動作距離，還需要采用杠桿等傳動機構(gòu)傳遞放大，但杠桿的使用將大大增加產(chǎn)品的尺寸。
[0010]另外，帶凹口的定時器凸輪，其圓周面的作用在于限制執(zhí)行機構(gòu)中的某部件(執(zhí)行機構(gòu)中與定時器凸輪直接接觸的部件)的動作，該部件在計時過程中，始終抵壓在定時器凸輪上，而且該部件與被執(zhí)行機構(gòu)始終聯(lián)動，當(dāng)被執(zhí)行機構(gòu)的反作用力很大時，該部件在定時器凸輪的圓周上將產(chǎn)生很大的壓力，導(dǎo)致該部件與定時器凸輪圓周面之間存在較大的摩擦力，容易造成定時器凸輪在接近計時結(jié)束時，因計時發(fā)力能量釋放殆盡，不足以克服定時器凸輪圓周面上的摩擦力而停轉(zhuǎn)。因此，采用這種執(zhí)行機構(gòu)的定時閥門，存在嚴(yán)重的安全隱患。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明目的在于，基于上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種結(jié)構(gòu)緊湊可靠性及安全性更高的機械式定時閥門。
[0012]采用的技術(shù)方案是:一種機械式定時閥門，包括通過開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)相互關(guān)聯(lián)的機械式定時器和閥門，所述機械式定時器包括由計時發(fā)條驅(qū)動反轉(zhuǎn)的主軸、控制主軸回轉(zhuǎn)速度的擒縱調(diào)速機構(gòu)、與主軸同軸或聯(lián)動的凸輪軸，凸輪軸上安裝定時器凸輪；其特征在于，所述開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)包括一通過往復(fù)移動驅(qū)動閥門打開或關(guān)閉的滑動件、一單向推動滑動件向開閥方向移動的聯(lián)動件、一限制處于打開閥門位置的滑動件向關(guān)閥方向移動的卡鎖機構(gòu)，聯(lián)動件的關(guān)閥方向側(cè)(滑動件向關(guān)閉閥門的方向移動的方向)的壓腳抵靠在定時器凸輪的圓周上；定時器凸輪圓周上設(shè)有凹口，聯(lián)動件的壓腳進入凹口時聯(lián)動件驅(qū)動卡鎖機構(gòu)解除對滑動件的鎖定。
[0013]滑動件被配置有驅(qū)動其向關(guān)閥方向移動的關(guān)閥驅(qū)動機構(gòu)，可以是彈簧、彈片、或者其它任何可以產(chǎn)生頂推、牽拉等驅(qū)使滑動件滑動的部件或機構(gòu)。聯(lián)動件被配置有推動聯(lián)動件向定時器凸輪靠攏的驅(qū)動彈簧，被卡鎖機構(gòu)鎖定的滑動件與聯(lián)動件間存在間隙。
[0014]本發(fā)明提出的上述定時閥門，通過可以限制滑動件向關(guān)閥方向移動的機構(gòu)來維持閥門的打開狀態(tài)，計時過程中，滑動件不直接作用在與定時器凸輪直接接觸的聯(lián)動件上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，與定時器凸輪直接接觸的聯(lián)動件無關(guān)閥驅(qū)動機構(gòu)的推動力作用，聯(lián)動件上的壓腳對定時器凸輪圓周上的壓力很小，可以有效減小壓腳與凸輪圓周面之間的摩擦力，進而最大限度地避免定時凸輪在計時結(jié)束前停轉(zhuǎn)。
[0015]根據(jù)機械式定時器的原理，當(dāng)定時器凸輪上的凹口轉(zhuǎn)動至對正聯(lián)動件的壓腳時，計時結(jié)束?？梢姡ㄦi機構(gòu)對滑動件的鎖定保持整個計時過程，而在計時結(jié)束時由聯(lián)動件觸發(fā)失效，解除鎖定的滑動件在關(guān)閥驅(qū)動彈簧作用下將閥門關(guān)閉。
[0016]本發(fā)明中，機械式定時器可以采用現(xiàn)有技術(shù)中各種常見的機械式定時器結(jié)構(gòu)及常規(guī)變型。
[0017]為了保證計時過程中，滑動件在聯(lián)動件上不產(chǎn)生任何作用力，優(yōu)選計時過程中，滑動件與聯(lián)動件不相接觸，即，計時過程中，滑動件與聯(lián)動件之間保持一定間隙。要實現(xiàn)這一目的，所述定時器凸輪可以有多種設(shè)置形式。
[0018]其一，定時器的凸輪軸裝配孔采用長孔，長孔的長度方向與滑動件的滑動方向一致，主軸上的齒輪設(shè)置在凸輪軸上的齒輪的后側(cè)(以滑動件向開閥方向移動的方向為前，反向為后)偏上或偏下的位置，設(shè)置定時操作時主軸旋轉(zhuǎn)的方向，使主軸上的齒輪對凸輪軸上的齒輪產(chǎn)生一個向前的分力，當(dāng)定時操作時，凸輪在分力作用下帶動定時器凸輪向前偏移一個距離，聯(lián)動件的偏移距離疊加了因壓腳被推出凹口而產(chǎn)生的偏移和因定時器凸輪偏移而產(chǎn)生的偏移，滑動件在聯(lián)動件推動下，其偏移量同樣疊加了兩種移動。設(shè)定好時長后開始計時，主軸及凸輪軸開始反轉(zhuǎn)，凸輪上的向前的分力消失，定時器凸輪及凸輪軸與聯(lián)動件一起在聯(lián)動件的抵靠作用下復(fù)位，此時聯(lián)動件因定時器凸輪偏移而產(chǎn)生的偏移被撤消。而滑動件因被卡鎖機構(gòu)鎖定無法回移，則與聯(lián)動件之間產(chǎn)生了間隙。
[0019]其二，除前面所述的凸輪軸偏移的設(shè)置方式之外，還可以使定時器凸輪在定時操作時相對于凸輪產(chǎn)生偏移。例如，所述定時器凸輪上用于與凸輪軸裝配的軸孔為用于引導(dǎo)凸輪偏移方向的導(dǎo)向滑槽，凸輪軸孔寬度與凸輪軸裝配定時器凸輪的部位直徑相配，凸輪軸孔的長度方向與凸輪圓心到凹口的連線的方向一致，長孔遠離凹口的一端位于凸輪圓心遠離凹口的方向側(cè)。定時器凸輪上遠離凹口的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)向斜槽(“斜”是指槽的長度方向與圓心到凹口的連線的方向成一定角度)。一與凸輪軸相對固定的短銷裝配在滑槽內(nèi)。
[0020]定時操作時，凸輪軸旋轉(zhuǎn)，凸輪軸與短銷相配合對定時器凸輪產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩，當(dāng)凸輪凹口處受到位于其側(cè)面的聯(lián)動件的壓腳反向阻力時，短銷與導(dǎo)向斜槽相配合迫使定時器凸輪沿軸孔長度方向向外側(cè)偏移。凸輪凹口轉(zhuǎn)過聯(lián)動件壓腳后，向側(cè)面偏移量減少，聯(lián)動件隨之向凸輪軸心靠攏，此時滑動件因被卡鎖機構(gòu)鎖定無法回移，則與聯(lián)動件之間產(chǎn)生了間隙。
[0021]上述第二種設(shè)置形式，其優(yōu)點在于，定時結(jié)束時，壓腳會跳過凹口的側(cè)邊，直接跳入凹口內(nèi)，計時更準(zhǔn)確。不足之處在于，當(dāng)設(shè)定時長使凸輪旋轉(zhuǎn)半周以上時，因為定時器凸輪相對于凸輪軸可徑向移動，導(dǎo)致聯(lián)動件的壓腳在計時過程中會輕微波動。雖影響不大，但增加了不確定因素。
[0022]其三，基于上述第二種設(shè)置形式的不足，做為一種改進，可以另設(shè)一個專用于產(chǎn)生偏移量的活動盤，具體地說:定時器凸輪固定安裝在凸輪軸上，凸輪遠離凹口的一側(cè)設(shè)一短軸，一與定時器凸輪重疊設(shè)置的活動盤上對應(yīng)定時器凸輪上的凹口、圓心、及短軸分別設(shè)輔助凹口、導(dǎo)向滑槽、導(dǎo)向斜槽。其中導(dǎo)向滑槽套配在凸輪軸上，導(dǎo)向斜槽套配在定時器凸輪上設(shè)的短軸上。導(dǎo)向斜槽遠離導(dǎo)向滑槽的一端向定時操作方向傾斜(即導(dǎo)向斜槽遠離導(dǎo)向滑槽的一端位于另一端的定時操作方向側(cè))。
[0023]導(dǎo)向滑槽靠近凹口的一端到活動盤設(shè)凹口的一側(cè)邊緣的距離(凸輪軸靠緊滑槽該端時，凸輪軸的軸心到活動設(shè)凹口的一側(cè)邊緣的最大距離)等于定時器凸輪半徑，當(dāng)活動盤相對于定時器凸輪向凹口的反方向偏移至極限時，其凹口側(cè)的邊緣與定時器凸輪的邊緣重合，其凹口的計時方向側(cè)的側(cè)邊偏出定時器凸輪的凹口該側(cè)側(cè)邊。導(dǎo)向滑槽運離凹口的一端到活動盤設(shè)凹口的一側(cè)邊緣的距離大于定時器凸輪半徑，當(dāng)活動盤相對于定時器凸輪向凹口方向偏移至極限時，其凹口側(cè)的邊緣偏出定時器凸輪的邊緣。
[0024]當(dāng)定時操作時，凸輪軸帶動定時器凸輪旋轉(zhuǎn)，凸輪軸與短銷相配合對活動盤產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)矩，當(dāng)活動盤上的凹口處受到位于其側(cè)面的聯(lián)動件的壓腳反向阻力時被迫相對于定時器凸輪反向轉(zhuǎn)動，相對轉(zhuǎn)動過程中，短銷與導(dǎo)向斜槽相配合迫使活動沿導(dǎo)向滑槽長度方向向外側(cè)偏移。當(dāng)凹口轉(zhuǎn)過聯(lián)動件的壓腳后，向側(cè)面偏移量減少，聯(lián)動件隨之向凸輪軸心靠攏，此時滑動件因被卡鎖機構(gòu)鎖定無法回移，則與聯(lián)動件之間產(chǎn)生了間隙。計時開始后，聯(lián)動件壓腳抵壓在定時器凸輪的圓周上，當(dāng)轉(zhuǎn)動至接近凹口時，原來偏移超出定時器凸輪邊緣的活動盤邊緣受聯(lián)動件壓腳輕推回位，定時器凸輪繼續(xù)向計時方向旋轉(zhuǎn)，壓腳與定時器凸輪的接觸點由定時器凸輪的圓周上過度到活動盤的邊緣上，當(dāng)壓腳的抵壓點移入活動盤的凹口時，活動盤因壓腳在其凹口側(cè)邊的作用力而相對于定時器凸輪正向轉(zhuǎn)動，相對轉(zhuǎn)動過程中，短銷與導(dǎo)向斜槽相配合迫使活動沿導(dǎo)向滑槽長度方向向外側(cè)偏移。
[0025]進一步地，所述活動盤為圓盤，活動盤半徑與定時器凸輪半徑相等，導(dǎo)向滑槽靠近凹口的一端圓心(凸輪軸靠緊滑槽該端時，凸輪軸的軸心為該端的圓心)與活動盤圓心重
口 ο
[0026]所述聯(lián)動件可以滑動設(shè)置，或擺動設(shè)置，滑動件一端對應(yīng)在聯(lián)動件不設(shè)壓腳的一側(cè)。
[0027]所述卡鎖機構(gòu)其作用在于限制滑動件反向滑動，可以是各種具有單向滑動限制功能，且其滑動限制功能在被觸發(fā)時可解除的機構(gòu)，可以有很多種具體實現(xiàn)形式，例如，卡鎖機構(gòu)包括一個滑動設(shè)置的卡鉤，卡鉤下端設(shè)有卡齒，滑動件上設(shè)有卡口，卡齒向下卡入卡入卡口內(nèi)，聯(lián)動件上端設(shè)有頂推斜面，卡鉤上設(shè)有相配合的受力斜面，當(dāng)聯(lián)動件向凸輪的圓心方向擺動或移動時，上端頂推斜面將卡鉤推升，卡鉤的上的卡齒從滑動件的卡口內(nèi)脫出，解除鎖定的滑動件在彈簧機構(gòu)作用下向關(guān)閥方向移動將閥門關(guān)閉。
[0028]再例如，卡鎖機構(gòu)包括一個擺動設(shè)置的擺桿，擺桿一端下側(cè)設(shè)有卡齒，滑動件上設(shè)有卡口，卡齒向下卡入卡入卡口內(nèi)，擺桿另一端下側(cè)抵壓在聯(lián)動件上端，當(dāng)聯(lián)動件發(fā)生動作從擺桿另一端下方移開，擺桿在滑動件作用下發(fā)生擺動，擺桿端部的卡齒從滑動件的卡口內(nèi)脫出，解除鎖定的滑動件在彈簧機構(gòu)作用下向關(guān)閥方向移動將閥門關(guān)閉。
[0029]再例如，卡鎖機構(gòu)包括一擺桿，擺桿上設(shè)有卡榫，滑動件上設(shè)有與卡榫配合的凸起結(jié)構(gòu)，擺桿與聯(lián)動件通過連桿或拉線連接。聯(lián)動件動作時，通過連桿或拉線拉動擺桿，使擺桿的卡榫脫離滑動件上的凸起結(jié)構(gòu)，解除對滑動件鎖定。
[0030]作為一種改進，為了避免滑動件的鎖定部位對卡鎖機構(gòu)的解鎖帶來阻力，可以設(shè)擺動的卡鎖機構(gòu)中的卡鎖構(gòu)件，卡鎖構(gòu)件上與滑動件相互作用的部位為圓弧面，圓弧面以卡鎖構(gòu)件的擺動軸心為軸心。卡鎖構(gòu)件擺動時，當(dāng)圓弧面與滑動件相脫離時，對滑動件的鎖定解除。在解鎖過程中，滑動件對卡鎖構(gòu)件僅產(chǎn)生沿切線上的摩擦力，對卡鎖構(gòu)件的阻力最小。
[0031]本發(fā)明所述方案可以適用于閥桿轉(zhuǎn)動式閥門，如球閥，截止閥等，也可以適用于閥桿移動式的閥門，如隔膜閥。針對不同的閥門，所述滑動件的具體結(jié)構(gòu)可有所不同，針對于閥桿移動式的隔膜閥來說，滑動件可以是閥桿本身，或者與閥桿直接連接的塊狀或條狀、桿狀等部件。而針對于閥桿轉(zhuǎn)動式閥門，如球閥等，滑動件可以在側(cè)面設(shè)齒條，與閥桿同軸設(shè)置有與齒條嚙合的齒輪，滑動件滑動時，通過齒條齒輪傳動驅(qū)動閥桿旋轉(zhuǎn)，以打開或關(guān)閉閥門。
[0032]在本發(fā)明中，手動扭轉(zhuǎn)手柄，使主軸向發(fā)條蓄力方向旋轉(zhuǎn)以設(shè)定定時時長的過程，稱為定時，放開手柄后，發(fā)條開始釋放勢能，驅(qū)動各部件動作的過程，稱為計時。說明書的描述中，以向打開閥門方向移動為前，以向關(guān)閉閥門方向移動為后。說明書提及的正向，是指與定時操作或開閥動作相關(guān)聯(lián)的動作方向；反向是指與計時過程或關(guān)閥動作相關(guān)聯(lián)的動作方向；正轉(zhuǎn)，是指各部件在定時過程中的轉(zhuǎn)動方向，包括打開閥門的轉(zhuǎn)動方向；反轉(zhuǎn)，是指各部件在計時過程中的轉(zhuǎn)動方向，包括關(guān)閉閥門的轉(zhuǎn)動方向?；剞D(zhuǎn)，是指部件與上次轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為基于本發(fā)明所述方案的一種機械式定時球閥的整結(jié)構(gòu)分解示意圖。
[0034]圖2為機械式定時球閥處于關(guān)閉狀態(tài)時各傳動部件之間的配合關(guān)系示意圖。
[0035]圖3為開始定時操作時，機構(gòu)式定時球閥各傳動部件之間的配合關(guān)系示意圖。
[0036]圖4為定時過程中，聯(lián)動件、滑動件達到單向最大行程時的狀態(tài)示意圖。
[0037]圖5為定時過程中，聯(lián)動件與滑動件脫離時的結(jié)構(gòu)狀態(tài)示意圖。
[0038]圖6為開始計時時，各傳動部件之間的配合關(guān)系示意圖。
[0039]圖7為計時過程中，各傳動部件之間的配合關(guān)系示意圖。
[0040]圖8為計時結(jié)束，各部件未動作前相互則配合關(guān)系示意圖。
[0041]圖9為單獨設(shè)置可移動凸輪軸實現(xiàn)定時器凸輪偏移的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0042]圖10為另一種卡鎖機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0043]圖11為單設(shè)定時器凸輪實現(xiàn)其相對于主軸或凸輪軸偏移的結(jié)構(gòu)原理示意圖?！揪唧w實施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖，以一個機械式定時球閥為例對本發(fā)明所述技術(shù)方案的技術(shù)原理及其效果做進一步說明。
[0045]參照圖1-8，該組圖公開的是一種定時結(jié)束后可自動關(guān)閉閥門的機械式定時球閥，其中，圖2-8為定時球閥使過程中的幾種結(jié)構(gòu)狀態(tài)展示。
[0046]圖示機械式定時球閥包括機械式定時器和球閥及球閥的開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)三大部分。球閥由閥體1、閥芯2、閥桿3組成。機械式定時器設(shè)置上下座板之間，機械式定時器的擒縱調(diào)速機構(gòu)(未示出)可以采用結(jié)構(gòu)相對簡單的常見銷釘式擒縱機構(gòu)調(diào)速，包括擺輪游絲機構(gòu)19、擒縱叉、擒縱輪、齒輪組、調(diào)速輪組成，擺輪上設(shè)有擺釘，擒縱叉擺動設(shè)置，叉頭有與擺釘配合的叉槽，擺輪通過擺釘與叉槽的配合關(guān)系帶動擒縱叉往復(fù)擺動，擒縱叉的叉尾設(shè)有兩個圓柱銷釘，擒縱輪為圓周均勻設(shè)置多個平齒的齒輪結(jié)構(gòu)，擒縱叉在擺動時，兩個圓柱銷釘交替進出擒縱輪的齒槽，擺輪每擺動一次，擒縱輪可轉(zhuǎn)動一個齒的角度。擒縱輪與終端調(diào)速輪17之間通過齒輪組傳動。齒輪組中其中一個齒輪可反向脫位。
[0047]所述終端調(diào)速輪17裝配在定時器主軸15上，定時器的主軸15上還裝配有計時發(fā)條18、主軸15下端伸出下座板，主軸下端安裝有手柄20。主軸上端伸出上座板，主軸上端固定定時器凸輪10，活動盤21設(shè)置于定時器凸輪10下方，活動盤21通過其上導(dǎo)向滑槽套配在主軸上?；顒颖P21與定時器凸輪10均為圓盤結(jié)構(gòu)，半徑相等(圖中為分辯兩者，將活動盤21畫得略大)?；顒颖P21及定時器凸輪10上均設(shè)有V型凹口，凹口的反轉(zhuǎn)側(cè)邊緣與活動盤21或定時器凸輪10的圓周面平滑過度。定時器凸輪10朝下的面上遠離凹口的一側(cè)設(shè)有短銷，短銷、凹口與凸輪圓心接近于三點一線?；顒颖P21上遠離凹口的一側(cè)設(shè)有導(dǎo)向斜槽，導(dǎo)向斜槽與短銷套配在一起。導(dǎo)向斜槽遠離盤中心的一端向正轉(zhuǎn)方向傾斜。
[0048]開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)由擺動設(shè)置的聯(lián)動件8、擺動設(shè)置卡鎖構(gòu)件13、滑動設(shè)置的滑動件7組成，聯(lián)動件8為由片材加工而成的構(gòu)件，其下端與殼體樞接，中部部分材料向后彎折形成壓腳9，上部設(shè)有向前的彎頭16，彎頭16上設(shè)有用于卡配扭簧扭臂的開口向前的卡槽，和用于套接連桿14的孔。用于推動聯(lián)動件8向定時器凸輪10靠攏的扭簧30設(shè)于聯(lián)動件8的前方，其一個扭臂卡在聯(lián)動件8上端彎頭上的卡槽內(nèi)，連桿14后端具有套環(huán)，套環(huán)套接在聯(lián)動件8上端彎頭16上的孔內(nèi)。連桿14前端穿過設(shè)置卡鎖構(gòu)件13上端的一個連接孔后折彎，與卡鎖構(gòu)件13單向鉤連在一起(連桿14向前拉動卡鎖構(gòu)件13，向后則與卡鎖構(gòu)件13不相作用)。卡鎖構(gòu)件13下端通過轉(zhuǎn)軸設(shè)置殼體上，下端前側(cè)具有一段圓弧面11，圓弧面的軸心與轉(zhuǎn)軸軸心相同。用于推動卡鎖構(gòu)件13上端向前擺動的扭簧12套設(shè)在卡鎖構(gòu)件13的轉(zhuǎn)軸上，一扭臂抵壓在卡鎖構(gòu)件13的上部后側(cè)。
[0049]滑動件7為條狀部件，上側(cè)設(shè)有一凸起27，前端設(shè)有壓縮強簧5，后端對應(yīng)在聯(lián)動件8中部前側(cè)?；瑒蛹?下側(cè)設(shè)有一段齒條構(gòu)造6，閥桿3上設(shè)與齒條相配合的齒輪4。
[0050]本例中，打開閥門并定時操作時，所述聯(lián)動件8在活動盤21作用下推動滑動件7向前滑動，當(dāng)滑動件7上側(cè)凸起向前經(jīng)過卡鎖構(gòu)件13的圓弧面11下端后，被圓弧面11卡住無法回移，計時過程中，滑動件7始終被卡鎖構(gòu)件13的圓弧面11鎖定，與聯(lián)動件8之間保持一個間隙。
[0051]其工作過程如下:
a)如圖2所示，使用閥門前，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，手柄定時標(biāo)記指示在O位。定時器凸輪10及活動盤21的凹口均朝向前方，聯(lián)動件8的的壓腳9位于凹口內(nèi)，凸輪軸位于活動盤21導(dǎo)向滑槽遠離凹口端，短軸位于活動盤21導(dǎo)向斜槽遠離凹口端，活動盤21凹口側(cè)外緣偏在定時器凸輪10該側(cè)外緣之外，活動盤21的凹口的反轉(zhuǎn)側(cè)邊緣偏在定時器凸輪10凹口同側(cè)邊緣之外?？ㄦi構(gòu)件13上端在聯(lián)動件8牽拉作用下擺在后側(cè)，下端的弧形面下緣高于滑動件7的凸起?；瑒蛹?后端抵壓在聯(lián)動件8中部前側(cè)。
[0052]b)開始使用閥門時，正向旋轉(zhuǎn)定時器主軸上的手柄，計時發(fā)條開始積蓄勢能，同時定時器凸輪10隨主軸正轉(zhuǎn)?；顒颖P21在主軸及定時器凸輪10上的短銷作用下同步正轉(zhuǎn)。聯(lián)動件8壓腳9作用在活動盤21凹口的反轉(zhuǎn)側(cè)邊緣，聯(lián)動件8壓腳9作用在凹口邊緣的力與短銷作用在導(dǎo)向斜槽上A端的力達成平衡，活動盤21相對于定時器壓凸輪的偏移保持不變。在活動盤21與定時器凸輪10正轉(zhuǎn)的過程中，聯(lián)動件8壓腳9在活動盤21凹口反轉(zhuǎn)側(cè)邊緣25擠推作用下被迫慢慢滑出凹口。聯(lián)動件8克服扭簧30的作用力，以下端26的樞軸為軸心向前方擺動，推動滑動件7克服壓縮彈簧5的作用力向前方滑動。同時，聯(lián)動件8上端推動連桿14向前移動，逐漸放松對卡鎖構(gòu)件13的牽拉?？ㄦi構(gòu)件13上端在扭簧12作用下向前擺動，下端的弧形面11的下緣向下偏轉(zhuǎn)?；瑒蛹?向前方滑動過程中，其上側(cè)凸起27經(jīng)過卡鎖構(gòu)件下端弧形面11的下緣時，與弧形面下緣的前側(cè)面28相抵，克服扭簧12的作用力，使卡鎖構(gòu)件產(chǎn)生一個小角度回擺，如圖3所示。當(dāng)聯(lián)動件壓腳完全從活動盤凹口滑出時，聯(lián)動件8及滑動件7均達到向前最大活動行程，滑動件上側(cè)凸起27移動至弧形面下緣的后側(cè)。齒條6通過齒輪4驅(qū)動閥桿3轉(zhuǎn)過90度，閥門完全打開。如圖4所示。
[0053]c)當(dāng)聯(lián)動件壓腳9沿活動盤偏出定時器凸輪的邊緣滑動時，壓腳與活動盤邊緣之間存在一個摩擦力，該摩擦力仍可以與定時器凸輪上的短銷對活動盤的作用力達成平衡；活動盤邊緣偏出定時器凸輪的狀態(tài)保持不變。隨著活動盤偏出定時器凸輪的邊緣逐漸轉(zhuǎn)過壓腳，聯(lián)動件逐漸回擺，滑動件隨聯(lián)動件回移一定距離后，因其上側(cè)凸起27被卡鎖構(gòu)件的圓弧面11阻擋而鎖定。滑動件與聯(lián)動件之間形成一個間隙，如圖5所示。
[0054]d)設(shè)定好定時時長后，放開定時手柄，計時開始，主軸在定時發(fā)條作用下開始帶動定時器凸輪反轉(zhuǎn)，活動盤因邊緣受到反向摩擦力回位；聯(lián)動件壓腳抵靠在定時器凸輪外緣滑動。直致計時接近結(jié)束，整個計時過程中，僅定時器部分話動，聯(lián)動件、滑動件、卡鎖構(gòu)件等均不發(fā)生動作?；瑒蛹冀K與聯(lián)動件保護一個間隙，如圖6、圖7所示。在整個計時過程中，壓腳對定時器凸輪外緣的壓力來自于聯(lián)動件的復(fù)位彈簧，因為聯(lián)動件復(fù)位彈簧僅用于推動聯(lián)動件向定時器凸輪靠攏，僅需很小的力即可，不需要像用于推動滑動件驅(qū)動閥桿旋轉(zhuǎn)一樣粗彈簧。因此，聯(lián)動件作用在定時器凸輪圓周面上的壓力很小。最大限度地避免了因為壓腳在定時器凸輪圓周面上的摩擦力導(dǎo)致定時器凸輪在計時結(jié)束前停轉(zhuǎn)的問題。
[0055]e)計時結(jié)束前，聯(lián)動件壓腳抵壓點由定時器凸輪外緣平移過度到活動盤外緣，直到抵壓點沿入活動盤凹口，如圖8所示,計時結(jié)束。此時,活動盤凹口的反轉(zhuǎn)側(cè)邊緣25受到壓力，活動盤在主軸、短銷等導(dǎo)向作用下，瞬間向凹口側(cè)偏移。壓腳落入凹口，聯(lián)動件迅速向后擺動，聯(lián)動件上端通過連桿拉動卡鎖構(gòu)件向后擺動，卡鎖構(gòu)件下端弧形面的下緣隨擺動升高。當(dāng)弧形面下緣高于滑動件上側(cè)凸起的上緣時，滑動件的鎖定被解除。在壓縮彈簧5的作用下，滑動件7迅速向后移動，直致其后端抵到在聯(lián)動件前側(cè)?；瑒蛹杆傧蚝笠苿拥倪^程中，其上齒條6通過齒輪4帶動閥桿3逆時針旋轉(zhuǎn)，將閥門關(guān)閉，閥門關(guān)閉后的狀態(tài)如圖2所示。
[0056]在本例中，定時器凸輪直接裝配在主軸上，結(jié)構(gòu)相對簡單。不難想到的是，定時器凸輪及活動盤可以安裝在獨產(chǎn)的凸輪軸上。凸輪軸與主軸通過通過齒輪機構(gòu)傳動即可。其功能效果并不存在差異。
[0057]參照圖9-11，該組為簡單例舉了三種不同于上例的結(jié)構(gòu)方案。其中圖9為單獨設(shè)置可移動凸輪軸實現(xiàn)定時器凸輪偏移的結(jié)構(gòu)原理示意圖。其中定時器凸輪固定設(shè)置在凸輪軸上，凸輪軸與主軸通過齒輪傳動，凸輪軸兩端設(shè)置在殼體上的滑槽式軸孔內(nèi)。定時操作時，主軸齒輪對凸輪軸齒輪產(chǎn)生一個指向聯(lián)動件壓腳的分力，推動凸輪軸與定時器凸輪一起向壓腳方向偏移一定距離。放開手柄后，開始計時，主軸齒輪反轉(zhuǎn)，對凸輪軸齒輪的分力消失。定時器凸輪在壓腳的抵推作用下帶動凸輪軸反向移動復(fù)位。
[0058]圖10為另一種卡鎖機構(gòu)結(jié)構(gòu)原理示意圖。這種卡鎖機構(gòu)，采用移動代替上例中的擺動。相比之下各有優(yōu)點。圖11為單設(shè)定時器凸輪實現(xiàn)其相對于主軸或凸輪軸偏移的結(jié) 構(gòu)原理示意圖。與上例設(shè)置活動盤的方案相比，結(jié)構(gòu)更簡單。
【權(quán)利要求】
1.一種機械式定時閥門，包括通過開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)相互關(guān)聯(lián)的機械式定時器和閥門，所述機械式定時器包括由計時發(fā)條驅(qū)動反轉(zhuǎn)的主軸、控制主軸回轉(zhuǎn)速度的擒縱調(diào)速機構(gòu)、與主軸同軸或聯(lián)動的凸輪軸，凸輪軸上安裝定時器凸輪；其特征在于，所述開關(guān)執(zhí)行機構(gòu)包括一通過往復(fù)移動驅(qū)動閥門打開或關(guān)閉的滑動件、一單向推動滑動件向開閥方向移動的聯(lián)動件、一限制處于打開閥門位置的滑動件向關(guān)閥方向移動的卡鎖機構(gòu)，聯(lián)動件的關(guān)閥方向側(cè)的壓腳抵靠在定時器凸輪的圓周上；定時器凸輪圓周上設(shè)有凹口，聯(lián)動件的壓腳進入凹口時聯(lián)動件驅(qū)動卡鎖機構(gòu)解除對滑動件的鎖定；所述滑動件被配置有驅(qū)動其向關(guān)閥方向移動的關(guān)閥驅(qū)動機構(gòu)，聯(lián)動件被配置有推動聯(lián)動件向定時器凸輪靠攏的驅(qū)動彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，被卡鎖機構(gòu)鎖定的滑動件與聯(lián)動件間存在間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述關(guān)閥驅(qū)動機構(gòu)是彈簧、彈片、或者其它可以產(chǎn)生頂推、牽拉作用的部件或機構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述定時器凸輪固定安裝在凸輪軸上，定時器凸輪遠離凹口的一側(cè)設(shè)一短軸，一與定時器凸輪重疊設(shè)置的活動盤上對應(yīng)定時器凸輪上的凹口、圓心、及短軸分別設(shè)輔助凹口、導(dǎo)向滑槽、導(dǎo)向斜槽；其中導(dǎo)向滑槽套配在凸輪軸上，導(dǎo)向斜槽套配在定時器凸輪上設(shè)的短軸上；導(dǎo)向斜槽遠離導(dǎo)向滑槽的一端向定時操作方向傾斜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的機械式定時閥門，其特征在于，當(dāng)活動盤相對于定時器凸輪向凹口的反方向偏移至極限時，其凹口側(cè)的邊緣與定時器凸輪的邊緣重合，其凹口的計時方向側(cè)的側(cè)邊偏出定時器凸輪的凹口該側(cè)側(cè)邊；當(dāng)活動盤相對于定時器凸輪向凹口方向偏移至極限時，其凹口側(cè)的邊緣偏出定時器凸輪的邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述活動盤為圓盤，活動盤半徑與定時器凸輪半徑相等，導(dǎo)向滑槽靠近凹口的一端圓心與活動盤圓心重合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，卡鎖機構(gòu)中的卡鎖構(gòu)件擺動設(shè)置，卡鎖構(gòu)件上與滑動件相互作用的部位為圓弧面，圓弧面以卡鎖構(gòu)件的擺動軸心為軸心。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述閥門為閥桿轉(zhuǎn)動式閥門，滑動件可以在側(cè)面設(shè)齒條，與閥桿同軸設(shè)置有與齒條哨合的齒輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述閥門閥桿移動式的閥門，所述滑動件為與閥桿直接連接的塊狀、條狀或桿狀部件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述凸輪軸與主軸為同一根軸，所述聯(lián)動件下端與殼體轉(zhuǎn)動連接，壓腳設(shè)置在聯(lián)動件中部，聯(lián)動件上端與連桿的一端套接，連桿另一端與卡鎖構(gòu)件上端單向鉤連，卡鎖構(gòu)件下端轉(zhuǎn)動連接在殼體上，下端前側(cè)具有一段以轉(zhuǎn)軸軸心為軸心的圓弧面；卡鎖構(gòu)件被配置有推動卡鎖構(gòu)件上端向前擺動的驅(qū)動彈簧；滑動件為條狀部件，上側(cè)設(shè)有一凸起，前端設(shè)有壓縮強簧，后端對應(yīng)在聯(lián)動件中部前側(cè)；滑動件下側(cè)設(shè)有一段齒條構(gòu)造，閥門的閥桿上設(shè)與齒條相配合的齒輪。
【文檔編號】F16K5/06GK103867743SQ201410050161
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】阮迪榮, 阮澤凱 申請人:慈溪市凱迪電子有限公司