專利名稱：小口徑手動電動兩用電動球閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種使手動閥門能夠?qū)崿F(xiàn)既能手動又能電動的技術(shù)。
目前國內(nèi)外出現(xiàn)的小型電動球閥為直流電動機(jī)帶動減速機(jī)傳遞扭矩，直流電動機(jī)相對交流電動機(jī)容易損壞，不易維修，其減速機(jī)各軸用滾動軸承支撐，各減速軸在減速機(jī)內(nèi)都運(yùn)轉(zhuǎn)而傳遞力矩，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，工藝性差。另外由于減速機(jī)及球閥機(jī)械慣性而導(dǎo)致電動球閥到位不可靠，同時手動閥門不能電動，而電動閥門又不能手動。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種工作可靠，既能手動又能電動結(jié)構(gòu)緊湊的電動球閥，它能有效地克服一般電動球閥機(jī)械慣性引起的到位不可靠缺陷。
本實(shí)用新型目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用一單向可逆電機(jī)作為動力，其上面裝一不帶滾動軸承微型減速機(jī)，通過一對齒輪副傳遞給電動球閥中心軸，再通過一帶手柄的連接軸將動力傳遞給球閥閥芯，其中齒輪副中大齒輪為一扇形齒輪，扇形齒輪上裝有慣性阻尼裝置。
單相可逆電機(jī)有兩個繞組，兩繞組四個端點(diǎn)中各取一端點(diǎn)連成一公共點(diǎn)，其余兩個端點(diǎn)和一換向電容相連，將單相電源分別接通公共點(diǎn)和某同電容相連的繞組的端點(diǎn)即可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，電機(jī)上固定一小齒輪不用定位銷采用過盈配合壓緊在電機(jī)輸出軸上。
減速機(jī)采用三根軸，其中一根較粗的軸只固定減速機(jī)最后一個齒輪作為減速機(jī)的輸出軸輸出扭矩，該軸在減速機(jī)箱體內(nèi)，不再裝任何其他齒輪，其余各級大小齒輪的軸孔內(nèi)裝有滑動軸套型滑動軸承空套在其余兩根軸上，使這些齒輪能在極小的間隙下繞軸轉(zhuǎn)動，這兩根軸與輸出軸的區(qū)別是不傳遞扭矩，即自身不轉(zhuǎn)動(理想狀態(tài)下)。三根軸的兩端都借減速機(jī)箱體兩個端面支撐。其中輸出軸的兩個端面內(nèi)仍裝有支撐該軸轉(zhuǎn)動的軸套型滑動軸承，三根軸的橫截面軸心連線組成一直角三角形，直角點(diǎn)為一不轉(zhuǎn)動固定軸的中心點(diǎn)，減速機(jī)內(nèi)除了最后一個輸出齒輪外，都做成一大一小的結(jié)構(gòu)，即小齒輪直接壓入大齒輪軸孔內(nèi)，并以一球型定位銷壓入其結(jié)合面以固定兩齒輪，然后再壓入滑動軸承，形成整體齒輪對，當(dāng)電機(jī)齒輪將扭矩傳遞給空套在某一固定軸上的大齒輪時，該大齒輪帶動固定于自身的小齒輪轉(zhuǎn)動，小齒輪再帶動另外一根軸上的大齒輪轉(zhuǎn)動，由于這一正在轉(zhuǎn)動的大齒輪也固定有小齒輪，再將扭矩傳遞給空套在原先的軸上的第二個齒輪對，這樣一級一級的傳動都在兩根自身不傳動的軸之間的齒輪對進(jìn)行，這兩根軸最后一級的小齒輪再將扭矩傳遞給輸出軸，大齒輪帶動輸出軸轉(zhuǎn)動，各軸齒輪對之間裝有薄型墊圈，然后再將電機(jī)與減速機(jī)固定在一起成為一個整體以減速機(jī)輸出軸作為最后的輸出，該輸出軸伸出其箱體外面部分再裝一小齒輪。
軸承座同電動球閥外殼底座設(shè)計(jì)為一個整體，軸承座并垂直電動球閥外殼底座，軸承座上下各裝一滾動軸承，內(nèi)裝一中心軸，軸上端裝一扇形大齒輪與減速機(jī)輸出軸上的小齒輪相嚙合，這樣就可以將電機(jī)上扭矩通過減速機(jī)傳遞給閥芯帶動球閥作開關(guān)動作了。另外，兩滾動軸承之間裝一軸套，抵住兩軸承內(nèi)圈。
中心軸下端伸出電動球閥外殼底座與球閥芯是靠一個圓柱型連接軸相連的。圓柱連接軸上下端分別銑出一個適當(dāng)深度的扁槽，上下扁槽的縱剖面互相垂直。上下垂直的扁槽和寬度以適當(dāng)?shù)呐浜瞎钸B接中心軸下端的扁端和球閥閥芯的扁端。連接軸中間固定一只手柄，手柄的軸線與圓柱面的法平面垂直，其手柄在電動球閥“開”或“關(guān)”到位點(diǎn)時的水平位置與中心軸的某一縱剖面成45°，在圓柱型軸承座上端內(nèi)固定一軸承座蓋，并壓緊上面的滾動軸承外圈，軸承座蓋內(nèi)再空套一軸套抵住上面的滾動軸承內(nèi)圈，該軸套稍高出固定的軸承座蓋水平面，上面裝扇形齒輪即扇形齒輪正好壓緊在該軸套上，并與減速機(jī)輸出軸小齒輪嚙合。
在減速機(jī)輸出小齒輪端，對稱小齒輪端固定兩只限位開關(guān)其限位開關(guān)固定板與電動球閥底座相連。兩限位開關(guān)的動觸點(diǎn)的臂必須裝在上述近小齒輪側(cè)，其臂的水平面略高于扇形齒輪水平面1-2mm。在扇形齒輪上端再裝一軸套，在軸套上空套一適當(dāng)直徑和厚度的阻尼輪，軸套略高于阻尼輪水平面，阻尼輪上端用一螺栓或一銷釘固定一適當(dāng)長度的阻尼輪碰臂，其伸出長度以能碰到限位開關(guān)動觸點(diǎn)的臂的適當(dāng)位置為度。其固定螺栓或銷在阻尼輪下端伸出4-5mm，伸出部分套入扇形齒輪上的一個直徑大于銷或螺栓直徑5mm左右的圓柱孔內(nèi)。
當(dāng)扇形齒輪帶動球閥芯逆時針轉(zhuǎn)動時，由于扇形齒輪孔與阻尼輪圓柱銷或螺栓的配合間隙不太大，所以一旦扇形齒輪轉(zhuǎn)過與阻尼輪的間隙后，阻尼輪將跟著大齒輪逆時針轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)到球閥關(guān)到位點(diǎn)時，阻尼輪碰臂碰到限位開關(guān)的動觸點(diǎn)的臂而切斷電源，電機(jī)斷電，球閥關(guān)到位。
通常閥與減速機(jī)在電機(jī)斷電后由于機(jī)械慣性的存在，球閥及大齒輪要順時針轉(zhuǎn)一點(diǎn)，這一來勢必造成阻尼輪的碰臂同限位開關(guān)動觸點(diǎn)的臂離脫而重新接通電機(jī)電源，再使閥芯逆時針轉(zhuǎn)，從而引起在球閥到位點(diǎn)的循環(huán)往復(fù)的轉(zhuǎn)動而不能自停。由于在設(shè)計(jì)時考慮了機(jī)械慣性增加了球閥阻尼裝置，即再在圓柱軸承座上固定一阻尼輪彈簧片，簧片與圓柱軸承座軸線平行，靠近阻尼輪端裝一調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)阻尼輪與其套之間的松緊。這樣當(dāng)大齒輪逆時針轉(zhuǎn)到球閥關(guān)到位時，由于阻尼輪調(diào)節(jié)彈簧力的阻尼作用，使阻尼輪碰臂在扇形齒輪因機(jī)械慣性順時針轉(zhuǎn)動時而不至于立即使阻尼輪跟著轉(zhuǎn)，首先必須使扇形齒輪轉(zhuǎn)過扇形齒輪銷孔與阻尼輪銷的空檔間隙，所以阻尼輪沒有因扇形齒輪順時針轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動，其碰臂仍然碰在限位開關(guān)的動觸點(diǎn)的臂上切斷電機(jī)電源，球閥仍然置于關(guān)到位點(diǎn)。同理，當(dāng)電機(jī)順時針轉(zhuǎn)動開閥時，情況一樣。
調(diào)節(jié)彈簧的松緊應(yīng)大于阻尼輪與扇形齒輪之間的平面磨擦力和限位開關(guān)動觸點(diǎn)的臂的反彈力的合力。阻尼輪銷與扇形齒輪銷孔的空隙間隙應(yīng)大于機(jī)械慣性反彈轉(zhuǎn)過的角度。
最后，在阻尼輪與中心軸之間的軸套之上加上墊圈，并用螺母與中心軸上端的螺紋端擰緊，防止中心軸向上串動。
通常電動球閥用直流電機(jī)，經(jīng)常要更換碳刷，維修麻煩，該實(shí)用新型采用單相可逆電機(jī)可以克服這一缺點(diǎn)；通常電動球閥不帶手柄不能手動電動并存，該電動球閥既能手動又能電動；通常電動球閥減速機(jī)采用帶滾動軸承傳動機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，整個體積大。該實(shí)用新型減速機(jī)使用滑動軸承傳動，同時最后一級傳動大齒輪采用扇形齒輪。這樣大大縮小了電動球閥幾何尺寸結(jié)構(gòu)更加緊湊；通常電動球閥無慣性阻尼裝置，該采用新型專門設(shè)計(jì)了阻尼裝置，有效地克服了電動球閥到位不可靠缺陷。
以下結(jié)合附圖對實(shí)例作進(jìn)一步說明。
圖一為減速機(jī)結(jié)構(gòu)簡


圖1齒輪對2墊片3滑動軸承4定軸5擋圈 6齒輪對 7定軸8齒輪對9齒輪對10齒輪對 11輸出軸 12滑動軸承13減速機(jī)箱體14減速箱內(nèi)輸出齒輪15電機(jī)輸出軸16電機(jī)小齒輪17滑動軸承 18減速機(jī)下端面19單相電機(jī)電機(jī)通過小齒輪16將力矩傳遞給齒輪對10，10傳給齒輪對1，齒輪1傳給齒輪9，齒輪9傳給齒輪6，齒輪6傳給齒輪8，齒輪8傳給齒輪14帶動輸出軸11運(yùn)轉(zhuǎn)。
圖二為電動球閥結(jié)構(gòu)簡
圖19電機(jī) 20限位開關(guān)固定板21限位開關(guān)22小齒輪23扇形齒輪 24阻尼輪碰臂25阻尼輪26阻尼輪銷 27阻尼輪內(nèi)套28墊圈 29螺母 30軸套31阻尼輪調(diào)節(jié)螺栓32阻尼輪調(diào)節(jié)螺母33軸承座蓋 34阻尼輪調(diào)節(jié)簧片35軸承 36軸套 37中心軸38軸承座39軸承 40密封圈41連接軸42球閥支架 43球閥 44手柄當(dāng)減速機(jī)通過齒輪(22)將扭矩傳遞給扇形齒輪(23)時，齒輪(23)將力矩傳遞給中心軸(37)，中心軸再通過上下端有扁槽的連接軸與球閥芯相連而帶動球閥動作。球閥在“開”或“關(guān)”運(yùn)轉(zhuǎn)中，扇形齒輪銷孔帶動阻尼輪銷連同阻尼輪一起轉(zhuǎn)動，從而使阻尼碰臂在球閥“開”或“關(guān)”到位時碰到到位限位開關(guān)而使電機(jī)切斷電源完成到位動作。
由于存在扇形齒輪銷孔與阻尼輪銷的一間隙空擋，故在切斷電源后由機(jī)械慣性而引起的扇形齒輪與由到轉(zhuǎn)動方向相反的反轉(zhuǎn)，故只有扇形齒輪反轉(zhuǎn)阻尼輪不反轉(zhuǎn)從而使阻尼輪碰臂24還是緊緊壓在限位開關(guān)的動觸點(diǎn)的臂上，使電機(jī)保持在到位狀態(tài)(開或關(guān))再到另外一個狀態(tài)時，扇形齒輪再帶動阻尼輪轉(zhuǎn)動到位情況相同。阻尼輪內(nèi)套27空套于阻尼輪上，并且稍高于阻尼輪水平面，以保持中心軸壓緊螺母固定中心軸而不壓緊阻尼輪。
權(quán)利要求1.一種手動電動兩用電動球閥采用一單相可逆電機(jī)(19)，其上面裝一微型減速機(jī)(1)-(18)，減速機(jī)上面裝一對齒輪(22)，(23)，齒輪(23)將扭矩傳遞給軸(37)，再傳給連接軸(41)，連接軸(41)再將扭矩傳遞給閥門(43)，其特征在于微型減速機(jī)不帶滾動軸承，連接軸中間部分固定一只手柄，齒輪(23)為扇形齒輪，扇形齒輪(23)上裝一個慣性阻尼裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動球閥，其特征是微型減速機(jī)設(shè)計(jì)成三根平行軸，兩根軸固定于減速機(jī)兩端面理想狀態(tài)下不轉(zhuǎn)動，輸出軸在減速機(jī)兩端面內(nèi)裝有滑動軸承，工作時，該軸轉(zhuǎn)動傳遞力矩，三根軸橫截面軸心連線為一直角三角形，直角點(diǎn)為不轉(zhuǎn)動的固定軸心，固定軸上的大小齒輪為一裝配式整體齒輪對，內(nèi)裝滑動軸承套空套在固定軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動球閥，其特征是手柄(44)軸線與圓柱面的法面垂直，其手柄在電動球閥“開”或“關(guān)”到位點(diǎn)時的水平面位置與中心軸的某一縱剖面成45°角。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動球閥，扇形齒輪(23)上端裝一軸套(27)，在軸套上空套一適當(dāng)直徑和厚度的阻尼輪，軸套略高于阻尼輪水平面，阻尼輪上端用一螺栓或一銷釘固定一適當(dāng)長度的阻尼輪碰臂，其伸出長度以能碰到限位開關(guān)動觸點(diǎn)的臂的適當(dāng)位置為度，其固定螺栓或一銷在阻尼輪下端伸出4-5mm，伸出部分套入大齒輪上的一個直徑大于銷或螺栓直徑5mm左右的圓柱孔內(nèi)，再在圓柱軸承座(38)上固定一阻尼輪彈簧片，簧片與圓柱軸承座的軸線平行，其靠近阻尼輪端裝一調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓的端面垂直阻尼輪的圓柱面的法平面。
專利摘要本實(shí)用新型是小口徑手動電動兩用電動球閥,該閥采用一單相可逆電機(jī)作為動力將扭矩傳遞給封閉的微型減速機(jī),并與電機(jī)組裝成一整體,其輸出軸再通過一級齒輪將動力傳送給閥芯帶動球閥動作,當(dāng)要關(guān)閥,電機(jī)逆時針轉(zhuǎn),減速機(jī)輸出軸順時針轉(zhuǎn),閥芯則逆時針轉(zhuǎn);開閥則各轉(zhuǎn)向相反,電機(jī)的轉(zhuǎn)向是靠單相電機(jī)兩繞組的換向電容和電源的分別接通而完成的,電機(jī)的起停與球閥的到位控制是由兩限位開關(guān)與阻尼裝置完成的,選用的球閥可以是金屬閥或塑料閥,球閥芯與傳遞到球閥芯的中心軸靠一連接軸相連,連接軸上裝一手柄以完成電動球閥手動動作。
文檔編號F16K31/04GK2308773SQ96250959
公開日1999年2月24日 申請日期1996年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月27日
發(fā)明者朱竹慶 申請人:朱竹慶