專利名稱：帶通用性動力部件的電動執(zhí)行機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于自動化儀表終端的電動執(zhí)行機構(gòu)。它以電源為動力通過伺服放大器接受來自調(diào)節(jié)器的電信號，並轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛄夭倏v調(diào)節(jié)閥實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動調(diào)節(jié)。
現(xiàn)有的電動執(zhí)行機構(gòu)隨調(diào)節(jié)閥閥桿運動方式的不同而不同，並且行程不可調(diào)。因此，為配套不同的閥桿運動方式和不同行程規(guī)格的閥就出現(xiàn)眾多的電動執(zhí)行機構(gòu)，其結(jié)果使產(chǎn)品及其零部件難以實現(xiàn)系列化、標準化和通用化，產(chǎn)品的質(zhì)量提高與成本降低比較困難，生產(chǎn)中的流動資金比較大，容易發(fā)生一些產(chǎn)品脫銷而另一些積壓，並且用戶也因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不能隨閥調(diào)整或行程范圍不可改變而感到不便。
本實用新型的目的是設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、行程范圍可以調(diào)整而且在結(jié)構(gòu)作較小的變化后即可達到一個產(chǎn)品與不同行程范圍或不同閥桿運動方式的調(diào)節(jié)閥配套使用的帶通用性動力部件的電動執(zhí)行機構(gòu)，使它的品種規(guī)格減少以利于實現(xiàn)零部件的三化、質(zhì)量的提高成本降低和減少生產(chǎn)中的流動資金，並且使用戶在調(diào)節(jié)閥閥桿運動方式或行程發(fā)生變化時，不用更換動力部件。
本實用新型分析了現(xiàn)有電動執(zhí)行機構(gòu)不能歸結(jié)成一種通用結(jié)構(gòu)的原因。直行程閥的電動執(zhí)行機構(gòu)比角行程閥的電動執(zhí)行機構(gòu)多了一套變角位移為線位移的螺旋傳動裝置，該裝置在減速器出軸上安裝，要求減速器出軸轉(zhuǎn)角大于360°(如螺距為8mm行程規(guī)格為10、16、25的DKZ－310電動執(zhí)行機構(gòu)出軸轉(zhuǎn)角分別為1 1/4 ×360°、2×360°、3 1/3 ×360°，規(guī)格相同、螺距為3mm的ZAZ型電動執(zhí)行機構(gòu)該轉(zhuǎn)角分別為3 1/3 ×360°、5 1/3 ×360°8 1/3 ×360°)，如果把它的結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)角不大于90°的角行程電動執(zhí)行機構(gòu)統(tǒng)一，那么后者的位置反饋凸輪、限位凸輪、行程顯示器等將無法在前者轉(zhuǎn)角大于360°的情況下工作。
本實用新型作了以下的結(jié)構(gòu)改進1.把角位移轉(zhuǎn)為線位移的螺旋傳動裝置改成齒輪齒條傳動裝置，並且把它從動力部件中分離出來，使配套于不同調(diào)節(jié)閥的電動執(zhí)行機構(gòu)的動力部件結(jié)構(gòu)得到統(tǒng)一，而齒輪齒條傳動裝置安裝到動力部件出軸上，並通過對它的合理設(shè)計既保證減速器出軸轉(zhuǎn)角小于180°又滿足所需的直行程距離要求。2.用平面凸輪與微動開關(guān)作電氣限位，並以電位器調(diào)節(jié)位置反饋信號大小，使電動執(zhí)行機構(gòu)行程范圍可調(diào)。
帶通用性動力部件的電動執(zhí)行機構(gòu)包含兩大組成部分一是一個不隨調(diào)節(jié)閥閥桿運動方式變化而變化的通用性動力部件，二是一個在動力部件輸出軸上安裝的作為執(zhí)行機構(gòu)的機械傳動基礎(chǔ)件。傳動基礎(chǔ)件是一種在機械傳動中最通用最成熟的機構(gòu)，如齒輪齒條傳動裝置、聯(lián)軸器或連桿機構(gòu)等。使用中可根據(jù)閥桿運動方式進行選用。
動力部件包含了一個伺服電機、一個二級減速器、一個位置發(fā)送器、一個可調(diào)行程范圍的電氣限位裝置、一個能直接顯示出位移量大小的顯示器和手動操作裝置，動力部件的第一級減速由伺服電機自帶，第二級采用蝸輪減速器。蝸桿軸外伸端接手動操作裝置而蝸輪軸外伸端作為動力部件出軸輸出動力。位置發(fā)送器是采用線性度良好的差動變壓器，它的輸出量靠蝸輪軸上的等速凸輪控制。該凸輪可以反裝在蝸輪軸上使電動執(zhí)行機構(gòu)由電開式轉(zhuǎn)變?yōu)殡婈P(guān)式。電氣限位裝置包括兩個平面限位凸輪和兩個微動開關(guān)。凸輪通過其輪轂上的螺釘頂緊在蝸輪軸上，并隨蝸輪軸的轉(zhuǎn)動觸動微動開關(guān)實現(xiàn)電氣限位。改變電動執(zhí)行機構(gòu)的行程范圍時需調(diào)整限位凸輪在軸上的初相角。行程顯示器包括一個在蝸輪軸上安裝的指針和一個帶有線位移和角位移刻度盤的表頭。與機械部分協(xié)調(diào)的電氣部分是由變壓器和電子元件組成，它帶有變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓、功放等功能的電路，以實現(xiàn)行程值用電信號來表達。該信號可用于遠距離行程指示并作為一種與輸入信號相平衡的信號進入比例環(huán)節(jié)用以控制伺服電機的轉(zhuǎn)動。
下面結(jié)合實施例并對照附圖對本實用新型的電動執(zhí)行機構(gòu)作進一步的敘述。附圖內(nèi)容有


圖1、圖2、圖3分別表示了三個實施例的外形圖；圖4是動力部件剖視圖；圖5、圖6、圖7分別是圖4的A－A剖視、B－B剖視和N向視圖；圖8是動力部件的電氣線路圖。
從
圖1、圖2、圖3上可以看出這三個電動執(zhí)行機構(gòu)帶有一個相同結(jié)構(gòu)的動力部件Ⅰ和作為不同執(zhí)行機構(gòu)的機械傳動基礎(chǔ)件Ⅱ。
圖1的傳動基礎(chǔ)件是一個連接在杠桿Ⅱ1上的連桿機構(gòu)。(圖中未表示出來)，它可用于驅(qū)動在遠距離或高溫等情況下不便直接聯(lián)結(jié)的轉(zhuǎn)角閥或風(fēng)門擋板等；圖2的傳動基礎(chǔ)件是聯(lián)軸器Ⅱ2，它用于直接驅(qū)動蝶閥、撓曲閥、球閥等；圖3是以齒輪齒條傳動裝置Ⅱ3為傳動基礎(chǔ)件，用于驅(qū)動各種直行程閥。
在表示實施例1的
圖1中，杠桿Ⅱ1通過平鍵連接在動力部件出軸22上，杠桿旋轉(zhuǎn)方向上有兩個圓形擋鐵9是用于防止手動操作越位的機械限位裝置?，F(xiàn)有電動執(zhí)行機構(gòu)中該擋鐵為平底，限位效果不佳。這里采用了
圖1a中所表示的帶鋸齒形的底，齒面作淬火處理，並且安裝時使齒的傾斜方向?qū)χ軛U運動的方向，以增加越位的阻抗。
在表示實施例2的圖2中，采用了一字形聯(lián)軸器Ⅱ2，圖2a和圖2b分別表示上、下兩半聯(lián)軸器的正、俯視圖，它制造容易、裝拆方便，而且不受聯(lián)接兩端軸徑大小的影響。
在表示實施例3的圖3中，齒輪齒條傳動裝置Ⅱ3中的齒輪通過鍵連接在動力部件出軸22上，齒條則通過閥桿聯(lián)接器10與調(diào)節(jié)閥相連，齒條底部裝有緩沖彈簧。
通用性動力部件的機械結(jié)構(gòu)可以從圖4、圖5、圖6和圖7中看到。它的外形包括三個部分，圖4、圖5中右邊是伺服電機1、中間是箱體8、左邊是一個直接同蝸桿軸21相連的手動操作裝置7。伺服電機帶第一級減速器11，它的輸出軸同第二級蝸輪減速器2的蝸桿軸21連接，動力從蝸輪軸22輸出。圖4上可以看到箱體8分有兩個室，蝸輪減速器占其中一個室，軸22的一端伸出箱體外，其上面帶有與執(zhí)行機構(gòu)Ⅱ連接的鍵，另一端穿入箱體另一室，該室機械結(jié)構(gòu)可以從圖4和圖6上看到，它內(nèi)部安裝了位置發(fā)送器3、電氣限位裝置4和行程顯示器6。位置發(fā)送器包含了一個差動變壓器31、一個安裝在蝸輪軸上用于位置反饋的等速凸輪32和元件板5。電氣限位裝置4包含了兩個在蝸輪軸22上安裝的平面凸輪41和兩個與平面凸輪相配合完成行程限位作用的微動開關(guān)42。從圖4上看到行程顯示器6包含一個在箱體8外表面上安裝的帶透明窗口的表頭61和一個在蝸輪軸端安裝的指針62，表頭內(nèi)的刻度盤63可在圖7上看到，它上面的角位移直接反映出指針62所轉(zhuǎn)過的角度而線位移是通過對齒輪齒條傳動裝置中齒輪節(jié)圓的換算而得。
元件板5上所固定的電源變壓器和電子元件組成的電氣線路可從圖8上看到。220V交流電從①、②兩點輸入，經(jīng)變壓器BD降壓、ZL橋式整流、C1濾波、WY穩(wěn)壓后成為一穩(wěn)定的直流電向電子線路供電。由BG1、BG2組成的多諧振蕩器產(chǎn)生1～5KHZ接近方波的交變電流向差動變壓器BZ的初級線圈供電，BZ中的鐵芯位置與伺服電機D同步並由等速凸輪32的轉(zhuǎn)角所決定，而鐵芯位置又決定了BZ次級線圈所輸出的差值電壓，該電壓經(jīng)整流濾波后加到電位器W的兩端。電位器W是根據(jù)本實用新型電動執(zhí)行機構(gòu)行程可調(diào)的特點而設(shè)置的，用它調(diào)節(jié)差動變壓器的輸出信號使同一電動執(zhí)行機構(gòu)在不同行程范圍內(nèi)工作時其輸出信號一致。該信號經(jīng)運算放大器IC放大，由BG3、BG4轉(zhuǎn)換成直流電流標準信號0～10mA從電容器C8兩端輸出。常閉開關(guān)K2、K3為微動開關(guān)42；常開開關(guān)K1為箱體8上的手動開關(guān)81，手動操作時將它關(guān)閉；電容器C9、變壓器BD、電位器W、差動變壓器BZ在圖6中分別標以53、51、52、31；接點①～⑥接到箱體上的七星插頭座82。
在使用中先根據(jù)調(diào)節(jié)閥閥桿運動形式選用一種機械傳動基礎(chǔ)件Ⅱ安裝到動力部件Ⅰ的出軸22上，然后根據(jù)調(diào)節(jié)閥行程要求對電動執(zhí)行機構(gòu)的行程進行調(diào)整。以一臺最大行程為40mm的電動執(zhí)行機構(gòu)配全行程為25mm的DN50直通閥為例，調(diào)整步驟如下1.將閥與電動執(zhí)行機構(gòu)組裝在一起；2.調(diào)兩個平面限位凸輪在軸上的初相角，使每一凸輪與其相應(yīng)的微動開關(guān)處于即將動作的位置時閥門開度分別為0、100％；3.調(diào)節(jié)位置反饋信號電流，粗調(diào)時可移動差動變壓器上下位置，細調(diào)時可調(diào)等速凸輪轉(zhuǎn)角，使電動執(zhí)行機構(gòu)行程為0時輸出信號為0，行程最大時需再轉(zhuǎn)動電位器使其輸出信號為10mA；4.調(diào)好指針的零位。
本實用新型電動執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)點是1.統(tǒng)一了動力部件的結(jié)構(gòu)，而對閥桿運動形式不同引起的結(jié)構(gòu)差異集中到占結(jié)構(gòu)比例較小的執(zhí)行機構(gòu)上，並且執(zhí)行機構(gòu)選用了機械中最為常見并已規(guī)范化的傳動基礎(chǔ)件。因此它的產(chǎn)品及其零部件容易實現(xiàn)系列化、通用化、標準化，使質(zhì)量提高、成本降低。2.根據(jù)閥桿運動形式進行選用的機械傳動基礎(chǔ)件拆裝方便，使一個產(chǎn)品在作較小的結(jié)構(gòu)變換后即可用于另一種調(diào)節(jié)閥，並且行程范圍可以改變，因此一種產(chǎn)品能與不同規(guī)格的調(diào)節(jié)閥配套。其結(jié)果不僅使用戶感到靈活、方便，而且也解決了生產(chǎn)廠因品種規(guī)格多或者某一些零部件積壓而引起的流動資金大的問題。
權(quán)利要求1.一種包含有帶第一級減速器11的伺服電機1、第二級蝸輪蝸桿減速器2、帶元件板5的位置發(fā)送器3、電氣限位裝置4、行程顯示器6和手動操作裝置7的通用性動力部件I和在動力部件出軸22上安裝的執(zhí)行機構(gòu)Ⅱ的帶通用性動力部件的電動執(zhí)行機構(gòu)其特征是(1)執(zhí)行機構(gòu)Ⅱ是根據(jù)調(diào)節(jié)閥閥桿運動形式進行選用的機械傳動基礎(chǔ)件；(2)電氣限位裝置4包含了兩個在蝸輪軸22上安裝的可調(diào)其初相角大小的平面凸輪41、兩個與平面凸輪相配合完成行程限位作用的微動開關(guān)42和一個用以調(diào)節(jié)位置反饋信號大小的電位器52；(3)行程顯示器6的表頭61內(nèi)帶有一個能直接反映出電動執(zhí)行機構(gòu)的角位移或線位移的刻度盤63；(4)手動操作限位用的圓形擋鐵9底部帶有能增加限位效果的齒。
2.如權(quán)利要求1所述的帶通用性動力部件的電動執(zhí)行機構(gòu)其特征是所說的執(zhí)行機構(gòu)Ⅱ是一個與角行程閥連接的在杠桿Ⅱ1上安裝的連桿機構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述的帶通性動力部件的電動執(zhí)行機構(gòu)其特征是所說的執(zhí)行機構(gòu)Ⅱ是一個用于直接連接角行程閥并在蝸輪軸22上安裝的聯(lián)軸器Ⅱ2。
4.如權(quán)利要求1所述的帶通用性動力部件的電動執(zhí)行機構(gòu)其特征是所說的執(zhí)行機構(gòu)Ⅱ是一個用于直行程閥的齒輪齒條傳動裝置Ⅱ3。
5.如權(quán)利要求1、3所述的帶通用性動力部件的電動執(zhí)行機構(gòu)其特征是所說的聯(lián)軸器Ⅱ2可以是一種容易制造、裝拆方便而且不受聯(lián)接兩端軸徑大小影響的一字形聯(lián)軸器。
專利摘要一種電動執(zhí)行機構(gòu)。它帶通用性動力部件，并在其出軸上安裝了一個可根據(jù)調(diào)節(jié)閥閥桿運動形式選擇的機械傳動基礎(chǔ)件；動力部件內(nèi)以平面凸輪與微動開關(guān)作電氣限位、以電位器調(diào)節(jié)位置反饋信號的大小使行程可調(diào)。本實用新型使一個產(chǎn)品在作較小的結(jié)構(gòu)調(diào)整后即可配套不同品種、不同規(guī)格的閥，使零部件品種規(guī)格減少、易實現(xiàn)三化，并且使用戶感到方便、靈活。它用于自動化儀表終端，把調(diào)節(jié)器傳來的信號通過伺服放大器變?yōu)榱蛄夭倏v調(diào)節(jié)閥。
文檔編號F16K31/04GK2082347SQ90226169
公開日1991年8月7日 申請日期1990年12月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年12月15日
發(fā)明者王鴻君, 王培君 申請人:王鴻君, 王培君