專利名稱：操作裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于使閥動(dòng)作的操作裝置，尤其涉及使基于旋轉(zhuǎn)動(dòng)力的操作成為可能的操作裝置。
背景技術(shù)：
在對(duì)閥的開閉進(jìn)行動(dòng)作的操作裝置中，有下述的操作裝置，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行手動(dòng)式、電動(dòng)式、空氣馬達(dá)式等的輸入，并通過由此得到的旋轉(zhuǎn)使傳遞塊移動(dòng)，通過該移動(dòng)使蘇格蘭軛(Scotch yoke)擺動(dòng)而將移動(dòng)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作，進(jìn)行閥的開閉。作為現(xiàn)有的操作裝置，在手動(dòng)式的操作裝置中，有圖8所示那樣的使用蝸桿齒輪的操作裝置，這種操作裝置是由齒輪減速器構(gòu)成的，該齒輪減速器將輸入端的蝸桿軸5與輸出端的安裝在閥的閥桿9上的蝸輪6組合。在這種操作裝置中，可以通過增減蝸輪6的齒數(shù)來改變減速比，產(chǎn)生輸出扭矩，使閥的閥桿9轉(zhuǎn)動(dòng)從而對(duì)閥進(jìn)行開閉。另外，作為一般的蘇格蘭軛式的操作裝置，如圖9所示，替代圖8的裝置的蝸桿軸， 而設(shè)置將位置固定在同一位置并能夠繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)螺紋軸3，并替代蝸輪而設(shè)置蘇格蘭軛1，將旋轉(zhuǎn)螺紋軸3和具有能夠?qū)⒃撔D(zhuǎn)螺紋軸3旋入的內(nèi)螺紋孔28的傳遞塊2動(dòng)作連結(jié)，并組裝能夠通過旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的旋轉(zhuǎn)在其軸心方向上移動(dòng)的傳遞塊2，由此形成該操作裝置。該操作裝置中，通過旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的旋轉(zhuǎn)使傳遞塊2移動(dòng)。由此，使蘇格蘭軛1以轉(zhuǎn)動(dòng)軸12為中心擺動(dòng)，能夠以使連結(jié)在閥的閥桿9上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12轉(zhuǎn)動(dòng)而進(jìn)行閥的開閉的方式使蘇格蘭軛1移動(dòng)。傳遞塊2上，在與供旋轉(zhuǎn)螺紋軸3旋入的內(nèi)螺紋孔28的軸線成直角的方向上，設(shè)有從兩側(cè)面突出的圓筒部24' ,26'，使該圓筒部24' ,26'嵌合在蘇格蘭軛1的圓筒部滑動(dòng)槽143、163中，使傳遞塊2在旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的軸線方向上移動(dòng)由此使蘇格蘭軛1擺動(dòng)，在連結(jié)在閥的閥桿9上的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12上產(chǎn)生基于輸出扭矩的轉(zhuǎn)動(dòng)。如上述的圖8所示，使用蝸桿及蝸輪的蝸桿齒輪方式的操作裝置中，在能夠開閉的閥的打開位置、關(guān)閉位置、中間位置的各個(gè)位置上，在這些位置得到的輸出扭矩是相同的，當(dāng)在各操作位置的閥的開閉所需的力不同的情況下，尤其是在大口徑、多用于高壓的球閥中，如圖7所示，關(guān)閉時(shí)扭矩變高，開放時(shí)而且直至閥的中間開放位置，所需扭矩逐漸減少，其后以規(guī)定的扭矩成為恒定的扭矩。因此，在閥的關(guān)閉時(shí)，即使是量小也希望能夠得到盡量高的扭矩，但在圖8所示的使用蝸桿齒輪方式的操作裝置中，閥開閉時(shí)的輸出扭矩不變，作為操作裝置，旋轉(zhuǎn)操作需要?jiǎng)幼髁?。另外，在如圖9所示那樣的蘇格蘭軛式的操作裝置中，其輸出扭矩如以下詳細(xì)描述的那樣，另外，如圖7所示，在動(dòng)作的中間位置，與圖8所示的使用蝸桿齒輪的操作裝置相同，但在閥的打開位置、關(guān)閉位置，輸出扭矩T成為中間位置的兩倍的扭矩Ta，由于希望使傳遞塊2移動(dòng)的手柄4的操作動(dòng)作力是均勻的，因此，希望能夠?qū)崿F(xiàn)輸出扭矩T能夠與之相應(yīng)地變高的操作。下面，關(guān)于圖9所示的操作裝置，對(duì)其構(gòu)造和產(chǎn)生輸出扭矩的機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。如圖11所示，傳遞塊2中，在貫通該傳遞塊2的內(nèi)螺紋部28中旋入并嵌合旋轉(zhuǎn)螺紋軸3，兩圓筒部24' ,26'以能夠滑動(dòng)的方式嵌合在圓筒部滑動(dòng)槽143、163中，該圓筒部滑動(dòng)槽143、163作為長度方向的孔設(shè)在圖10所示的蘇格蘭軛1的兩臂14、16上，而且，兩圓筒部24' ,26'相對(duì)于設(shè)在外殼8及上蓋(未圖示)上的傳遞塊導(dǎo)向件7以能夠沿旋轉(zhuǎn)螺紋軸3移動(dòng)的方式同時(shí)卡合并設(shè)置。 在這樣的圖9所示的操作裝置中，在轉(zhuǎn)動(dòng)操作手柄4使旋轉(zhuǎn)螺紋軸3旋轉(zhuǎn)、使傳遞塊2在圖9中向左右方向移動(dòng)的情況下，雖然手柄4被旋轉(zhuǎn)操作、旋轉(zhuǎn)螺紋軸3旋轉(zhuǎn)，但由于旋轉(zhuǎn)螺紋軸3本身不移動(dòng)，因此，傳遞塊2按手柄4的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、向左右任一方向移動(dòng)。 由此，傳遞塊的圓筒部24' ,26'推壓設(shè)在蘇格蘭軛1的臂14、16上的圓筒部滑動(dòng)槽143、 163，因此使蘇格蘭軛1向任一方向擺動(dòng)，嵌合在蘇格蘭軛1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的嵌合孔18中的閥的閥桿9與轉(zhuǎn)動(dòng)軸12 —同轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠進(jìn)行閥的開閉。在使圖10及圖11所示的蘇格蘭軛1和傳遞塊2組合而成的圖9所示的操作裝置中，如上所述傳遞塊2進(jìn)行沿旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的直線運(yùn)動(dòng)，蘇格蘭軛1擺動(dòng)，由此，將在轉(zhuǎn)動(dòng)角度為90°的范圍內(nèi)動(dòng)作的情況表示在圖7中。在使這樣的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12僅轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)定的角度的情況下，通過圖12的動(dòng)作說明圖，對(duì)圖7所示那樣、在距中間位置45°的旋轉(zhuǎn)角度范圍內(nèi)進(jìn)行擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)的兩端部的位置處、與中間位置相比輸出扭矩成為兩倍的情況進(jìn)行說明，則如下所述。以記號(hào)表示圖12所示的各部的尺寸。S卩，在此，若令F 通過手柄4的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的力，Rt:產(chǎn)生扭矩的力，1 蘇格蘭軛1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的閥桿嵌合孔18的中心20與傳遞塊2的圓筒部中心之間的距離，e 蘇格蘭軛1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的閥桿嵌合孔18的中心20與旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的中心軸線30之間的距離，η 動(dòng)作效率，則輸出扭矩為T = Rt · 1 · n在此情況下，由于Rt = F/cos θ，1 = e/cos θ，貝丨JT = (F · e/cos245° ) · η閥的打開以及關(guān)閉的兩端的位置相對(duì)于中間位置對(duì)稱，若令各個(gè)位置為θ = 45°，則兩端的位置處的輸出扭矩Ta為Ta = (F · e/cos245° ) · η = 2 · F · e · η對(duì)該輸出扭矩特性進(jìn)行圖示，則成為圖7中以虛線表示的Τ。S卩，在中間位置即θ =0°時(shí)，輸出扭矩Ttl為Ttl = F^e* η，因此，Ta = 2 ；，在兩端的打開以及關(guān)閉處，成為中間位置的兩倍的輸出扭矩。尤其是，由于球閥的開閉所需的扭矩一般具有圖7所示那樣的T的特性，因此，在用于閥的開閉的操作裝置中適用蘇格蘭軛式的減速器這一事實(shí)是能夠理解的。另外，當(dāng)球閥從關(guān)閉趨向打開時(shí)最需要扭矩，因此，若令關(guān)閉位置側(cè)為θ =50°， 打開位置側(cè)為θ =90° -50° =40°，則從關(guān)閉趨向打開時(shí)的輸出扭矩Tb為Tb = (F · 1/cos250° ) · η = 2. 42 · F · e · η輸出扭矩增加21%。
但是，從閥的打開趨向關(guān)閉時(shí)，輸出扭矩Tc為Tc = (F · e/cos240° ) · η = 1. 70 · F · e · η輸出扭矩減少15%。這是圖7所示的以粗破折線表示的那樣的特性。若采用這樣的操作裝置，則在閥更加 大口徑、高壓化的今天，無法應(yīng)對(duì)更緊湊且要求高輸出扭矩的現(xiàn)狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，其目的在于提供一種操作裝置，作為閥桿的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作所必需的扭矩，在接近閥的關(guān)閉狀態(tài)的狀態(tài)下能夠得到高扭矩。用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的操作裝置，具有固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上并進(jìn)行擺動(dòng)的蘇格蘭軛；以滑動(dòng)自如的方式卡合在該蘇格蘭軛上并進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的傳遞塊；為使該傳遞塊直線運(yùn)動(dòng)而嵌合設(shè)置在所述傳遞塊上的旋轉(zhuǎn)螺紋軸；安裝在該旋轉(zhuǎn)螺紋軸的端部上，用于向所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸施與旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述蘇格蘭軛具有從所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸伸出并夾持所述傳遞塊的兩股的臂，具有在該臂的兩內(nèi)側(cè)相對(duì)設(shè)置的規(guī)定寬度的軌條部，并且，所述傳遞塊在被所述兩股的臂夾持的兩側(cè)面的長度方向的兩端部具有推壓部，該推壓部以與所述蘇格蘭軛所需的旋轉(zhuǎn)半徑及擺動(dòng)角度相對(duì)應(yīng)地抵接在所述軌條部上的方式設(shè)置。另外，在上述操作裝置中，所述蘇格蘭軛，穿過所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心軸線的所述軌條部的長度方向的動(dòng)作軸線能夠在規(guī)定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)，而且，所述傳遞塊的兩端部上的所述推壓部的動(dòng)作中心以位于與所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸線一致的位置上的方式設(shè)置，抵接在所述軌條部上，所述蘇格蘭軛的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在所述閥的閥桿上。上述操作裝置中的所述蘇格蘭軛中，所述臂以所述軌條部的穿過所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線的長度方向的動(dòng)作軸線相對(duì)于所述軌條部的寬度方向偏向一個(gè)推壓部側(cè)而定位的方式， 安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，通過加長所述蘇格蘭軛的擺動(dòng)終端的旋轉(zhuǎn)半徑，能夠使通過所述傳遞塊而作用的扭矩增大。上述操作裝置中的所述傳遞塊的推壓部，使與所述蘇格蘭軛的所述軌條部的抵接位置距所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸心僅遠(yuǎn)離規(guī)定距離，所述抵接位置位于與所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸線相比遠(yuǎn)離的位置上。上述操作裝置中的所述傳遞塊形成為矩形形狀，所述推壓部隔離設(shè)置在所述傳遞塊上的所述蘇格蘭軛的兩臂的擺動(dòng)的面上，所述推壓部的至少與所述軌條部接觸的部分形成為帶圓角的形狀。上述操作裝置中的所述傳遞塊具有導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔與嵌合所述旋轉(zhuǎn)螺旋軸的嵌合孔平行地設(shè)置，該導(dǎo)向孔與所述旋轉(zhuǎn)螺旋軸相比位于所述蘇格蘭軛的轉(zhuǎn)動(dòng)軸側(cè)，并且貫通地設(shè)置兩端安裝在操作裝置外殼上的導(dǎo)向桿。上述操作裝置中的貫通于設(shè)在所述傳遞塊上的導(dǎo)向孔中的所述導(dǎo)向桿具有比所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸大的軸徑，能夠減輕對(duì)所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的負(fù)載并且減小所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸徑。上述操作裝置中的所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源，由用于手動(dòng)的手柄、電動(dòng)馬達(dá)、空氣馬達(dá)或組合上述這些手段的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
本發(fā)明的操作裝置，具有固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上并進(jìn)行擺動(dòng)的蘇格蘭軛；以滑動(dòng)自如的方式卡合在該蘇格蘭軛上并進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的傳遞塊；為使該傳遞塊直線運(yùn)動(dòng)而嵌合設(shè)置在所述傳遞塊上的旋轉(zhuǎn)螺紋軸；安裝在該旋轉(zhuǎn)螺紋軸的端部上，用于向所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸施與往復(fù)運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，所述 蘇格蘭軛具有從所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸伸出并夾持所述傳遞塊的兩股的臂，具有在該臂的兩內(nèi)側(cè)相對(duì)設(shè)置的規(guī)定寬度的軌條部，并且，所述傳遞塊在被所述兩股的臂夾持的兩側(cè)面的軸線方向的兩端部具有推壓部，該推壓部以抵接在所述軌條部上的方式設(shè)置，因此，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)操作使旋轉(zhuǎn)螺紋軸動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)螺紋軸所嵌合的傳遞塊因旋轉(zhuǎn)螺紋軸的旋轉(zhuǎn)而在其軸線方向上移動(dòng)，具有與設(shè)在傳遞塊的兩端部上的推壓部抵接的軌條部的兩股的臂的蘇格蘭軛因傳遞塊的移動(dòng)而擺動(dòng)，在轉(zhuǎn)動(dòng)中心上固定兩股的臂的轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，嵌合固定在該轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的閥的閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，能夠進(jìn)行閥的開閉，此時(shí)，盡管基于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)操作是恒定的，即使是蘇格蘭軛的旋轉(zhuǎn)半徑的動(dòng)作即將結(jié)束，也能夠充分地獲得施加在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的通過蘇格蘭軛而施加的輸出扭矩，因此，能夠得到高扭矩，構(gòu)造簡單，與臂一體的軌條部也能夠具有高強(qiáng)度，能夠應(yīng)對(duì)存在上述需要的用途。上述操作裝置中，所述蘇格蘭軛，穿過所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線的所述軌條部的大致中心線能夠在規(guī)定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)，而且，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸以在所述傳遞塊的擺動(dòng)終端、所述軌條部抵接在所述傳遞塊的兩端部的所述推壓部上的方式安裝在所述閥的閥桿上，因此，蘇格蘭軛的兩股的臂的與傳遞塊相對(duì)設(shè)置的軌條部以插入傳遞塊的方式設(shè)置，能夠使傳遞塊的軌條部可靠地抵接在與蘇格蘭軛的軌條部相對(duì)應(yīng)地設(shè)置的傳遞塊的推壓部上，并使該軌條部移動(dòng)，規(guī)定的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)在終端附近也能夠可靠地得到。另外，上述操作裝置的所述蘇格蘭軛，以所述軌條部的穿過所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線的動(dòng)作軸線相對(duì)于所述軌條部的寬度方向偏向一個(gè)抵接部側(cè)而定位的方式安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，因此，以相對(duì)于傳遞塊的推壓部的蘇格蘭軛的軌條部的轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心的旋轉(zhuǎn)半徑得到延長，加長所述蘇格蘭軛的擺動(dòng)端部的旋轉(zhuǎn)半徑，能夠使通過所述傳遞塊的移動(dòng)而產(chǎn)生的、作用在蘇格蘭軛的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的扭矩增大，能夠使閥的開閉時(shí)所需的扭矩增大。上述操作裝置中的所述傳遞塊的推壓部，使與所述蘇格蘭軛的所述軌條部的抵接位置距所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸心僅遠(yuǎn)離規(guī)定距離，所述抵接位置位于與所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸線相比遠(yuǎn)離的位置上，因此，蘇格蘭軛的軌條部與傳遞塊的推壓部的抵接位置以將蘇格蘭軛的旋轉(zhuǎn)半徑加長的方式定位，基于軌條部的推壓部的移動(dòng)使轉(zhuǎn)動(dòng)部的扭矩更大地產(chǎn)生，針對(duì)需要閥開閉時(shí)的更強(qiáng)力的旋轉(zhuǎn)扭矩的情況也能夠應(yīng)對(duì)。另外，上述操作裝置中的所述傳遞塊形成為矩形形狀，所述推壓部隔離設(shè)置在所述傳遞塊上的所述蘇格蘭軛的兩臂的擺動(dòng)的面上，所述推壓部的至少與所述軌條部接觸的部分形成為帶圓角的形狀，因此，不僅能夠可靠地進(jìn)行推壓部與蘇格蘭軛的軌條部之間的接觸，還能夠順暢地進(jìn)行擺動(dòng)端部處的動(dòng)作。另外，上述操作裝置中的所述傳遞塊具有導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔與將所述旋轉(zhuǎn)螺旋軸旋入的內(nèi)螺紋孔平行地設(shè)置，該導(dǎo)向孔與所述旋轉(zhuǎn)螺旋軸相比位于所述蘇格蘭軛的轉(zhuǎn)動(dòng)軸側(cè)，并且貫通地設(shè)置兩端安裝在操作裝置外殼上的導(dǎo)向桿，因此，傳遞塊的推壓部距轉(zhuǎn)動(dòng)軸更遠(yuǎn)離地定位，蘇格蘭軛的旋轉(zhuǎn)半徑變大，能夠產(chǎn)生更大的扭矩。另外，上述操作裝置中的貫通于設(shè)在所述傳遞塊上的導(dǎo)向孔中的所述導(dǎo)向桿具有比所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸大的軸徑，能夠減輕對(duì)所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的負(fù)載并且減小所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸徑，因此，能夠進(jìn)一步減小基于傳遞塊的移動(dòng)的旋轉(zhuǎn)螺紋軸的撓曲，能夠進(jìn)一步減小旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸徑，而且能夠產(chǎn)生更大的扭矩。 上述操作裝置中的所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源可以由用于手動(dòng)的手柄、電動(dòng)馬達(dá)、空氣馬達(dá)或組合上述這些手段的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，因此，不僅能夠基于手動(dòng)操作，還能夠通過在設(shè)置場所能夠獲得的電力、壓力空氣對(duì)操作裝置進(jìn)行操作，而且，若將這些驅(qū)動(dòng)裝置組合設(shè)置，可以根據(jù)輸出扭矩的需要程度，能夠以簡單的操作實(shí)現(xiàn)對(duì)手動(dòng)和電動(dòng)或空氣動(dòng)力的切換。關(guān)于本發(fā)明的新穎的特征以及結(jié)構(gòu)、效果，能夠通過與以下的說明相關(guān)聯(lián)的附圖進(jìn)一步理解。另外，附圖中，相同的附圖表及表示相同的構(gòu)成部件。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的操作裝置的部分剖視圖。圖2是圖1所示的本發(fā)明的操作裝置的部分截?cái)喔┮晥D。圖3是圖1所示的本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的操作裝置中使用的蘇格蘭軛的立體圖。圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的操作裝置中使用的傳遞塊的立體圖。圖5是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的操作裝置的動(dòng)作說明圖。圖6是本發(fā)明的其他實(shí)施方式的操作裝置的動(dòng)作說明圖。圖7是表示球閥的開閉與球閥本身以及產(chǎn)生在操作裝置上的扭矩的關(guān)系的線圖。圖8是表示現(xiàn)有的使用蝸桿齒輪的操作裝置的剖視圖。圖9是現(xiàn)有的使用蘇格蘭軛的操作裝置的剖視圖。圖10是圖9所示操作裝置中使用的蘇格蘭軛的立體圖。圖11是圖10所示的操作裝置的組合在蘇格蘭軛上進(jìn)行使用的傳遞塊的立體圖。圖12是圖9所示德操作裝置中的蘇格蘭軛和傳遞塊的動(dòng)作說明圖。附圖標(biāo)記的說明1蘇格蘭軛2傳遞塊3旋轉(zhuǎn)螺紋軸4 手柄5 蝸桿6 蝸輪7傳遞塊導(dǎo)向件8 外殼9 閥桿10導(dǎo)向桿11調(diào)整螺栓12轉(zhuǎn)動(dòng)軸14 臂
16 臂18閥桿嵌合孔20轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心軸線22傳遞塊主體24推壓部24'圓筒部26推壓部26'圓筒部28內(nèi)螺紋嵌合孔四導(dǎo)向孔30旋轉(zhuǎn)螺紋軸軸線100操作裝置142軌條部142'軌條部動(dòng)作軸線143圓筒部滑動(dòng)槽162軌條部163圓筒部滑動(dòng)槽300 閥
具體實(shí)施例方式以下，參照

用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式。參照?qǐng)D1至圖7，用于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式的操作裝置100具有蘇格蘭軛1，其具有嵌合孔18，該嵌合孔18嵌合閥桿9并通過鍵固定方式將閥桿9固定；傳遞塊2，通過該蘇格蘭軛1的兩股的臂14、16對(duì)傳遞塊2進(jìn)行夾持；旋轉(zhuǎn)螺紋軸3，其嵌合并旋入設(shè)在該傳遞塊2上的嵌合孔即內(nèi)螺紋孔觀中；旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置即手柄4，其安裝在該旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的一個(gè)端部上；外殼8，其收納上述部件。用于使設(shè)在管線等上的球閥動(dòng)作的操作裝置100，具有安裝在這樣的閥的閥桿9 上的蘇格蘭軛1，該蘇格蘭軛1如圖3所示，具有轉(zhuǎn)動(dòng)軸12，其具有嵌合閥桿9并通過鍵固定方式將閥桿9固定的嵌合孔18 ；兩股的臂14、16，其以夾持傳遞塊2的方式在軸線方向上隔開間隔地安裝在該轉(zhuǎn)動(dòng)軸12上，在這些臂14、16的內(nèi)側(cè)，軌條部142、162以具有自由端部并具有充分的強(qiáng)度的方式與臂14、16 —體地形成設(shè)置。與這樣的蘇格蘭軛1進(jìn)行組合的傳遞塊2，如圖4所示，在矩形形狀的傳遞塊主體 22上，在其一個(gè)主側(cè)面的長邊方向的兩端部上，與蘇格蘭軛1的擺動(dòng)角度相應(yīng)地隔離設(shè)置有用于與蘇格蘭軛1的軌條部142、162進(jìn)行抵接的推壓部M、24 ；在傳遞塊主體22的另一個(gè)主側(cè)面上，同樣在長度方向上隔離設(shè)置有推壓部沈、26。在傳遞塊主體22上，還設(shè)有內(nèi)螺紋孔觀，該內(nèi)螺紋孔觀刻設(shè)有供旋轉(zhuǎn)螺紋軸3旋入的內(nèi)螺紋，該內(nèi)螺紋孔觀以中心軸與推壓部M、26的動(dòng)作中心位置大致一致或位于其附近的方式開設(shè)并貫通設(shè)置。另外，在傳遞塊主體22上，在遠(yuǎn)離推壓部M、26的一側(cè)，與內(nèi)螺紋孔觀平行地貫通設(shè)置有導(dǎo)向孔四。上述蘇格蘭軛1和傳遞塊2由強(qiáng)度充分的鋼材制成，如圖1及圖2所示那樣進(jìn)行定位并組合，相對(duì)于組裝在外殼8內(nèi)的蘇格蘭軛1，旋轉(zhuǎn)螺紋軸3旋入并插通在內(nèi)螺紋孔觀內(nèi)，并且，導(dǎo)向桿10能夠插通在導(dǎo)向孔四內(nèi)。這些旋轉(zhuǎn)螺紋軸3、導(dǎo)向桿10插通在傳遞塊 2中，將旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的兩端部以能夠旋轉(zhuǎn)的方式軸承支承在外殼8上，并且，導(dǎo)向桿10的兩端部固定設(shè)置在外殼8上。此時(shí)，傳遞塊2的導(dǎo)向桿10以位于蘇格蘭軛1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12 側(cè)的方式固定安裝在外殼8上。以能夠相對(duì)于傳遞塊2在導(dǎo)向桿10上自如地滑動(dòng)的方式， 在傳遞塊2的導(dǎo)向孔四與導(dǎo)向桿10之間的多個(gè)部位，在圖示的實(shí)施方式中是以虛線表示的兩個(gè)部位，設(shè)有導(dǎo)向桿軸承。相對(duì)于這樣設(shè)置的傳遞塊2，蘇格蘭軛1以臂14、16的軌條部142、162位于傳遞塊 2的兩主側(cè)面的推壓部2446之間的方式定位，并設(shè)置在鑄造物或焊接構(gòu)造的外殼8內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸12相對(duì)于外殼8通過軸承以能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的方式支承設(shè)置。對(duì)蘇格蘭軛1和傳遞塊2進(jìn)行組裝的外殼8，通過底蓋及上蓋進(jìn)行封閉，但在底蓋上，以能夠調(diào)節(jié)地進(jìn)入內(nèi)部的方式設(shè)有調(diào)整螺栓11，能夠規(guī)定蘇格蘭軛1的擺動(dòng)角度范圍。 在本實(shí)施方式中，擺動(dòng)角度設(shè)定為90度，但可以根據(jù)螺栓11向外殼8內(nèi)的進(jìn)退進(jìn)行與用途相應(yīng)的擺動(dòng)角度的調(diào)節(jié)。為使蘇格蘭軛1動(dòng)作，在旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的從外殼8突出至外側(cè)的端部上，安裝有作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的手柄8。作為手柄8，在手動(dòng)式的情況下，只要能夠操作，可以是輪環(huán)狀， 也可以是曲柄狀。另外，為了使操作容易還可以是使用能夠獲得的動(dòng)力源的電動(dòng)式、或空氣馬達(dá)式的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置。另外，還可以將手動(dòng)式與電動(dòng)式的驅(qū)動(dòng)裝置組合，從而能夠選擇性地進(jìn)行操作。下面，根據(jù)圖5所示的動(dòng)作說明圖對(duì)上述那樣的蘇格蘭軛1和傳遞塊2的動(dòng)作進(jìn)行說明，圖5與圖12所示的位置關(guān)系的尺寸相對(duì)應(yīng)。若如圖3及圖5所示，令相對(duì)地形成在蘇格蘭軛1的兩臂14、16的內(nèi)側(cè)的軌條部 142、162的寬度為W，則通過根據(jù)圖5的計(jì)算，輸出扭矩如下所述。穿過軌條部142、162的中央的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的中心30的動(dòng)作軸線142' ,162'位于W/2的位置，若與圖12所示的現(xiàn)有例同樣地設(shè)定擺動(dòng)角θ°，則抵接在軌條部142、162上的情況下的傳遞塊2的推壓部Μ、 26的動(dòng)作中心與穿過轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的中心30的線之間的角度Q1* θ i > θ，此時(shí)的輸出扭矩1\如下所述。Tt = (F · e/cos2 θ ‘ η在此，在令W/2作為角度相當(dāng)于5°的情況下，Tt = (F · e/cos2 θ》· η = 2· 42 · F · e · ηS卩，該情況下，傳遞塊2的推壓部Μ、26的動(dòng)作中心位置，蘇格蘭軛1的臂14、16 的動(dòng)作中心位置距擺動(dòng)中心的位置不是現(xiàn)有的擺動(dòng)角度的45°，而是相當(dāng)于50°。另外， 與此相對(duì)，在蘇格蘭軛1的擺動(dòng)的相反側(cè)的擺動(dòng)終端位置，與上述情況的輸出扭矩Tt同樣地導(dǎo)出輸出扭矩Τχ，因此，與現(xiàn)有例相同地，擺動(dòng)角度θ為40°，Tx=1.7*F*e· η。因此，蘇格蘭軛1的動(dòng)作兩端位置處的輸出扭矩Ττ、Τχ的比為Ττ/Τχ = 2. 42/1. 7 = 1. 42，在圖 5所示的狀態(tài)下，與相反側(cè)相比，輸出扭矩實(shí)現(xiàn)42%的增加。若將其以線圖進(jìn)行表示，則能夠得出圖7中以寬虛線或粗破折線所示那樣的輸出扭矩。在如閥關(guān)閉時(shí)的情況那樣、需要比打開閥時(shí)高的輸出扭矩的時(shí)候，這一情況是有效的。另外，如圖6所示，為了使蘇格蘭軛1的軌條部142、162相對(duì)于傳遞塊2的推壓部
924,26的抵接點(diǎn)進(jìn)一步遠(yuǎn)離，增長蘇格蘭軛1的擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)半徑，令推壓部M、26的動(dòng)作中心位置距旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的中心軸線30的蘇格蘭軛1的擺動(dòng)中心20的距離e不變，進(jìn)一步以位于僅離開距離f的位置的方式在傳遞塊2上設(shè)置推壓部對(duì)、26。而且，使傳遞塊2上的推壓部M、26的動(dòng)作中心的位置位于從距蘇格蘭軛1的擺動(dòng)中心20的距離e進(jìn)一步僅遠(yuǎn)離f的位置，并且，蘇格蘭軛1的擺動(dòng)的兩終端位置，以閥的開閉而言，若以軌條部142、162上的動(dòng)作軸線142'在打開側(cè)成為0. 6W、在關(guān)閉側(cè)成為0. 4W 的方式使軌條部142、162相對(duì)于推壓部MJ6抵接，則不僅相對(duì)于圖12所示的現(xiàn)有例的情況、而且相對(duì)于本發(fā)明的圖5所示的實(shí)施方式，擺動(dòng)半徑12變長，能夠獲得高的輸出扭矩。利用上述算式表示該實(shí)際的輸出扭矩，則如下所述。在此，蘇格蘭軛1的動(dòng)作中心線142'，在圖6所示的實(shí)施方式中，距擺動(dòng)中間位置的角度θ相當(dāng)于45°，但若以在軌條部142、162抵接在推壓部MJ6上的狀態(tài)下的距動(dòng)作中心的擺動(dòng)中間位置的角度θ 2為53°、52°的方式對(duì)軌條部142、162的動(dòng)作軸線142' 進(jìn)行設(shè)定，則關(guān)閉側(cè)的輸出扭矩Tn為(全閉一打開方向)Tn = (F · e/cos253° ) · η = 2. 76 · F · e · η打開側(cè)的輸出扭矩T5il為(全開一關(guān)閉方向)Txi = (F · e/cos252° ) · η = 2. 64 · F · e · η在圖7中，以線圖對(duì)輸出扭矩T以閥的關(guān)閉側(cè)作為0°的擺動(dòng)角度θ進(jìn)行表示，則如粗單點(diǎn)劃線所示，另外，打開側(cè)如圓圈線所示。這一情況，即使在使臂14、16的中心相對(duì)于中間位置分別為45°的情況下，相對(duì)于現(xiàn)有方式的蘇格蘭軛1，在全閉一打開的過程中， 能夠得到2. 76倍的輸出扭矩，在全開一關(guān)閉的過程中能夠得到2. 64倍的輸出扭矩。這樣，在圖6所示的實(shí)施方式的操作裝置100中，通過基于旋轉(zhuǎn)螺紋軸3的旋轉(zhuǎn)力 F，傳遞塊2產(chǎn)生輸出扭矩T這一通過傳遞塊2產(chǎn)生的輸出扭矩Τ，不僅與現(xiàn)有例相比，而且與圖5所示的本發(fā)明的實(shí)施方式中得到的輸出扭矩相比，也能夠得到高輸出扭矩。如上所述，設(shè)在蘇格蘭軛1的臂14、16的內(nèi)側(cè)的軌條部142、162，通過使該軌條部 142,162的動(dòng)作軸線142'位于寬度W方向的任一側(cè)，以閥而言位于打開或關(guān)閉側(cè)的單側(cè)， 能夠按照設(shè)計(jì)要求使擺動(dòng)方向變位，能夠使軌條部142、162與推壓部Μ、26的抵接位置距蘇格蘭軛1的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的中心20的距離更長。由此，能夠根據(jù)需要進(jìn)行輸出扭矩T的調(diào)節(jié)。另外，與現(xiàn)有的操作裝置相比較，能夠不改變規(guī)模地獲得高輸出扭矩，因此，即使要設(shè)置的閥變大，也能夠?qū)崿F(xiàn)裝置的緊湊化。如上所述，本發(fā)明的操作裝置顯然不限于上述實(shí)施方式，能夠在權(quán)利要求書中記載的技術(shù)范圍內(nèi)實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種操作裝置，具有固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上并進(jìn)行擺動(dòng)的蘇格蘭軛；以滑動(dòng)自如的方式卡合在該蘇格蘭軛上并進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的傳遞塊；為使該傳遞塊直線運(yùn)動(dòng)而嵌合設(shè)置在所述傳遞塊上的旋轉(zhuǎn)螺紋軸；安裝在該旋轉(zhuǎn)螺紋軸的端部上，用于向所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸施與旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于，所述蘇格蘭軛具有從所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸伸出并夾持所述傳遞塊的兩股的臂，具有在該臂的兩內(nèi)側(cè)相對(duì)設(shè)置的規(guī)定寬度的軌條部，并且，所述傳遞塊在被所述兩股的臂夾持的兩側(cè)面的長度方向的兩端部具有推壓部，該推壓部以與所述蘇格蘭軛所需的旋轉(zhuǎn)半徑及擺動(dòng)角度相對(duì)應(yīng)地抵接在所述軌條部上的方式設(shè)置。
2.如權(quán)利要求1所述的操作裝置，其特征在于，所述蘇格蘭軛，穿過所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的中心軸線的所述軌條部的長度方向的動(dòng)作軸線能夠在規(guī)定角度范圍內(nèi)擺動(dòng)，而且，所述傳遞塊的兩端部上的所述推壓部的動(dòng)作中心以位于與所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸線一致的位置上的方式設(shè)置，抵接在所述軌條部上，所述蘇格蘭軛的所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸安裝在所述閥的閥桿上。
3.如權(quán)利要求1所述的操作裝置，其特征在于，所述蘇格蘭軛中，所述臂以所述軌條部的穿過所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸線的長度方向的動(dòng)作軸線相對(duì)于所述軌條部的寬度方向偏向一個(gè)推壓部側(cè)而定位的方式，安裝在所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，通過加長所述蘇格蘭軛的擺動(dòng)終端的旋轉(zhuǎn)半徑，能夠使通過所述傳遞塊而作用的扭矩增大。
4.如權(quán)利要求3所述的操作裝置，其特征在于，所述傳遞塊的推壓部，使與所述蘇格蘭軛的所述軌條部的抵接位置距所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸心僅遠(yuǎn)離規(guī)定距離，所述抵接位置位于與所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸線相比遠(yuǎn)離的位置上。
5.如權(quán)利要求1所述的操作裝置，其特征在于，所述傳遞塊形成為矩形形狀，所述推壓部隔離設(shè)置在所述傳遞塊上的所述蘇格蘭軛的兩臂的擺動(dòng)的面上，所述推壓部的至少與所述軌條部接觸的部分形成為帶圓角的形狀。
6.如權(quán)利要求1所述的操作裝置，其特征在于，所述傳遞塊具有導(dǎo)向孔，該導(dǎo)向孔與嵌合所述旋轉(zhuǎn)螺旋軸的嵌合孔平行地設(shè)置，該導(dǎo)向孔與所述旋轉(zhuǎn)螺旋軸相比位于所述蘇格蘭軛的轉(zhuǎn)動(dòng)軸側(cè)，并且貫通地設(shè)置兩端安裝在操作裝置外殼上的導(dǎo)向桿。
7.如權(quán)利要求6所述的操作裝置，其特征在于，貫通于設(shè)在所述傳遞塊上的導(dǎo)向孔中的所述導(dǎo)向桿具有比所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸大的軸徑，能夠減輕對(duì)所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的負(fù)載并且減小所述旋轉(zhuǎn)螺紋軸的軸徑。
8.如權(quán)利要求1所述的操作裝置，其特征在于，由用于手動(dòng)的手柄、電動(dòng)馬達(dá)、空氣馬達(dá)或組合上述這些手段的結(jié)構(gòu)來構(gòu)成所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)源。
全文摘要
本發(fā)明提供一種操作裝置，在閥的全閉或全開的動(dòng)作中，能夠充分地獲得所需的動(dòng)作扭矩。操作裝置具有固定安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上并進(jìn)行擺動(dòng)的蘇格蘭軛；以滑動(dòng)自如的方式卡合在該蘇格蘭軛上并進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)的傳遞塊；為使該傳遞塊直線運(yùn)動(dòng)而嵌合設(shè)置在傳遞塊上的旋轉(zhuǎn)螺紋軸；安裝在該旋轉(zhuǎn)螺紋軸的端部上，用于向旋轉(zhuǎn)螺紋軸施與旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，其中，蘇格蘭軛具有從轉(zhuǎn)動(dòng)軸伸出并夾持傳遞塊的兩股的臂，具有在該臂的兩內(nèi)側(cè)相對(duì)設(shè)置的規(guī)定寬度的軌條部，并且，傳遞塊在被兩股的臂夾持的兩側(cè)面的長度方向的兩端部具有推壓部，該推壓部以與蘇格蘭軛所需的旋轉(zhuǎn)半徑及擺動(dòng)角度相對(duì)應(yīng)地抵接在軌條部上的方式設(shè)置。該操作裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)軸直接連結(jié)在閥的閥桿上，作為用于閥操作的操作裝置進(jìn)行使用。
文檔編號(hào)F16K31/44GK102401176SQ20101028710
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
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