專利名稱：一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于煉鋼廠、焚化爐、水泥廠、化學(xué)廠、電廠等流體通道的 閥門結(jié)構(gòu)，更具體的說涉及一種利用三連桿機(jī)構(gòu)達(dá)成兩段式開啟的兩段式三連桿閥門結(jié) 構(gòu)。
背景技術(shù)：
閥門(valve) —般裝設(shè)在流體的輸送管道內(nèi)，用以控制、阻絕、導(dǎo)通流體，而風(fēng)門 (Butterfly damper)為閥門的一種，主要應(yīng)用在煉鋼廠、焚化爐、水泥廠、化學(xué)廠、電廠等對 于密封條件要求相對較低的環(huán)境中，然而，因?yàn)樾枰獋魉透邷嘏c/或高壓的流體，因此，堅(jiān) 實(shí)的結(jié)構(gòu)、流體控制性、制程調(diào)適能力等，乃是最基本的需求條件。一般說來，風(fēng)門類似蝶形閥的結(jié)構(gòu)，采用單片或是雙片葉片來遮斷流體通道，單片 式利用橫向于葉片中心軸作為轉(zhuǎn)軸，而以旋轉(zhuǎn)的方式來開啟，其開啟的旋轉(zhuǎn)半徑較大、因此 也需要較大的旋轉(zhuǎn)扭力，但因?yàn)椴捎脝纹饺~片，因此密封性亦較佳；而雙片式的葉片，利 用概略兩個(gè)半圓形的葉片所構(gòu)成，控制上以半圓形的接合直徑位置為轉(zhuǎn)軸來旋轉(zhuǎn)，因此，旋 轉(zhuǎn)半徑較小、僅需較小的扭力來帶動，但因?yàn)椴捎脙善~片來結(jié)合，因此氣密性較差。應(yīng)用于煉鋼廠、焚化爐、水泥廠、化學(xué)廠、電廠等環(huán)境下，因?yàn)閷τ跉饷苄砸筝^ 高，因此并不適用雙片式的風(fēng)門，故大多采用單一葉片式的風(fēng)門；然而，因?yàn)榇艘画h(huán)境下， 流體的溫度、壓力都相當(dāng)高，要控制葉片轉(zhuǎn)動需要相當(dāng)大的扭力，而為了因應(yīng)此一提升的扭 力，整體風(fēng)門結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢必跟著提高，否則在此惡劣操作環(huán)境下，將使得風(fēng)門結(jié)構(gòu)相當(dāng)容易 損毀。但隨著結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提高，不僅整體重量提高，周圍管道也必須相對應(yīng)的改進(jìn)，且風(fēng)門結(jié) 構(gòu)的材料、制造成本亦隨之提高，造成產(chǎn)業(yè)競爭力相對下降許多。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問 題，從而可在最少的成本下達(dá)到最高的氣密要求。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是—種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其中，包括一框體，中央具有一流體通道；一葉片，裝設(shè)在該框體上，并可遮蔽該流體通道；一傳動軸，設(shè)置在該框體接近中央部位；一三連桿機(jī)構(gòu)，連接該傳動軸與該葉片，包含有一傳動連桿、一連動連桿以及一輔 助連桿，該連動連桿固設(shè)在該葉片概略中央部位，該傳動連桿一端固設(shè)在該傳動軸上、另一 端樞設(shè)在該連動連桿上，而該輔助連桿一端樞設(shè)在鄰近該傳動軸上、另一端樞設(shè)在該傳動 連桿的鄰近末段側(cè)；一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，連接在該傳動軸上并輸出動力至該傳動軸；常態(tài)時(shí)，該葉片遮蔽于該 框體的流體通道，當(dāng)通過該驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動，使該傳動軸轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度時(shí)，該轉(zhuǎn)動軸帶動該傳動連桿擺動，進(jìn)而連動該連動連桿，同時(shí)，該連動連桿受制于該輔助連桿，而帶動該葉片 略為橫移，使該流體通道兩側(cè)壓力平衡；當(dāng)該傳動軸持續(xù)轉(zhuǎn)動，通過該傳動連桿與該輔助連 桿帶動，而使該連動連桿帶動該葉片開啟。進(jìn)一步，該輔助連桿樞接于該連動連桿的位置并與該葉片和該框體的該流體通道 的中心軸共線。進(jìn)一步，該傳動連桿樞接于該連動連桿的位置并低于該葉片和該框體的該流體通 道的中心軸。進(jìn)一步，該輔助連桿略短于該傳動連桿。進(jìn)一步，該框體周緣為一法蘭。進(jìn)一步，該預(yù)定角度為3度。進(jìn)一步，該傳動軸穿過該框體而設(shè)置。進(jìn)一步，該驅(qū)動機(jī)構(gòu)為一馬達(dá)。采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型提供的閥門結(jié)構(gòu)，其利用三連桿機(jī)構(gòu)予以帶動閥門 結(jié)構(gòu)的葉片，可先初步平衡流體通道兩側(cè)壓力，然后再行開啟；具體其當(dāng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)動作而帶 動連動軸轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度時(shí)，藉由連動軸透過三連桿機(jī)構(gòu)而帶動葉片時(shí)，葉片受到三連桿 機(jī)構(gòu)的限制與連動，相對于框體略為橫向平移，而可初步平衡葉片兩側(cè)的流體通道內(nèi)的壓 力，避免直接開啟葉片而需要耗費(fèi)過大的能量；同時(shí)，傳動軸亦靠近葉片的中央部位設(shè)置， 而降低開啟時(shí)所需的扭力，同時(shí)，本實(shí)用新型亦降低了整體結(jié)構(gòu)重量和材料的要求，而大幅 降低制造成本、提高產(chǎn)業(yè)競爭力。

圖IA為本實(shí)用新型兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)的立體示意圖；圖IB為本實(shí)用新型兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；圖2A 2D為本實(shí)用新型兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)的開啟動作示意圖；圖3為本實(shí)用新型兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)的開啟狀態(tài)的立體示意圖。圖中[0026]10框體11流體通道[0027]111中心軸12法蘭[0028]20葉片30三連桿機(jī)構(gòu)[0029]31傳動連桿32連動連桿[0030]33輔助連桿40傳動軸[0031]50驅(qū)動機(jī)構(gòu)
具體實(shí)施方式
為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型進(jìn) 行詳細(xì)闡述。本實(shí)用新型涉及的兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，請參閱圖IA及圖IB所示，其分別為本 實(shí)用新型兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)的立體示意圖與剖面示意圖。本實(shí)用新型涉及的兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，包含有框體10、葉片20、三連桿機(jī)構(gòu)30、傳動軸40、以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)50?？蝮w10概略為圓柱形框體，中央具有貫穿的流體通道11， 供流體通過，而外部周緣為法蘭(flange) 12，可通過法蘭12來固定裝設(shè)在傳輸流體的通道 和管道上。最常見的固定方式為螺絲鎖固。葉片20與框體10的中央的流體通道11概略具有相同截面形狀，一般說來，葉片 20也概略與流體通道11的橫截面具有相同尺寸，而可完全遮蔽、遮斷流體通道11內(nèi)的流 體。而止漏(leakage)的設(shè)計(jì)，其為框體10的流體通道11內(nèi)具有突出的邊緣，而可供葉片 20緊密貼合；另外亦可采用其他如0型環(huán)(o-ring)、密封環(huán)等設(shè)計(jì)，在此并不限定采用何種 方式和結(jié)構(gòu)。然后，驅(qū)動機(jī)構(gòu)50裝設(shè)在框體10外部一側(cè)，可輸出旋轉(zhuǎn)動力至連接在其上的傳動 軸40上，而使其跟著轉(zhuǎn)動，最常見者為馬達(dá)。傳動軸40則通過三連桿機(jī)構(gòu)30予以連接到 葉片20，因而可通過傳動軸40旋轉(zhuǎn)，帶動三連桿機(jī)構(gòu)30將葉片20予以開啟或關(guān)閉。在此， 為了方便開啟葉片20，一般三連桿機(jī)構(gòu)30以連接在葉片20中央部位為佳。再者，傳動軸 40的位置亦與開啟葉片20所需的扭力有密切關(guān)系，因傳動軸40乃是利用轉(zhuǎn)動的方式來予 以帶動三連桿機(jī)構(gòu)30，而控制葉片20的開啟，因此，傳動軸40與葉片20的中心軸111(亦 即轉(zhuǎn)動軸線)的距離即為轉(zhuǎn)動的力臂，故，為了降低所需扭力，因此，將傳動軸40設(shè)計(jì)為穿 過框體10設(shè)置，而使其盡量靠近葉片20的中心軸111(或是中央部位)。三連桿機(jī)構(gòu)30包含有傳動連桿31、連動連桿32以及輔助連桿33，連動連桿32固 設(shè)在葉片20概略中央部位，傳動連桿31 —端固設(shè)在傳動軸40上、另一端樞設(shè)在連動連桿 32上，而輔助連桿33 —端樞設(shè)在鄰近傳動軸40、另一端樞設(shè)在連動連桿32的鄰近末段側(cè)。 就此三連桿結(jié)構(gòu)30來看，傳動連桿31主要用以傳遞動力，帶動連動連桿32予以連動葉片 20轉(zhuǎn)動，而輔助連桿33則用以限制葉片20開啟的角度，因此，輔助連桿33較短于傳動連桿 31，來降低限制所需的力矩。因此，通過該三連桿機(jī)構(gòu)30，即可達(dá)成兩段式開啟的控制模式，請參閱圖2A至圖 2D，其為本實(shí)用新型兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)的開啟動作示意圖。當(dāng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)50輸出動力至傳動軸40，傳動軸40會跟著轉(zhuǎn)動，而帶動傳動連桿31 以固定于傳動軸40的一端為軸而跟隨著轉(zhuǎn)動，如圖2A所示，具體為逆時(shí)針轉(zhuǎn)動。而傳動連 桿31的另一端樞接在連動連桿32上，因此會帶動連動連桿32跟著一起移動，然而，連動連 桿32的末段側(cè)又樞接有輔助連桿33，且輔助連桿33較短于傳動連桿31，較佳者為輔助連 桿33樞接于連動連桿32的位置，概略與葉片20、框體10的流體通道11的中心軸111共 線，而傳動連桿31樞接于連動連桿32的位置，略低于葉片20、框體10的流體通道11的中 心軸111。因此，受限于輔助連桿33而會使得連動連桿32并不會如傳動連桿31 —般逆時(shí)針 轉(zhuǎn)動，而是在一個(gè)小的預(yù)定角度內(nèi)，以趨近于橫向平移的方式來運(yùn)動，此一預(yù)定角度概略為 3度左右。因此，通過初始開啟時(shí)，葉片20橫向平移的移動，而可使流體通道11兩側(cè)的壓力
予以平衡。接著，請參閱圖2B所示，當(dāng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)50持續(xù)輸出動力，而傳動軸40持續(xù)帶動下， 則葉片20會開始受到連動連桿32的帶動而轉(zhuǎn)動，如圖中所繪示，概略為轉(zhuǎn)動10度左右的 角度，此時(shí)，亦因葉片20于初始帶動時(shí)，有略作橫向平移，因此，帶動其轉(zhuǎn)動所需的扭力則 可降低，同時(shí)，亦可使葉片20的邊緣可以閃過框體10的流體通道11內(nèi)具有突出的邊緣(可
5供葉片20緊密貼合處)，而不會產(chǎn)生干涉。接著葉片20持續(xù)受到傳動軸40、三連桿機(jī)構(gòu)30的帶動而轉(zhuǎn)動，持續(xù)開啟流體通道 11，如圖2C所示，約為開啟45度角的狀態(tài)。直到最后整個(gè)開啟，至葉片20呈現(xiàn)約為水平的 狀態(tài)(180度)，而供流體完全通過，具體請參見圖2D和圖3所示。而關(guān)閉的動作，則為上述 反向的操作，在此不重復(fù)予以贅述。本實(shí)用新型提出一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，利用三連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使得初始 開啟時(shí)，葉片能夠趨近于橫向平移開啟，而可平衡兩側(cè)流體的壓力差，后續(xù)在予以轉(zhuǎn)動開 啟，而可無須過大的扭力需求，連帶著使整體閥門結(jié)構(gòu)的重量、制造成本可予以降低，提高 產(chǎn)業(yè)競爭力。上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的 普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。
權(quán)利要求1.一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 一框體，中央具有一流體通道；一葉片，裝設(shè)在該框體上，并可遮蔽該流體通道； 一傳動軸，設(shè)置在該框體接近中央部位；一三連桿機(jī)構(gòu)，連接該傳動軸與該葉片，包含有一傳動連桿、一連動連桿以及一輔助連 桿，該連動連桿固設(shè)在該葉片概略中央部位，該傳動連桿一端固設(shè)在該傳動軸上、另一端樞 設(shè)在該連動連桿上，而該輔助連桿一端樞設(shè)在鄰近該傳動軸上、另一端樞設(shè)在該傳動連桿 的鄰近末段側(cè)；一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，連接在該傳動軸上并輸出動力至該傳動軸；常態(tài)時(shí)，該葉片遮蔽于該框體 的流體通道，當(dāng)通過該驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動，使該傳動軸轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度時(shí)，該轉(zhuǎn)動軸帶動該傳動 連桿擺動，進(jìn)而連動該連動連桿，同時(shí)，該連動連桿受制于該輔助連桿，而帶動該葉片略為 橫移，使該流體通道兩側(cè)壓力平衡；當(dāng)該傳動軸持續(xù)轉(zhuǎn)動，通過該傳動連桿與該輔助連桿帶 動，而使該連動連桿帶動該葉片開啟。
2.如權(quán)利要求1所述的一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其特征在于，該輔助連桿樞接于 該連動連桿的位置并與該葉片和該框體的該流體通道的中心軸共線。
3.如權(quán)利要求2所述的一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其特征在于，該傳動連桿樞接于 該連動連桿的位置并低于該葉片和該框體的該流體通道的中心軸。
4.如權(quán)利要求2所述的一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其特征在于，該輔助連桿略短于 該傳動連桿。
5.如權(quán)利要求1所述的一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其特征在于，該框體周緣為一法蘭。
6.如權(quán)利要求1所述的一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其特征在于，該預(yù)定角度為3度。
7.如權(quán)利要求1所述的一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其特征在于，該傳動軸穿過該框 體而設(shè)置。
8.如權(quán)利要求1所述的一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其特征在于，該驅(qū)動機(jī)構(gòu)為一馬達(dá)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種兩段式三連桿閥門結(jié)構(gòu)，其利用三連桿機(jī)構(gòu)予以帶動閥門結(jié)構(gòu)的葉片，當(dāng)驅(qū)動機(jī)構(gòu)動作而帶動連動軸轉(zhuǎn)動一預(yù)定角度時(shí)，藉由連動軸透過三連桿機(jī)構(gòu)而帶動葉片時(shí)，葉片受到三連桿機(jī)構(gòu)的限制與連動，相對于框體略為橫向平移，而可初步平衡葉片兩側(cè)的流體通道內(nèi)的壓力，避免直接開啟葉片而需要耗費(fèi)過大的能量；同時(shí)，傳動軸亦靠近葉片的中央部位設(shè)置，而降低開啟時(shí)所需的扭力，進(jìn)一步降低作用時(shí)損毀葉片及相關(guān)傳動機(jī)構(gòu)的機(jī)會。
文檔編號F16K1/20GK201866267SQ20102018908
公開日2011年6月15日 申請日期2010年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月26日
發(fā)明者王天佑 申請人:廣隆昌控制股份有限公司