專利名稱：一種機械式全密封遠程驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種機械式遠程驅動裝置，特別是一種機械式全密封遠程驅動裝置。
背景技術：
機械式遠程驅動裝置的概念來源于國外，國外主要用于操作難于靠近的閥門。在某些情況下，閥門的位置太高、太遠，或者需要隔著防火墻，又或者處于危險區(qū)域，此時操作人員需遠離閥門并處于安全區(qū)域進行遠程操控，于是就出現(xiàn)了機械軟軸式遠程操控的需求。如果存在有這種機械式遠程驅動裝置，就能夠避免人員操作位置偏高的閥門時從平臺墜落；避免人員在操作地面以下的閥門時進入地面以下危險區(qū)域中(礦井)；同時也能夠避免某些危險領域如核電行業(yè)、沼澤地下等出現(xiàn)的無色無味氣體或有毒有害液體對人所造成的意外傷害。據資料顯示，全世界僅有美國和英國基于上述使用需求開發(fā)出了機械軟軸式遠程操控裝置，而國內尚無成功研發(fā)案例。國外所研發(fā)的機械軟軸式遠程操控裝置不能直接置于水下使用，另外，國外產品的內部結構因為保密原因無法查明，而本發(fā)明所提出的技術方案是經過諸多自主試驗驗證并創(chuàng)新提出的，可以確保本發(fā)明技術新穎，不會與國外相關產品沖突。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種機械式全密封遠程驅動裝置，既滿足純依靠機械方式實現(xiàn)遠距離 (達到100米)力矩傳遞功能，又能適用于水陸兩用和惡劣天氣環(huán)境，具有更廣的應用領域。 本發(fā)明提出的機械式全密封遠程驅動裝置主要原理是通過主動輪(斜齒輪)與柔性螺紋軟軸嚙合(類似于齒輪齒條嚙合傳動)帶動從動輪轉動，實現(xiàn)力矩傳遞。為了使裝置能夠按照任意方向(順時針方向和逆時針方向)操控驅動，同時又能滿足彎曲使用，滿足在高低地理環(huán)境使用，本發(fā)明提出了采用柔性并帶螺紋的推拉軟軸作為傳力關鍵結構件；另外，出于優(yōu)化考慮，提出將螺紋軟軸做成閉環(huán)形式，一方面避免了不封閉處可能造成的嚙合傳遞卡緊現(xiàn)象；另一方面可以實現(xiàn)整個機構連續(xù)無限循環(huán)傳遞，克服了傳遞力矩受限的缺陷。提高了使用功能。本發(fā)明屬于遠距離機械式驅動，其難點在于遠距離傳輸時需克服摩擦力和嚙合力。為此，本發(fā)明提出裝置整體密封，一方面裝置內部可以通過注入潤滑油(脂)的方式， 潤滑內部管路，減小摩擦；另一方面裝置可以實現(xiàn)對外密封，增大適用領域。而在傳動方面， 本發(fā)明提出兩點創(chuàng)意第一點，當螺紋軟軸彎曲時，彎曲段的節(jié)距有所變化，呈現(xiàn)不規(guī)律狀態(tài)，以這種形式與主、從動輪嚙合勢必出現(xiàn)卡緊現(xiàn)象。因此，本發(fā)明提出螺紋軟軸彎曲段不與主、從動輪嚙合，直接置空處理，以解決此問題。第二點，螺紋軟軸在傳遞時會與驅動機構和執(zhí)行機構的殼體產生摩擦，為了減小摩擦力，在驅動機構和執(zhí)行機構殼體內部設計有減摩軸承陣列，當螺紋軟軸嚙合主、從動輪傳遞力矩時減摩軸承陣列既可以對螺紋軟軸限位， 也可以減少軟軸與殼體之間的摩擦力，增加傳遞效果。
本發(fā)明結構簡單、可靠性好，既可以運用在高危行業(yè)(石油、礦井、核電)的遠距離閥門與開關控制上，也可運用于船舶或其它水下產品的水下操舵、水下閥門與開關控制。


圖1本發(fā)明總體示意圖。圖2本發(fā)明第一個實施例結構示意圖。圖3本發(fā)明第二個實施例結構示意圖。圖中1.執(zhí)行機構底座，2.執(zhí)行機構上蓋，3.安裝臺，4.執(zhí)行機構，5.柔性推拉軟軸，6.驅動機構底座，7.驅動機構上蓋，8.手柄，9.驅動機構，10.主動輪，11.轉動軸系， 12.減摩軸承陣列，13.螺紋軟軸，14.護管，15.安裝接頭，16.0型密封圈，17.從動輪。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明由驅動機構9、柔性推拉軟軸5和執(zhí)行機構4組成。操作人員通過轉動驅動機構9上的手柄8將驅動力沿柔性推拉軟軸5傳遞至執(zhí)行機構4的安裝臺3 上，安裝臺3可以加載各項結構組件以適應于具體情況。執(zhí)行機構4殼體分為執(zhí)行機構底座1和執(zhí)行機構上蓋2 ；驅動機構9殼體分為驅動機構底座6和驅動機構上蓋7。兩類機構的底座與上蓋之間既可靠密封圈密封，也可以采用焊接、填膠等方式密封。如圖2所示，驅動機構9與執(zhí)行機構4內部結構相同，以驅動機構9內部結構為例， 驅動機構9內部由主動輪10、轉動軸系11和減摩軸承陣列12組成。驅動力通過轉動軸系 11施加于主動輪10上，主動輪10將帶動螺紋軟軸在驅動機構9殼體內部運動。驅動機構 9內部的減摩軸承陣列12既可以對螺紋軟軸限位，也可以減少軟軸與殼體間的摩擦力，增加傳遞效果。如圖3所示，柔性推拉軟軸5由一根螺紋軟軸13、兩根護管14和四個安裝接頭15 組成。安裝接頭15與驅動、執(zhí)行機構的殼體采用0型密封圈16密封。螺紋軟軸13在所有安裝接頭15與殼體連接后在施行閉合連接。當主動輪10通過與螺紋軟軸13嚙合后帶動從動輪17轉動時，螺紋軟軸13的彎曲段將不與主、從動輪嚙合，以防止卡緊現(xiàn)象發(fā)生。上述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構思和范圍進行限定，在不脫離本發(fā)明設計方案前提下，本領域中普通工程技術人員對本發(fā)明的技術方案作出的各種變型和改進，均應納入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術內容，已經全部記載在權力要求書中。
權利要求
1.一種機械式全密封遠程驅動裝置，包括近端設備(驅動機構)、柔性推拉軟軸和遠端設備(執(zhí)行機構)。驅動機構由密封殼體、主動輪、手柄、轉動軸系及減摩軸承陣列組成。柔性推拉軟軸由2根護管、1根閉合環(huán)形螺紋軟軸與4個安裝接頭組成。執(zhí)行機構由密封殼體、從動輪、轉動軸系、減摩軸承陣列及安裝臺組成。其特征在于操作人員通過轉動近端設備將驅動力沿柔性推拉軟軸傳遞至遠端設備，從而純依靠機械方式實現(xiàn)遠距離(達到100 米)驅動操作對象的功能。
2.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是裝置整體密封，可直接置于水下使用。
3.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是柔性推拉軟軸的護管與螺紋軟軸均為柔性，配套驅動裝置可彎曲使用(螺紋軟軸長度> 5m時彎曲角度可達 360°以上)。
4.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是整個驅動裝置通過主、從動輪與螺紋軟軸嚙合(類似于齒輪與齒條嚙合)的方式傳遞力矩，主動輪既可順時針方向也可逆時針方向轉動，由于螺紋軟軸為閉合環(huán)形，主、從動輪轉動不受旋轉圈數的限制，可以無限循環(huán)的傳遞力矩。
5.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是驅動與執(zhí)行機構的外形可以是圓形、橢圓形、矩形、正方形、多邊形，也可以是由各種形狀組合出來的任意形狀。
6.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是驅動機構和執(zhí)行機構內部設計有減摩軸承陣列，當螺紋軟軸嚙合主、從動輪傳遞力矩時減摩軸承陣列既可以對螺紋軟軸限位，也可以減少軟軸與殼體間的摩擦力，增加傳遞效果。
7.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是主、從動輪為斜齒輪，斜齒輪的幾何參數既可以是標準的，也可以是非標準的，螺旋角范圍為0° 40°。
8.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是柔性螺紋軟軸與主動輪和從動輪并不全部嚙合接觸，特別是螺紋軟軸彎曲段不與主動輪和從動輪嚙合，以防止軟軸傳遞力矩出現(xiàn)卡死狀態(tài)。
9.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是驅動機構和執(zhí)行機構的密封殼體分為上蓋與底座，之間既可靠密封圈密封，也可以采用焊接、填膠等方式密封。柔性推拉軟軸采用水密接頭加密封圈方式與驅動機構、執(zhí)行機構實現(xiàn)密封。
10.根據權利要求1所述的機械式全密封遠程驅動裝置，其特征是整個裝置內部充填潤滑油(脂)，可終身免潤滑、免維護。
全文摘要
本發(fā)明提出一種機械式全密封遠程驅動裝置，包括驅動機構、柔性推拉軟軸和執(zhí)行機構。操作人員通過轉動驅動機構將驅動力沿柔性推拉軟軸傳遞至遠端執(zhí)行機構，實現(xiàn)遠距離驅動。本發(fā)明的優(yōu)點在于整個裝置密封，可直接置于水下使用，裝置內部注入潤滑油(脂)，可終身免潤滑、免維護。裝置通過主、從動輪與螺紋軟軸嚙合(類似于齒輪與齒條嚙合)的方式傳遞力矩，主動輪可順、逆時針方向轉動，由于螺紋軟軸為閉合環(huán)形，本發(fā)明主動輪轉動不受旋轉圈數的限制，可無限循環(huán)的傳遞力矩。另外，驅動與執(zhí)行機構內置有減摩軸承陣列，加上螺紋軟軸在運行中只與主、從動輪局部嚙合，此創(chuàng)新點解決了裝置力矩傳遞困難的問題。本發(fā)明結構簡單、可靠性好，既可以運用在高危行業(yè)(石油、礦井、核電)的遠距離閥門與開關控制上，也可運用于船舶或其它水下產品的水下操舵、水下閥門與開關控制。
文檔編號F16K31/53GK102226483SQ20111013578
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權日2011年5月25日
發(fā)明者劉寧, 李明生, 猶云 申請人:劉寧, 李明生, 猶云