專利名稱：壓差自動平衡式閥位指示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種用于船舶和海洋裝備等的液動閥門遙控系統(tǒng)，特別是公開一種壓差自動平衡式閥位指示器，是在對閥門的遙控過程中，用于對閥門進行開度指示和狀態(tài)測量的裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)的液動閥位指示器僅有低端產(chǎn)品面世，國外先進的液動閥位指示器采用的測量原理是體積式，測量元件為ー對模數(shù)、齒數(shù)相同的高精度圓柱齒輪。齒輪傳動方式為穿軸兩端軸承固定式。存在問題1、對計量齒輪、齒輪座、傳動件的加工精度要求高；2、對齒輪座及上下連接塊的同軸度、平面度等形位公差及裝配要求高；3、因體積的限制對軸承的選型和質(zhì)量要求高；4、高的工作壓カ(一般在13. 5MPa)，造成上下游的高壓差，在液壓カ作用下將齒輪推向下游側(cè)的齒輪座壁和上下接合面，當沿齒輪分度圓方向的運轉(zhuǎn)力不足以 克服齒輪與齒輪座壁及齒輪與上下接合面的阻力吋，齒輪則被卡住而不能運轉(zhuǎn)。當齒輪嚙合面、齒輪與齒輪座間、齒輪與上下接合面的間隙液壓油的泄漏，將壓差泄放到較低的壓カ時才能正常運轉(zhuǎn)，而且測量精度隨系統(tǒng)壓カ和壓差的波動而變動。壓差不僅影響計量精度，還會加速機械磨損1、計量齒輪的磨損；2、齒輪座的磨損；3、軸和軸承的磨損；4、與齒輪配合零件的相鄰面的磨損。壓差越高磨損量越大，磨損到一定程度吋，齒輪測量通路液壓油的泄漏量過大，當沿切線方向的凈推力不足克服阻カ以推動齒輪正常運轉(zhuǎn)時，計量由不準到失效，影響到閥位指示器的使用壽命。正因如此，國內(nèi)外的主要生產(chǎn)廠在液動閥位指示器的性能提升和壽命延長上進行了研究。近年市場產(chǎn)品和相關(guān)報道不外乎優(yōu)選材料、改進エ藝、提高精度、調(diào)整尺寸和零件結(jié)構(gòu)，雖有成效但沒能根本解決上述問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，公開ー種壓差自動平衡式閥位指示器，安裝在閥門驅(qū)動器液壓油回路上，當液壓油流進或流出時，推動位于計量齒輪副的ー對計量齒輪正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以測量油量，齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)與液壓油的容積呈線性關(guān)系；計量齒輪的旋轉(zhuǎn)通過置于齒輪軸心襯套的傳動頭，經(jīng)位于表頭座的機械隔離式磁性離合器傳遞，再通過位于表頭座的多級齒輪減速機構(gòu)輸出到表頭。表頭輸出分三路，一路連接表盤指針，根據(jù)指針旋轉(zhuǎn)角度對閥門開度直接指示；第二路連接位于表頭內(nèi)的電位器，輸出模擬量信號;第三路通過位于表頭內(nèi)的動桿，在閥門開度起點和終點位置，接通對應(yīng)電氣觸點，輸出開關(guān)量信號；第二、三路信號送至集控臺，實現(xiàn)閥門遙控和開度間接指示。本實用新型是ー種降低了對齒輪、齒輪座和上下連接塊加工精度要求，無需上、下端蓋同軸度、平面度等要求，降低成本，減少磨損，延長壽命，精確實現(xiàn)閥位指示功能的壓差自動平衡式閥位指示器。本實用新型的技術(shù)優(yōu)勢在于實現(xiàn)了壓差的自動平衡，從而提高了裝置的可靠性和準確度。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為I、自動泄壓齒輪；2、自動泄壓油道；3、無軸機械結(jié)構(gòu)；4、懸浮式傳動方式；5、免軸承安裝。本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種壓差自動平衡式閥位指示器，安裝于閥門驅(qū)動器液壓回路上，通過控制臺操作，液壓動力泵站調(diào)壓后的液壓油經(jīng)電磁換向閥和節(jié)流閥后流經(jīng)閥位指示器，再流經(jīng)閥門驅(qū)動器，閥門驅(qū)動器帶動同軸閥門運轉(zhuǎn)，所述的閥位指示器就是實現(xiàn)對流經(jīng)油腔的液壓油的體積測量，在表頭轉(zhuǎn)換為對閥門開度和位置測量，包括閥座21、計量齒輪副22、表頭座23和表頭24，其特征在于所述的計量齒輪副22是由一對計量齒輪42和置于每個計量齒輪軸心的齒輪襯套一 43和齒輪襯套二 44以及計量齒輪座41組成,所述一對計量齒輪42每個齒輪設(shè)有泄壓通孔，在每個齒輪的齒根等距錯開的泄壓通孔，泄壓通孔的徑向排列方式為每齒根一個，沿直徑方向?qū)Υ?，?shù)量與齒數(shù)相同，泄壓通孔的軸向排列方式為每齒根一孔，沿軸向錯開均布，并呈螺旋狀，數(shù)量為齒數(shù)的一半；所述的齒輪襯套一 43位于外圈的多個泄壓油道與一個計量齒輪42裝配后形成從高壓區(qū)向低壓區(qū)差壓自動平衡的泄壓通路，所述的齒輪襯套二 44外圍的多個泄壓油道、頂端的泄壓通孔和傳動頭與另一個計量齒輪42裝配后，不僅形成從高壓區(qū)向低壓區(qū)的泄油通道，而且還解決了無傳動 軸、固定軸和軸承的機械傳動；所述的計量齒輪座41將齒輪油腔的一端設(shè)計成兩圓相交的輪廓，其高度的選擇考慮到既利于形成型腔，又利于克服阻力，在無軸定位的情況下，利于一對計量齒輪42在兩相交圓內(nèi)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。所述的閥座21采用坡口凹槽和無軸承設(shè)計，通過減少與計量齒輪的接觸面，從而減小閥座21與兩個計量齒輪42間的摩擦阻力，并配合計量齒輪副22無軸承懸浮結(jié)構(gòu)。所述的表頭座23采用凹槽結(jié)構(gòu)和無軸承設(shè)計，與閥座21、計量齒輪副22組合，實現(xiàn)無軸懸浮式傳動方式。本實用新型采用一對具有自動泄壓功能的計量齒輪42以容積式測量原理對流經(jīng)油腔的液壓油體積進行測量，經(jīng)具有無軸傳動頭結(jié)構(gòu)的齒輪襯套二 44懸浮式傳動，然后經(jīng)過減速指示機構(gòu)，在表頭實現(xiàn)閥門開度和位置的指示，通過模擬信號變換器和電接點，在控制臺實現(xiàn)對閥門的遙控。本實用新型的有益效果是本裝置的壓差自動平衡和無軸懸浮傳動，解決了閥位指示器的結(jié)構(gòu)、傳動、精度等技術(shù)難題，降低了零部件加工工藝和裝配精度要求，減少了機械磨損和運行阻力，提高了計量精度和使用壽命。該裝置機電液一體化設(shè)計，可靠實現(xiàn)了對遠程閥門組群的遙控，填補了船舶和海洋裝備領(lǐng)域的空白。

圖I是壓差自動平衡式閥位指示器工作原理框圖。圖2是本實用新型壓差自動平衡式閥位指示器結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型的閥座結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實用新型的計量齒輪副裝配圖。圖5是圖4的A-A向剖視圖。圖6是本實用新型的計量齒輪座結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本實用新型的計量齒輪結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是圖7的B-B向剖視圖。圖9是圖7的側(cè)視圖。[0020]圖10是本實用新型的為齒輪襯套ー結(jié)構(gòu)示意圖。圖11是本實用新型的齒輪襯套ニ結(jié)構(gòu)示意圖。圖12是圖11的C-C向剖視圖。圖13是圖11的側(cè)視圖。圖14是本實用新型的表頭座結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
根據(jù)附圖1，為壓差自動平衡式閥位指示器的工作原理圖。該裝置包括電磁換向閥、節(jié)流閥、壓差自動平衡式閥位指示器、液壓鎖、溢流閥、液壓驅(qū)動器、閥門以及壓カ油管、電氣接ロ等。 來自動カ泵站的液壓油經(jīng)電磁換向閥后，經(jīng)節(jié)流閥調(diào)節(jié)流量后，進入壓差自動平衡式閥位指示器的計量齒輪副22之進油腔，推動ー對計量齒輪42旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)容積式流量測量，測量后的液壓油再經(jīng)液壓鎖送至閥門驅(qū)動器。閥門驅(qū)動器的回油ロ的低壓液壓油經(jīng)液壓鎖，再經(jīng)電磁換向閥后回到液壓泵站油箱，實現(xiàn)閥門的開動作。反之，則實現(xiàn)閥門關(guān)動作。溢流閥的作用為過壓保護，正常運行時不工作。同時，一對計量齒輪42的旋轉(zhuǎn)經(jīng)位于表頭座23內(nèi)的減速機構(gòu)傳輸?shù)奖眍^24實現(xiàn)閥門位置的直接指示，并由表頭24內(nèi)模擬量信號發(fā)生器和微動開關(guān)輸出電信號到計算機進行程序處理，實現(xiàn)對閥門群組的遙控。從圖中可以看出，壓差自動平衡式閥位指示器安裝在液壓管路上，位于電磁閥箱內(nèi)，采用容積式計量方式進行測量。液壓油流經(jīng)壓差平衡式計量齒輪副，將流經(jīng)的液壓油的體積轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)數(shù)n，再經(jīng)過多級齒輪減速器，將轉(zhuǎn)數(shù)η轉(zhuǎn)換成閥門的開度Θ，在表盤指針顯示閥門開度Θ的大小。圓盤電位器輸出模擬量信號，指針觸及表盤兩端的微動開關(guān)，向遙控臺發(fā)出信號，以可靠實現(xiàn)閥門系統(tǒng)的遙控操作。根據(jù)附圖2，壓差自動平衡式閥位指示器為本實用新型的主要裝置。由閥座21、計量齒輪副22、表頭座23、表頭24等組成。來自電磁換向閥的液壓油經(jīng)閥座21進入計量齒輪副22之進油腔，推動ー對計量齒輪42旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)壓差自動平衡式容積測量，測量后的液壓油再經(jīng)閥座21送至閥門驅(qū)動器。同時計量齒輪42的旋轉(zhuǎn)經(jīng)位于表頭座23內(nèi)的減速機構(gòu)傳輸?shù)奖眍^24實現(xiàn)閥位的直接指示，并由表頭24內(nèi)模擬量信號發(fā)生器輸出電信號到PLC和計算機進行程序處理。根據(jù)附圖3，閥座21的剖切和放大部分，采用坡ロ凹槽結(jié)構(gòu)和無軸承設(shè)計，能夠減少與計量齒輪42的接觸面，以減小閥座21與兩個計量齒輪42間的摩擦阻力，并配合計量齒輪副22無軸懸浮結(jié)構(gòu)的設(shè)計。根據(jù)附圖4和5，計量齒輪副22為本實用新型的核心部件。由計量齒輪座41、一對計量齒輪42、齒輪襯套ー 43和齒輪襯套ニ 44等組成。通過對這些部件的實用新型設(shè)計和相關(guān)配合部件閥座21、表頭座23和表頭24的研發(fā)，成功研制出本實用新型壓差平衡式閥位指示器。因為實現(xiàn)了壓差自動平衡，所以上下游的泄漏量大為減少，從而提高了計量精度。根據(jù)附圖6，計量齒輪座41，獨特之處為齒輪油腔的一端設(shè)計成兩圓相交輪廓，在無軸定位的情況下，利于計量齒輪42在兩相交圓內(nèi)運轉(zhuǎn)；輪廓的高度設(shè)計成既能固定住一對齒輪42，又不致產(chǎn)生較大的摩擦阻力，輪廓的高度經(jīng)過反復(fù)設(shè)計調(diào)整和試驗后確定，兩相交圓去除部分的寬度運用類似的方法獲得。根據(jù)附圖7 9，計量齒輪42共有兩個，配對安裝運行。沿齒輪根部設(shè)計成泄壓通孔，孔的徑向排列方式為每齒根一個，沿直徑方向?qū)Υ?，?shù)量與齒數(shù)相同；孔的軸向排列方式為每齒根一孔，沿軸向錯開均布，并呈螺旋狀，數(shù)量為計量齒輪齒數(shù)的一半。泄壓油路通孔的實用新型設(shè)計，解決了壓差自動平衡的結(jié)構(gòu)問題。根據(jù)附圖10，齒輪襯套一 43外圈的泄壓通道的實用新型，與圖6的一個計量齒輪42裝配后，形成了從高壓區(qū)通向低壓區(qū)的壓差自動平衡油道，數(shù)量為計量齒輪齒數(shù)的一半，解決了上下游壓差自動平衡泄壓油路的問題。根據(jù)附圖11 13，齒輪襯套二 44外圈的泄壓油道、頂端的泄壓通孔和傳動頭的實用新型，與圖6的另一個計量齒輪42裝配后，不僅解決了上下游的泄壓通道和壓差自動平衡泄壓油路的問題。在無傳動軸、固定軸和軸承的情況下，實現(xiàn)了優(yōu)良的機械傳動。根據(jù)附圖14，表頭座23之剖切部分采用凹槽結(jié)構(gòu)和無軸承設(shè)計，與圖3閥座21、圖4計量齒輪副22裝配后，實現(xiàn)了閥位指示器的壓差自動平衡和無軸懸浮式安裝方式?！?br> 權(quán)利要求1.一種壓差自動平衡式閥位指示器，安裝于閥門驅(qū)動器液壓回路上，通過控制臺操作，液壓動力泵站調(diào)壓后的液壓油經(jīng)電磁換向閥和節(jié)流閥后流經(jīng)閥位指示器，再流經(jīng)閥門驅(qū)動器，閥門驅(qū)動器帶動同軸閥門運轉(zhuǎn)，所述的閥位指示器就是實現(xiàn)對流經(jīng)油腔的液壓油的體積測量，在表頭轉(zhuǎn)換為對閥門開度和位置測量，包括閥座(21)、計量齒輪副(22 )、表頭座(23)和表頭(24)，其特征在于所述的計量齒輪副(22)是由一對計量齒輪(42)和置于每個計量齒輪軸心的齒輪襯套一(43)和齒輪襯套二(44)以及計量齒輪座(41)組成，所述一對計量齒輪(42)每個齒輪設(shè)有泄壓通孔，在每個齒輪的齒根等距錯開的泄壓通孔，泄壓通孔的徑向排列方式為每齒根一個，沿直徑方向?qū)Υ?，?shù)量與齒數(shù)相同，泄壓通孔的軸向排列方式為每齒根一孔，沿軸向錯開均布，并呈螺旋狀，數(shù)量為齒數(shù)的一半；所述的齒輪襯套一(43)位于外圈的多個泄壓油道與一個計量齒輪(42)裝配后形成從高壓區(qū)向低壓區(qū)差壓自動平衡的泄壓通路，所述的齒輪襯套二(44)外圍的多個泄壓油道、頂端的泄壓通孔和傳動頭與另一個計量齒輪(42)裝配后，形成從高壓區(qū)向低壓區(qū)的泄油通道，并實現(xiàn)了無傳動軸、固定軸和軸承的機械傳動；所述的計量齒輪座(41)將齒輪油腔的一端設(shè)計成兩圓相交的輪廓，其高度的選擇考慮到既利于形成型腔，又利于克服阻力，在無軸定位的情況下，利于一對計量齒輪(42)在兩相交圓內(nèi)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓差自動平衡式閥位指示器，其特征在于所述的閥座(21)采用坡口凹槽和無軸承設(shè)計，通過減少與計量齒輪的接觸面，從而減小閥座(21)與兩個計量齒輪(42)間的摩擦阻力，并配合計量齒輪副(22)無軸承懸浮結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓差自動平衡式閥位指示器，其特征在于所述的表頭座(23)采用凹槽結(jié)構(gòu)和無軸承設(shè)計，與閥座(21)、計量齒輪副(22)組合，實現(xiàn)無軸懸浮式傳動方式。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3所述的壓差自動平衡式閥位指示器，其特征在于一對具有自動泄壓功能的計量齒輪(42)以容積式測量原理對流經(jīng)油腔的液壓油體積進行測量，經(jīng)具有無軸傳動頭結(jié)構(gòu)的齒輪襯套二(44)懸浮式傳動，然后經(jīng)過減速指示機構(gòu)，在表頭實現(xiàn)閥門開度和位置的指示，通過模擬信號變換器和電接點，在控制臺實現(xiàn)對閥門的遙控。
專利摘要本實用新型為一種壓差自動平衡式閥位指示器，安裝于閥門驅(qū)動器液壓回路上，包括閥座21、計量齒輪副22、表頭座23和表頭24，其特征在于所述的計量齒輪副22是由一對計量齒輪42和置于每個計量齒輪軸心的齒輪襯套一43和齒輪襯套二44以及計量齒輪座41組成，所述一對計量齒輪42在每個齒輪的齒根等距錯開設(shè)有泄壓通孔；所述的齒輪襯套一43與一個計量齒輪42裝配后形成泄壓通路，所述的齒輪襯套二44與另一個計量齒輪42裝配后，不僅形成泄油通道，而且還解決了無傳動軸、固定軸和軸承的機械傳動；所述的計量齒輪座41將齒輪油腔的一端設(shè)計成兩圓相交的輪廓，利于一對計量齒輪42在兩相交圓內(nèi)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。
文檔編號F16K37/00GK202597881SQ20122027892
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月14日
發(fā)明者顧耀民, 陳亞軍, 李軍華, 王維彬 申請人:漢盛(上海)海洋裝備技術(shù)股份有限公司