本發(fā)明涉及一種閥門電動(dòng)裝置，具體是指一種帶有扭矩感應(yīng)器的閥門電動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

電動(dòng)閥門電動(dòng)裝置是一種用于提供直線或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)器件中，例如各類閥門。電動(dòng)閥門電動(dòng)裝置在動(dòng)力輸出時(shí)的作用力通常由扭矩感測(cè)裝置控制，其中，一旦扭矩到達(dá)預(yù)定值斷開至驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力。

典型的電動(dòng)閥門電動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)包括有電機(jī)、蝸桿軸、蝸輪、動(dòng)力輸出軸，其中蝸桿軸與電機(jī)動(dòng)力軸構(gòu)成周向聯(lián)合轉(zhuǎn)動(dòng)、且軸向滑移配合，蝸輪與動(dòng)力輸出軸相互同軸聯(lián)動(dòng)，蝸桿軸上的蝸桿段與蝸輪相互傳動(dòng)聯(lián)接，蝸桿軸的外端設(shè)置有復(fù)位彈性件。電動(dòng)閥門電動(dòng)裝置在工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，然后由蝸桿軸的蝸桿段帶動(dòng)渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，在動(dòng)力輸出軸出現(xiàn)輸出故障或者扭矩過載時(shí)，動(dòng)力輸出軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則渦輪無法同步蝸桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致蝸桿軸沿軸向方向壓縮復(fù)位彈性件移動(dòng)，蝸桿軸的軸向滑移行程使得設(shè)置于蝸桿軸附近指定位置的限位開關(guān)得到開關(guān)信號(hào)，進(jìn)行切換電機(jī)，從而電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行保護(hù)。這種傳動(dòng)的電動(dòng)閥門電動(dòng)裝置可參考英國(guó)專利號(hào)GB1446005。

但是這種傳統(tǒng)的電動(dòng)閥門電動(dòng)裝置的缺點(diǎn)在于：扭矩感應(yīng)器都是通過微動(dòng)開關(guān)進(jìn)行設(shè)定，微動(dòng)開關(guān)的位置一旦設(shè)定，在閥門電動(dòng)裝置使用過程中就無法調(diào)節(jié)，換言之，扭矩感應(yīng)器的扭矩保護(hù)值無法調(diào)節(jié)，帶來使用不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，而提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，對(duì)應(yīng)扭矩值的轉(zhuǎn)動(dòng)角度值實(shí)時(shí)電子式輸出的一種帶有扭矩感應(yīng)器的閥門電動(dòng)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案包括有閥門電動(dòng)裝置殼體、電機(jī)、蝸桿軸、蝸輪和動(dòng)力輸出軸，其中蝸桿軸與電機(jī)動(dòng)力軸構(gòu)成周向聯(lián)合轉(zhuǎn)動(dòng)、且軸向滑移配合，蝸輪與動(dòng)力輸出軸相互同軸聯(lián)動(dòng)，蝸桿軸上的蝸桿段與蝸輪相互傳動(dòng)聯(lián)接，蝸桿軸的外端設(shè)置有復(fù)位彈性件，

還包括扭矩感應(yīng)器，該扭矩感應(yīng)器包括安裝板、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于安裝板上的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸、以及用于檢測(cè)扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器，扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸的一端設(shè)置有與扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)件，轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器基于扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)獲取扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度值；

所述的蝸桿軸上設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)件在軸向相互平移聯(lián)動(dòng)、周向相互脫離的聯(lián)動(dòng)件。

本發(fā)明的工作原理是，閥門電動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出軸出現(xiàn)輸出故障或者扭矩過載時(shí)，動(dòng)力輸出軸不再隨著蝸桿軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)蝸桿軸將沿其軸向方向進(jìn)行滑移，該滑移的行程將通過聯(lián)動(dòng)件帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)件擺動(dòng)，進(jìn)而該擺動(dòng)將驅(qū)動(dòng)扭矩感應(yīng)器的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，該扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度通過轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器傳感實(shí)時(shí)輸出，該轉(zhuǎn)動(dòng)角度值是一個(gè)實(shí)時(shí)輸出的電子信號(hào)。

因此基于該轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器所輸出的角度信號(hào)，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，能結(jié)合工業(yè)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)和設(shè)定扭矩保護(hù)值（對(duì)應(yīng)角度數(shù)值），一旦轉(zhuǎn)動(dòng)角度值超過該扭矩保護(hù)值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，就可以切斷電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)扭矩保護(hù)。

進(jìn)一步設(shè)置是所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器為與安裝板相對(duì)固定設(shè)置的角度位移傳感器，該角度位移傳感器上設(shè)置有角度傳感軸，所述的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸的外端聯(lián)動(dòng)設(shè)置有第一同步齒輪，角度傳感軸上設(shè)置有與第一同步齒輪相嚙合傳動(dòng)的第二同步齒輪。通過本設(shè)置，采用目前市場(chǎng)上成熟的角度位移傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)角度的實(shí)時(shí)傳感和輸出，且其輸出的角度值是線性連續(xù)的數(shù)值，便于工業(yè)實(shí)時(shí)控制。

進(jìn)一步設(shè)置是所述的聯(lián)動(dòng)件包括一對(duì)相互平行間隔固定于蝸桿軸上的聯(lián)動(dòng)基板，所述的驅(qū)動(dòng)件包括有驅(qū)動(dòng)桿和固定設(shè)置于驅(qū)動(dòng)桿一端的驅(qū)動(dòng)柄，所述的驅(qū)動(dòng)桿的另一端與扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸同軸固定聯(lián)動(dòng)設(shè)置，所述的驅(qū)動(dòng)柄活動(dòng)插設(shè)于兩個(gè)聯(lián)動(dòng)基板之間并與聯(lián)動(dòng)基板在蝸桿軸的軸向方向相互平移聯(lián)動(dòng)，且聯(lián)動(dòng)基板在蝸桿軸的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與驅(qū)動(dòng)柄在轉(zhuǎn)動(dòng)的周向方向相互脫離。

通過本設(shè)置，提供一種蝸桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)柄同步聯(lián)動(dòng)，而一旦蝸桿軸出現(xiàn)軸向滑移，則該軸向滑移將使得驅(qū)動(dòng)柄做對(duì)應(yīng)的移動(dòng)，進(jìn)而用于驅(qū)動(dòng)扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步設(shè)置是電機(jī)動(dòng)力軸上設(shè)置有傳動(dòng)套筒，該傳動(dòng)套筒上設(shè)置有軸向的長(zhǎng)銷孔，所述的蝸桿軸的一端插接于傳動(dòng)套筒內(nèi)，且該蝸桿軸的側(cè)壁上固定設(shè)置周向聯(lián)動(dòng)銷，所述的周向聯(lián)動(dòng)銷插接于長(zhǎng)銷孔內(nèi)，且該周向聯(lián)動(dòng)銷與長(zhǎng)銷孔在蝸桿軸的長(zhǎng)度方向滑移配合。

通過本設(shè)置，使得電機(jī)動(dòng)力軸與蝸桿軸構(gòu)成軸向相對(duì)滑移、周向相互同軸轉(zhuǎn)動(dòng)配合。

進(jìn)一步設(shè)置是所述的扭矩感應(yīng)器的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸上還固定聯(lián)動(dòng)設(shè)置有聯(lián)動(dòng)擺桿，所述的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸上還活動(dòng)套設(shè)有一對(duì)擺動(dòng)臂，每個(gè)擺動(dòng)臂的上端均固定凸起設(shè)置有擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)桿，所述的聯(lián)動(dòng)擺桿位于一對(duì)擺動(dòng)臂的兩個(gè)擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)桿之間，且該兩個(gè)擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)桿之間相互彈性連接有拉簧，每個(gè)擺動(dòng)臂的下端邊側(cè)固定聯(lián)動(dòng)設(shè)置有凸輪，所述的安裝板相對(duì)于每個(gè)擺動(dòng)臂上的凸輪的邊側(cè)分別設(shè)置有微動(dòng)開關(guān)，凸輪在擺動(dòng)臂的擺動(dòng)過程的至少一個(gè)位置上與微動(dòng)開關(guān)的觸點(diǎn)觸壓頂接或觸壓分離。

通過本設(shè)置，使得扭矩感應(yīng)器還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械式扭矩最大值限制保護(hù)，功能多樣。

進(jìn)一步設(shè)置是蝸桿軸的外端設(shè)置的復(fù)位彈性件為多片相互同軸疊加布置的碟簧。

綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：閥門電動(dòng)裝置的扭矩值通過扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度實(shí)時(shí)數(shù)字化輸出，該信號(hào)能提供工業(yè)自動(dòng)化控制的基準(zhǔn)信號(hào)，從而方便進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)和保護(hù)。

下面結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步介紹。

附圖說明

圖1 本發(fā)明具體實(shí)施方式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 本發(fā)明具體實(shí)施方式閥門電動(dòng)裝置殼體局部隱藏后狀態(tài)圖；

圖3 扭矩感應(yīng)器的第一種實(shí)施結(jié)構(gòu)圖；

圖4 為圖3的另一視角的立體圖；

圖5扭矩感應(yīng)器的第二種實(shí)施結(jié)構(gòu)圖；

圖6 為圖5的另一視角的立體圖；

圖7 扭矩感應(yīng)器的第三種實(shí)施結(jié)構(gòu)圖；

圖8 為圖7的另一視角的立體圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定，該領(lǐng)域的技術(shù)工程師可根據(jù)上述發(fā)明的內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。

如圖1-3所示的本發(fā)明的具體實(shí)施方式，包括有閥門電動(dòng)裝置殼體1、電機(jī)2、蝸桿軸3、蝸輪4和動(dòng)力輸出軸5，其中蝸桿軸3與電機(jī)2的電機(jī)動(dòng)力軸構(gòu)成周向聯(lián)合轉(zhuǎn)動(dòng)、且軸向滑移配合，本實(shí)施例電機(jī)動(dòng)力軸上設(shè)置有傳動(dòng)套筒211，該傳動(dòng)套筒211上設(shè)置有軸向的長(zhǎng)銷孔212，所述的蝸桿軸3的一端插接于傳動(dòng)套筒內(nèi)，且該蝸桿軸3的側(cè)壁上固定設(shè)置周向聯(lián)動(dòng)銷33，所述的周向聯(lián)動(dòng)銷33插接于長(zhǎng)銷孔212內(nèi)，且該周向聯(lián)動(dòng)銷33與長(zhǎng)銷孔212在蝸桿軸3的長(zhǎng)度方向滑移配合，通過該周向聯(lián)動(dòng)銷33，使得蝸桿軸與電機(jī)動(dòng)力軸在周向上相互同軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

本實(shí)施例蝸輪4與動(dòng)力輸出軸5相互同軸固定聯(lián)動(dòng)，蝸桿軸3上的蝸桿段31與蝸輪4相互傳動(dòng)聯(lián)接，蝸桿軸3的外端設(shè)置有復(fù)位彈性件31，本實(shí)施例該復(fù)位彈性件為多片相互同軸疊加布置的碟簧。

另外，本實(shí)施例還包括扭矩感應(yīng)器6，該扭矩感應(yīng)器6包括安裝板61、轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置于安裝板61上的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸62、以及用于檢測(cè)扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸62轉(zhuǎn)動(dòng)角度的轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器63，扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸62的一端設(shè)置有與扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)連接的驅(qū)動(dòng)件64，轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器63基于扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)獲取扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度值；所述的蝸桿軸3上設(shè)置有與驅(qū)動(dòng)件64在軸向相互平移聯(lián)動(dòng)、周向相互脫離的聯(lián)動(dòng)件32。本實(shí)施例所述的聯(lián)動(dòng)件32包括一對(duì)相互平行間隔固定于蝸桿軸3上的聯(lián)動(dòng)基板321，所述的驅(qū)動(dòng)件64包括有驅(qū)動(dòng)桿641和固定設(shè)置于驅(qū)動(dòng)桿一端的驅(qū)動(dòng)柄642，所述的驅(qū)動(dòng)桿641的另一端與扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸62同軸固定聯(lián)動(dòng)設(shè)置，所述的驅(qū)動(dòng)柄642活動(dòng)插設(shè)于兩個(gè)聯(lián)動(dòng)基板321之間并與聯(lián)動(dòng)基板在蝸桿軸3的軸向方向相互平移聯(lián)動(dòng)，且聯(lián)動(dòng)基板321在蝸桿軸3的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中與驅(qū)動(dòng)柄642在轉(zhuǎn)動(dòng)的周向方向相互脫離。

此外，本實(shí)施例所述轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器63為與安裝板相對(duì)固定設(shè)置的角度位移傳感器，該角度位移傳感器上設(shè)置有角度傳感軸631，所述的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸62的外端聯(lián)動(dòng)設(shè)置有第一同步齒輪621，角度傳感軸上設(shè)置有與第一同步齒輪621相嚙合傳動(dòng)的第二同步齒輪632。本實(shí)施例所采用的角度位移傳感器是一種成熟的傳感器件，可直接從市場(chǎng)采購(gòu)，另外，本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)動(dòng)角度傳感器63還可以采用旋轉(zhuǎn)編碼器、轉(zhuǎn)動(dòng)光柵傳感器、磁編碼器、旋轉(zhuǎn)電位器等器件進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)角度感應(yīng)，這些方式都屬于本申請(qǐng)相同的構(gòu)思，應(yīng)落入本申請(qǐng)的保護(hù)范圍。

此外，如圖3-4所示，本實(shí)施例所述的扭矩感應(yīng)器6的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸62上還固定聯(lián)動(dòng)設(shè)置有聯(lián)動(dòng)擺桿622，所述的扭矩感應(yīng)器轉(zhuǎn)動(dòng)軸62上還活動(dòng)套設(shè)有一對(duì)擺動(dòng)臂65，每個(gè)擺動(dòng)臂65的上端均固定凸起設(shè)置有擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)桿651，所述的聯(lián)動(dòng)擺桿622位于一對(duì)擺動(dòng)臂的兩個(gè)擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)桿651之間，且該兩個(gè)擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)桿651之間相互彈性連接有拉簧652，每個(gè)擺動(dòng)臂65的下端邊側(cè)固定聯(lián)動(dòng)設(shè)置有凸輪653，本實(shí)施例所述的凸輪653優(yōu)選采用截面形成為逗號(hào)形狀的逗號(hào)凸輪；另外所述的安裝板61相對(duì)于每個(gè)擺動(dòng)臂上的凸輪的邊側(cè)分別設(shè)置有微動(dòng)開關(guān)66，凸輪653在擺動(dòng)臂65的擺動(dòng)到一定角度后與微動(dòng)開關(guān)66的觸點(diǎn)661觸壓頂接，從而基于該觸壓頂接的動(dòng)作輸出開關(guān)信號(hào)，該開關(guān)信號(hào)將用于對(duì)電機(jī)進(jìn)行切斷控制。

如圖5-6所述，提供了另外一種扭矩感應(yīng)器6的實(shí)現(xiàn)方式，該結(jié)構(gòu)中，每只擺動(dòng)臂65'上連接擺動(dòng)臂驅(qū)動(dòng)桿651'的一端與安裝凸輪的一端分別位于聯(lián)動(dòng)擺桿622的左右兩側(cè)，凸輪653在擺動(dòng)臂65'擺動(dòng)到一定角度后與微動(dòng)開關(guān)66的觸點(diǎn)661觸碰分離，從而基于該觸壓分離的動(dòng)作輸出開關(guān)信號(hào)，該開關(guān)信號(hào)將用于對(duì)電機(jī)進(jìn)行切斷控制。

如圖7-8所述的實(shí)施例沒有上述圖3和圖4所對(duì)應(yīng)的微動(dòng)開關(guān)的設(shè)置。