閥門電動執行器的製作方法

2023-06-08 06:12:06 2

專利名稱：閥門電動執行器的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於閥技術領域，具體涉及一種用於智能控制的閥門電動執行器。
背景技術：
閥門電動執行器是工業智能控制系統中常用的一種閥門驅動裝置。閥門電動執行器在其運行過程中，需要向上位智能控制系統輸出閥門位置信號， 因此電動執行機構器包括一個閥門位置信號產生裝置。傳統閥門電動執行器中，一般都採 用電位器作為閥門位置信號產生裝置，閥門位置變化，將通過機械傳動機構，使得電位器阻 值發生變化，通過調整和標定，從而可根據電位器阻值來確定閥門所在位置。這種傳統的閥門電動執行器具有以下缺點(1)由於需要機械傳動機構帶動，機 械傳動部分易因磨損而導致穩定性和精度變差；(2)電位器的滑動接觸部分也會因長期的 磨合而導致其阻值有所變化，導致穩定性和精度變差；(3)由於採用機械傳動機構，結構較 為複雜，故障源較多，且標定較為困難。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種結構較為簡化、具有較好穩定性和可靠性的閥門電 動執行器。實現本實用新型目的的技術方案是一種閥門電動執行器，包括安裝架、電動機、 變速機構、執行傳動機構和位置信號產生機構；所述變速機構包括多個齒輪和相應的齒輪 轉軸；所述執行傳動機構包括執行軸；所述電動機通過變速機構帶動所述執行軸做往復運 動；所述位置信號產生裝置包括一個設置在齒輪轉軸上並隨著該齒輪轉軸轉動的轉盤、和 用於採集所述轉盤轉動信息的傳感元件。上述技術方案中，所述傳感元件設有U形缺口，所述轉盤的形狀是設有缺口的圓 盤，所述轉盤的接近邊緣處的部分盤體位於所述傳感元件的U形缺口中。上述技術方案中，所述傳感元件是光電式傳感器。上述技術方案中，所述光電式傳感器包括一個紅外光二極體和一個與所述紅外光 二極體相配合的光敏電晶體，所述紅外光二極體和光敏電晶體分居所述U形缺口兩側。上述技術方案中，所述光電式傳感器包括兩個紅外光二極體和兩個與所述紅外光 二極體相配合的光敏電晶體，所述兩個紅外光二極體並排設置，所述兩個光敏電晶體並排 設置，所述紅外光二極體和光敏電晶體分居所述U形缺口兩側，且每個光敏電晶體與相應 的一個紅外光二極體相配合。上述技術方案中，所述光電式傳感器還包括電路板、設置在電路板上的接線端子 和設置在電路板上的金屬安裝片；所述轉盤缺口的寬度大於所述一個紅外光二極體或光敏 電晶體的寬度。上述技術方案中，所述變速機構包括套設在電動機主軸上的主動齒輪、用於帶動 執行軸做往復移動的從動齒輪、和傳動齒輪組件。
4[0013]上述技術方案中，所述傳動齒輪組件包括第一傳動齒輪和第二傳動齒輪；所述安 裝架包括第一安裝板和第二安裝板，所述電動機固定設置在第一安裝板的上表面上，所述 變速機構設置在所述第一安裝板和第二安裝板之間；所述位置信號產生裝置中的傳感元件 固定在第二安裝板上，所述位置信號產生裝置中的轉盤固定在傳動齒輪組件中角速度較大 的一個齒輪轉軸上。上述技術方案中，所述從動齒輪的轉軸設置在第二安裝板中心處，所述從動齒輪 轉軸的下部設有外螺紋區；所述執行軸的上部是內螺紋套管，所述外螺紋套管套設在所述 從動齒輪轉軸的外螺紋區上。上述技術方案中，還包括指示機構，所述指示機構包括設置在安裝架上的刻度牌、 和設置在執行軸上的指針；所述刻度牌中央設有軌道孔，所述指針隨著所述執行軸的移動 而在軌道孔中移動。本實用新型具有積極的效果(1)本實用新型中，所述位置信號產生裝置包括一個設置在齒輪轉軸上並隨著該 齒輪轉軸轉動的轉盤、和用於採集所述轉盤轉動信息的傳感元件。利用傳感元件直接採集 轉盤轉動圈數信息，可直接換算成執行軸的移動距離，從而算出閥門開度，結構較為簡化， 具有較好穩定性和可靠性。(2)本實用新型中，所述傳感元件設有U形缺口，所述轉盤的形狀是設有缺口的圓 盤，所述轉盤的接近邊緣處的部分盤體位於所述傳感元件的U形缺口中。這種結構，無摩擦 損耗，有效保證其可靠的使用壽命及精度穩定性。(3)本實用新型中，所述光電式傳感器包括一個紅外光二極體和一個與所述紅外 光二極體相配合的光敏電晶體，所述紅外光二極體和光敏電晶體分居所述U形缺口兩側。 這種結構的光電式傳感器正好與所述設有缺口的轉盤相配合使用，所述紅外光二極體對準 光敏電晶體發生紅外光，可被轉盤盤體擋住，當轉盤上的缺口轉過紅外光二極體時，光敏晶 體管才可接收到紅外光，從而採集到轉盤轉動的信息。由於電動機距離傳感器的位置很近， 如果採用傳統的渦流式傳感器，將會受到電動機磁性的幹擾，無法保證其長期的工作穩定 性與精度可靠性。(4)本實用新型中，所述光電式傳感器包括兩個紅外光二極體和兩個與所述紅外 光二極體相配合的光敏電晶體，所述兩個紅外光二極體並排設置，所述兩個光敏電晶體並 排設置，所述紅外光二極體和光敏電晶體分居所述U形缺口兩側，且每個光敏電晶體與相 應的一個紅外光二極體相配合。採用兩個並排設置的紅外光二極體及相應的光敏電晶體， 可根據光敏電晶體接收到紅外信號的先後順序，準確判斷出轉盤的轉動圈數及轉動方向， 由於電動機經常正轉和反轉，所以準確判斷其轉動方向，這一點尤為重要。(5)本實用新型中，所述傳動齒輪組件包括第一傳動齒輪和第二傳動齒輪；所述 安裝架包括第一安裝板和第二安裝板，所述電動機固定設置在第一安裝板的上表面上，所 述變速機構設置在所述第一安裝板和第二安裝板之間；所述位置信號產生裝置中的傳感元 件固定在第二安裝板上，所述位置信號產生裝置中的轉盤固定在傳動齒輪組件中角速度較 大的一個齒輪轉軸上。這種結構極為緊湊，把傳感器設置在變速齒輪組件的同一安裝平面 上，只是增加這一部件即可，無需改動執行器其它部分結構。(6)本實用新型中，還包括指示機構，所述指示機構包括設置在安裝架上的刻度牌、和設置在執行軸上的指針；所述刻度牌中央設有軌道孔，所述指針隨著所述執行軸的移 動而在軌道孔中移動。使用者可根據指針所處位置，直觀看出所述閥門開度。

圖1為本實用新型的一種立體結構示意圖；圖2為圖1所示閥門電動執行器在移除部分部件後的一種立體結構示意圖；圖3為圖2所示閥門電動執行器的一種分解示意圖；圖4為圖1所示閥門電動執行器中位置信號產生裝置的一種立體結構示意圖；圖5為圖1所示閥門電動執行器中傳感元件的一種立體結構示意圖。附圖所示標記為安裝架1，第一安裝板11，第二安裝板12，電動機2，變速機構3， 齒輪31，主動齒輪311，從動齒輪312，傳動齒輪組件313，第一傳動齒輪3131，第二傳動齒 輪3132，齒輪轉軸32，從動齒輪轉軸321，外螺紋區3211，執行傳動機構4，執行軸41，內螺 紋套管411，位置信號產生機構5，轉盤51，缺口 511，傳感元件52，U形缺口 521，紅外光二 極管522，光敏電晶體523，電路板524，接線端子525，金屬安裝片526，指示機構6，刻度牌 61，指針62，軌道孔611。
具體實施方式
(實施例1)圖1至圖5顯示了本實用新型的一種具體實施方式
，其中，圖1為本實用新型的一 種立體結構示意圖；圖2為圖1所示閥門電動執行器在移除部分部件後的一種立體結構示 意圖；圖3為圖2所示閥門電動執行器的一種分解示意圖；圖4為圖1所示閥門電動執行器 中位置信號產生裝置的一種立體結構示意圖；圖5為圖1所示閥門電動執行器中傳感元件 的一種立體結構示意圖。本實施例是一種閥門電動執行器，見圖1至圖6，包括安裝架1、電動機2、變速機構 3、執行傳動機構4、位置信號產生機構5和指示機構6 ；所述變速機構3包括多個齒輪31和 相應的齒輪轉軸32 ；所述執行傳動機構4包括執行軸41 ；所述電動機2通過變速機構3帶 動所述執行軸41做往復運動；其特徵在於所述位置信號產生裝置包括一個設置在齒輪轉 軸32上並隨著該齒輪轉軸32轉動的轉盤51、和用於採集所述轉盤51轉動信息的傳感元件 52。見圖2和圖3，所述安裝架1包括第一安裝板11和第二安裝板12，所述電動機2 固定設置在第一安裝板11的上表面上，所述變速機構3設置在所述第一安裝板11和第二 安裝板12之間。所述變速機構3包括套設在電動機2主軸上的主動齒輪311、用於帶動執行軸41 做往復移動的從動齒輪312、和傳動齒輪組件313。所述傳動齒輪組件313包括第一傳動齒 輪3131和第二傳動齒輪3132。所述從動齒輪312的轉軸321設置在第二安裝板12中心 處，所述從動齒輪轉軸321的下部設有外螺紋區3211 ；所述執行軸41的上部是內螺紋套管 411，所述外螺紋套管套設在所述從動齒輪轉軸321的外螺紋區3211上。所述指示機構6包括設置在安裝架1上的刻度牌61、和設置在執行軸41上的指 針62 ；所述刻度牌61中央設有軌道孔611，所述指針62隨著所述執行軸41的移動而在軌道孔611中移動。所述位置信號產生裝置中的傳感元件52固定在第二安裝板12上，所述位置信號 產生裝置中的轉盤51固定在傳動齒輪組件313中角速度較大的一個齒輪轉軸上。在傳動 齒輪組件中，如果某個齒輪轉軸的角速度較大，則說明執行軸在移動相同距離時，該齒輪轉 軸的轉動圈數較多，從而可提高本實施例的計算精度。本實施例中，所述轉盤51設置在角 速度較大的第一傳動齒輪3131的轉軸上。見圖4，所述傳感元件52設有U形缺口 521，所述轉盤51的形狀是設有缺口 511 的圓盤，所述轉盤51的接近邊緣處的部分盤體位於所述傳感元件52的U形缺口 521中。本實施例中，所述傳感元件52是光電式傳感器。所述光電式傳感器包括兩個紅外 光二極體、兩個與所述紅外光二極體522相配合的光敏電晶體523、電路板524、設置在電路 板524上的接線端子525和設置在電路板524上的金屬安裝片526 ；所述兩個紅外光二極體 並排設置，所述兩個光敏電晶體523並排設置，所述紅外光二極體和光敏電晶體523分居所 述U形缺口 521兩側，且每個光敏電晶體523與相應的一個紅外光二極體522相配合。所 述轉盤缺口 511的寬度大於至少所述一個紅外光二極體522或光敏電晶體523的寬度，以 保證光電式傳感器的工作性能。在具體實踐中，所述光電式傳感器也可只包括一個紅外光二極體522和一個與所 述紅外光二極體522相配合的光敏電晶體523。這種結構的傳感元件，需要配合智能控制電 路，才能判斷出轉盤的轉動方向。本實施例具有以下技術效果(1)本實施例中，所述位置信號產生裝置包括一個設置在齒輪轉軸32上並隨著該 齒輪轉軸32轉動的轉盤51、和用於採集所述轉盤51轉動信息的傳感元件52。利用傳感元 件直接採集轉盤轉動圈數信息，可直接換算成執行軸的移動距離，從而算出閥門開度，結構 較為簡化，具有較好穩定性和可靠性。(2)本實施例中，所述傳感元件52設有U形缺口 521，所述轉盤51的形狀是設有 缺口 511的圓盤，所述轉盤51的接近邊緣處的部分盤體位於所述傳感元件52的U形缺口 521中。這種結構，無摩擦損耗，有效保證其可靠的使用壽命及精度穩定性。(3)本實施例中，所述光電式傳感器可只包括一個紅外光二極體522和一個與所 述紅外光二極體522相配合的光敏電晶體523，所述紅外光二極體522和光敏電晶體523分 居所述U形缺口 521兩側。這種結構的光電式傳感器正好與所述設有缺口的轉盤相配合使 用，所述紅外光二極體對準光敏電晶體發生紅外光，可被轉盤盤體擋住，當轉盤上的缺口轉 過紅外光二極體時，光敏電晶體才可接收到紅外光，從而採集到轉盤轉動的信息。由於電動 機距離傳感器的位置很近，如果採用傳統的渦流式傳感器，將會受到電動機磁性的幹擾，無 法保證其長期的工作穩定性與精度可靠性。(4)本實施例中，所述光電式傳感器也可採用兩個紅外光二極體和兩個與所述紅 外光二極體522相配合的光敏電晶體523，所述兩個紅外光二極體並排設置，所述兩個光敏 電晶體523並排設置，所述紅外光二極體和光敏電晶體523分居所述U形缺口 521兩側，且 每個光敏電晶體523與相應的一個紅外光二極體522相配合。採用兩個並排設置的紅外光 二極體及相應的光敏電晶體，可根據光敏電晶體接收到紅外信號的先後順序，準確判斷出 轉盤的轉動圈數及轉動方向，由於電動機經常正轉和反轉，所以準確判斷其轉動方向，這一
7點尤為重要。(5)本實施例中，所述傳動齒輪組件313包括第一傳動齒輪3131和第二傳動齒輪 3132 ；所述安裝架1包括第一安裝板11和第二安裝板12，所述電動機2固定設置在第一安 裝板11的上表面上，所述變速機構3設置在所述第一安裝板11和第二安裝板12之間；所 述位置信號產生裝置中的傳感元件52固定在第二安裝板12上，所述位置信號產生裝置中 的轉盤51固定在傳動齒輪組件313中角速度較大的一個齒輪轉軸上。這種結構極為緊湊， 把傳感器設置在變速齒輪組件的同一安裝平面上，只是增加這一部件即可，無需改動執行 器其它部分結構。(6)本實施例中，還包括指示機構6，所述指示機構6包括設置在安裝架1上的刻 度牌61、和設置在執行軸41上的指針62 ；所述刻度牌61中央設有軌道孔611，所述指針62 隨著所述執行軸41的移動而在軌道孔611中移動。使用者可根據指針所處位置，直觀看出 所述閥門開度。顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而 並非是對本實用新型的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明 的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以 窮舉。而這些屬於本實用新型的實質精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬於本實用 新型的保護範圍。
權利要求一種閥門電動執行器，包括安裝架(1)、電動機(2)、變速機構(3)、執行傳動機構(4)和位置信號產生機構(5)；所述變速機構(3)包括多個齒輪(31)和相應的齒輪轉軸(32)；所述執行傳動機構(4)包括執行軸(41)；所述電動機(2)通過變速機構(3)帶動所述執行軸(41)做往復運動；其特徵在於所述位置信號產生裝置包括一個設置在齒輪轉軸(32)上並隨著該齒輪轉軸(32)轉動的轉盤(51)、和用於採集所述轉盤(51)轉動信息的傳感元件(52)。
2.根據權利要求1所述的閥門電動執行器，其特徵在於所述傳感元件(52)設有U形 缺口(521)，所述轉盤(51)的形狀是設有缺口(511)的圓盤，所述轉盤(51)的接近邊緣處 的部分盤體位於所述傳感元件(52)的U形缺口(521)中。
3.根據權利要求2所述的閥門電動執行器，其特徵在於所述傳感元件(52)是光電式 傳感器。
4.根據權利要求3所述的閥門電動執行器，其特徵在於所述光電式傳感器包括一個 紅外光二極體(522)和一個與所述紅外光二極體(522)相配合的光敏電晶體(523)，所述紅 外光二極體(522)和光敏電晶體(523)分居所述U形缺口(521)兩側。
5.根據權利要求3所述的閥門電動執行器，其特徵在於所述光電式傳感器包括兩個 紅外光二極體和兩個與所述紅外光二極體(522)相配合的光敏電晶體(523)，所述兩個紅 外光二極體並排設置，所述兩個光敏電晶體(523)並排設置，所述紅外光二極體和光敏晶 體管(523)分居所述U形缺口(521)兩側，且每個光敏電晶體(523)與相應的一個紅外光 二極體(522)相配合。
6.根據權利要求4或5所述的閥門電動執行器，其特徵在於所述光電式傳感器還包 括電路板(524)、設置在電路板(524)上的接線端子(525)和設置在電路板(524)上的金屬 安裝片(526)；所述轉盤缺口(511)的寬度大於所述一個紅外光二極體(522)或光敏晶體 管(523)的寬度。
7.根據權利要求1所述的閥門電動執行器，其特徵在於所述變速機構(3)包括套 設在電動機(2)主軸上的主動齒輪(311)、用於帶動執行軸(41)做往復移動的從動齒輪 (312)、和傳動齒輪組件(313)。
8.根據權利要求7所述的閥門電動執行器，其特徵在於所述傳動齒輪組件(313)包 括第一傳動齒輪(3131)和第二傳動齒輪(3132)；所述安裝架(1)包括第一安裝板(11)和第二安裝板(12)，所述電動機(2)固定設置在 第一安裝板(11)的上表面上，所述變速機構(3)設置在所述第一安裝板(11)和第二安裝 板(12)之間；所述位置信號產生裝置中的傳感元件(52)固定在第二安裝板(12)上，所述 位置信號產生裝置中的轉盤(51)固定在傳動齒輪組件(313)中角速度較大的一個齒輪轉 軸上。
9.根據權利要求8所述的閥門電動執行器，其特徵在於所述從動齒輪(312)的轉 軸(321)設置在第二安裝板(12)中心處，所述從動齒輪轉軸(321)的下部設有外螺紋區 (3211)；所述執行軸(41)的上部是內螺紋套管(411)，所述外螺紋套管套設在所述從動齒 輪轉軸(321)的外螺紋區(3211)上。
10.根據權利要求1所述的閥門電動執行器，其特徵在於還包括指示機構(6)，所述指 示機構(6)包括設置在安裝架(1)上的刻度牌(61)、和設置在執行軸(41)上的指針(62)；所述刻度牌(61)中央設有軌道孔(611)，所述指針(62)隨著所述執行軸(41)的移動而在 軌道孔(611)中移動。
專利摘要本實用新型公開了一種閥門電動執行器，包括安裝架、電動機、變速機構、執行傳動機構和位置信號產生機構；所述變速機構包括多個齒輪和相應的齒輪轉軸；所述執行傳動機構包括執行軸；所述電動機通過變速機構帶動所述執行軸做往復運動；所述位置信號產生裝置包括一個設置在齒輪轉軸上並隨著該齒輪轉軸轉動的轉盤、和用於採集所述轉盤轉動信息的傳感元件。本實用新型結構較為簡化、無摩擦損耗，具有較好穩定性和可靠性。
文檔編號F16K31/04GK201680032SQ20102011613
公開日2010年12月22日 申請日期2010年2月2日 優先權日2010年2月2日
發明者趙樂生, 陳立楠, 陳童靜 申請人:陳立楠