一種自動控制驅動裝置的y型三通球閥的製作方法
2023-04-23 08:42:46 2
一種自動控制驅動裝置的y型三通球閥的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，包括閥體、驅動裝置以及控制驅動裝置運動的控制裝置，閥體中設有Y形流體通道、啟閉件與閥杆，驅動裝置與啟閉件聯動連接，驅動裝置包括活塞缸，活塞缸中設有活塞、以及與活塞聯動連接的活塞杆，活塞杆通過齒輪機構與閥杆聯動連接，齒輪機構包括齒輪箱，齒輪箱中設有與活塞杆通過撥叉連接的輸出軸，輸出軸上套設有傳動大齒輪，閥杆上套設有傳動小齒輪，傳動大齒輪與傳動小齒輪嚙合。本發明採用伺服閥控制Y型三通球閥的驅動裝置，能精確的控制閥門的旋轉角度，並且通過設置齒輪機構，能夠進行閥杆的240°旋轉，實現伺服閥自動控制驅動裝置驅動Y型三通球閥的流向切換。
【專利說明】—種自動控制驅動裝置的Y型三通球閥
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種閥門，尤其是一種自動控制驅動裝置的Y型三通球閥。
【背景技術】
[0002]隨著現代工業對於自動化要求的不斷提高，閥門越來越多得採用自動控制。如球閥、蝶閥、旋塞閥等90°旋轉開關的閥門通常採取氣動裝置或液動裝置進行閥門的開啟和關閉控制。
[0003]Y型三通球閥的三個通道之間設計成互成120°的夾角，通過球體在240°之間的旋轉可以實現三種不同的流向切換的閥門。然而，常規的氣動裝置或液動裝置只能實現90°的旋轉，而Y型三通球閥需要240°的旋轉，因此Y型三通球閥無法直接採用常規氣動裝置或液動裝置通過自動控制驅動裝置來進行閥門流向的切換。
【發明內容】
[0004]為了克服現有技術的不足，本發明提供了 一種自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，該Y型三通球閥可以通過自動控制驅動裝置來實現三通球閥的三種不同的流向切換。
[0005]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是:一種自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，包括閥體、驅動裝置以及控制驅動裝置運動的控制裝置，閥體中設有Y形流體通道、以及開啟或關閉流體通道的啟閉件，閥體中還設有與啟閉件固定連接的閥杆，驅動裝置與啟閉件聯動連接，驅動裝置包括活塞缸，活塞缸中設有將活塞缸分割成第一腔和第二腔的活塞、以及與活塞聯動連接的活塞杆，活塞杆與閥杆聯動連接，其特徵在於:所述驅動裝置通過齒輪機構與所述閥杆連接，所述齒輪機構包括齒輪箱，齒輪箱中設有與所述活塞杆通過撥叉連接的輸出軸，輸出軸上套設有傳動大齒輪，所述閥杆上套設有傳動小齒輪，所述傳動大齒輪與所述傳動小齒輪哨合。
[0006]上述結構中，控制裝置可以控制常規的驅動裝置的輸出90°轉角，經過齒輪機構的傳動後，閥杆的轉角可以達到240°，實現Y型三通球閥的流向切換與自動控制的功能。
[0007]作為本發明的進一步設置，所述控制裝置為氣動裝置、液動裝置或伺服閥裝置。
[0008]上述結構中，驅動裝置可以由氣動裝置、液動裝置或伺服閥裝置進行控制，提高閥門的自動化程度。
[0009]作為本發明的進一步設置，所述伺服閥裝置包括伺服閥、伺服閥的動力裝置、信號控制裝置、以及與伺服閥連通的壓力源裝置，所述伺服閥包括與所述輸出軸固定連接且同步運動的閥套，閥套中設有與所述伺服閥的動力裝置連接且同步運動的迴轉閥芯，所述信號控制裝置與伺服閥的動力裝置連接，所述壓力源裝置通過伺服閥與所述活塞缸連接。
[0010]上述結構中，信號控制裝置接收到用戶或系統指令時，將發出信號驅動伺服閥的動力裝置運動並帶動迴轉閥芯同步運動，伺服閥與壓力源裝置連通，介質壓力通過伺服閥與活塞缸連接並驅動活塞運動，活塞通過撥叉帶動輸出軸轉動，輸出軸帶動閥套運動，隨著輸出軸的轉動，伺服閥的閥口開度減小，當伺服閥的閥套與迴轉閥芯的角度一致時，伺服閥與壓力源裝置的連通關閉，驅動裝置的活塞運動停止，輸出軸也停止轉動；通過信號控制裝置與伺服閥的聯機來控制驅動裝置驅動啟閉件的開啟或關閉，操作更精確。
[0011]作為本發明的進一步設置，所述閥杆相對與所述啟閉件固接的另一端伸出所述閥體之外且連接有角位移傳感器，所述角位移傳感器與所述信號控制裝置連接並通過脈衝信號將所述閥杆的轉動角度數據反饋到所述信號控制裝置。
[0012]上述結構中，角位移傳感器安裝在閥杆上部，實時採集閥杆的轉動角度，將該角度變化及時反饋到信號控制裝置，便於閥杆轉動角度的實時更新、實時監控和調整閥門的開啟角度，使得驅動裝置可以更精確地調節和控制閥門開度。
[0013]作為本發明的進一步設置，所述輸出軸相對與所述傳動大齒輪連接的另一端伸出所述齒輪箱之外且連接有角位移傳感器，所述角位移傳感器與所述信號控制裝置連接並通過脈衝信號將所述輸出軸的轉動角度數據反饋到所述信號控制裝置。
[0014]上述結構中，角位移傳感器安裝在輸出軸上部，實時採集輸出軸的轉動角度，將該角度變化及時反饋到信號控制裝置，便於輸出軸轉動角度的實時更新、實時監控和調整閥門的開啟角度，使得驅動裝置可以更精確地調節和控制閥門開度。
[0015]作為本發明的進一步設置，所述信號控制裝置和所述角位移傳感器之間設有信號放大器。
[0016]上述結構中，信號放大器可以消除數字幹擾，使得信號更強、信號傳輸更準確。
[0017]作為本發明的進一步設置，所述驅動裝置包括第一活塞缸和第二活塞缸，第一活塞缸和第二活塞缸之間設有基座,所述第一活塞缸和第二活塞缸中設有分別將第一活塞缸和第二活塞缸分割成第一腔和第二腔的第一活塞和第二活塞,第一活塞和第二活塞通過所述活塞杆連接，活塞杆的一端與所述第一活塞固接，活塞杆的另一端依次穿過第一活塞缸和所述基座進入第二活塞缸與所述第二活塞固接。
[0018]上述結構中，活塞缸呈左右對稱設置的兩個活塞缸結構，兩個活塞缸通過活塞杆聯動連接，輸出軸穿過基座並與撥叉連接，活塞杆的軸嚮往復運動通過撥叉轉換成旋轉運動驅動輸出軸轉動，輸出軸通過齒輪機構帶動閥杆轉動，上述結構使得該驅動裝置的驅動閥杆運動更穩定。
[0019]作為本發明的進一步設置，所述齒輪箱朝向所述驅動裝置的一端固設有「工」形託臺，所述驅動裝置的基座安置於所述託臺上。
[0020]上述結構中，齒輪箱通過託臺與驅動裝置連接，該託臺可以起到承託驅動裝置，並增大其與齒輪箱連接處的接觸面積，使其可以穩定安置於閥體上方。
[0021]作為本發明的進一步設置，所述伺服閥包括進口端、第一連接口、第二連接口，以及與外界回收裝置連通的出口端，所述進口端與所述壓力源裝置連通，所述第一連接口分別與所述第一活塞缸的第一腔以及與第二活塞缸的第一腔連通，所述第二連接口分別與所述第一活塞缸的第二腔以及與第二活塞缸的第二腔連通。
[0022]上述結構中，該活塞缸是雙缸結構設置，壓力源裝置通過伺服閥與活塞缸連接，介質壓力同時進入第一活塞缸的第一腔、第二活塞缸的第一腔或者同時進入第一活塞缸的第二腔、第二活塞缸的第二腔，並通過活塞杆達到同步的軸向運動，使其運動更穩定，驅動閥杆旋轉的驅動力更大。
[0023]作為本發明的進一步設置，所述齒輪機構採用2.667:1的速比。[0024]上述結構中，齒輪機構採用一級齒輪箱結構實現將常規的驅動裝置輸出的90°轉角，轉換成閥杆可以達到240°的轉角；齒輪機構結構簡單，零件少，易裝配。
[0025]下面結合附圖對本發明作進一步描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]附圖1為本發明具體實施例結構示意圖；
附圖2為本發明具體實施例Y型三通球閥的流向切換過程示意圖。
【具體實施方式】
[0027]本發明的具體實施例如圖1-2所示是自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，包括閥體1、驅動裝置4以及控制驅動裝置運動的控制裝置，閥體I中設有Y形流體通道11、以及開啟或關閉流體通道11的啟閉件2,該啟閉件2為球體結構，閥體I中還設有與啟閉件2固定連接的閥杆3，驅動裝直4與啟閉件2聯動連接，驅動裝直4包括活塞缸，該活塞缸可以是單缸結構,優選的為雙缸結構,活塞缸中設有將活塞缸分割成第一腔和第二腔的活塞、以及與活塞聯動連接的活塞杆43，活塞杆43與閥杆聯動連接，驅動裝置4通過齒輪機構7與閥杆3連接，齒輪機構7包括齒輪箱74，齒輪箱74中設有與活塞杆43通過撥叉44連接的輸出軸73，輸出軸73上套設有傳動大齒輪71，閥杆3上套設有傳動小齒輪72，傳動大齒輪71與傳動小齒輪72嚙合。控制裝置可以控制常規的驅動裝置4輸出90°轉角，經過齒輪機構7的傳動後，閥杆3的轉角可以達到240°，實現Y型三通球閥的流向切換與自動控制的功能。
[0028]上述控制裝置為氣動裝置、液動裝置或伺服閥裝置。驅動裝置4可以由氣動裝置、液動裝置或伺服閥裝置進行控制，提高閥門的自動化程度。
[0029]上述伺服閥裝置包括伺服閥6、給伺服閥6提供動力的電機82、信號控制裝置81、以及與伺服閥6連通的壓力源裝置10，伺服閥6包括與輸出軸73固定連接且同步運動的閥套61，閥套61中設有與電機82連接且同步運動的迴轉閥芯62，信號控制裝置81與電機81連接，壓力源裝置10通過伺服閥6與活塞缸連接。信號控制裝置81接收到用戶或系統指令時，將發出信號驅動電機82運動並帶動迴轉閥芯62同步運動，伺服閥6與壓力源裝置10連通，介質壓力通過伺服閥6與活塞缸連接並驅動活塞運動，活塞通過撥叉44帶動輸出軸73轉動，輸出軸73帶動閥套61運動，隨著輸出軸73的轉動，伺服閥6的閥口開度減小，當伺服閥6的閥套61與迴轉閥芯62的角度一致時，伺服閥6與壓力源裝置10的連通關閉，驅動裝置4的活塞運動停止，輸出軸73也停止轉動；通過信號控制裝置81與伺服閥6的聯機來控制驅動裝置4驅動啟閉件2的開啟或關閉，操作更精確。
[0030]上述閥杆3相對與啟閉件2固接的另一端伸出閥體I之外且連接有角位移傳感器5，角位移傳感器5與信號控制裝置81連接並通過脈衝信號將閥杆3的轉動角度數據反饋到信號控制裝置81。角位移傳感器5安裝在閥杆3上部，實時採集閥杆3的轉動角度，將該角度變化及時反饋到信號控制裝置81，便於閥杆3轉動角度的實時更新、實時監控和調整閥門的開啟角度，使得驅動裝置4可以更精確地調節和控制閥門開度。
[0031]上述角位移傳感器5除了可以安裝在閥杆3上部之外，還可以安裝在輸出軸73伸出齒輪箱74之外的一端，該角位移傳感器5與信號控制裝置81連接並通過脈衝信號將輸出軸73的轉動角度數據反饋到信號控制裝置81。角位移傳感器5安裝在輸出軸71上部，實時採集輸出軸73的轉動角度，將該角度變化及時反饋到信號控制裝置81，便於輸出軸73轉動角度的實時更新、實時監控和調整閥門的開啟角度，使得驅動裝置4可以更精確地調節和控制閥門開度。
[0032]上述信號控制裝置81和角位移傳感器5之間設有信號放大器9。信號放大器9可以消除數字幹擾，使得信號更強、信號傳輸更準確。
[0033]上述驅動裝置4包括第一活塞缸411和第二活塞缸412，第一活塞缸411和第二活塞缸412之間設有基座413，第一活塞缸411和第二活塞缸412中設有分別將第一活塞缸411和第二活塞缸412分割成第一腔和第二腔的第一活塞I和第二活塞I，第一活塞I和第二活塞I通過活塞杆43連接，活塞杆43的一端與第一活塞I固接，活塞杆43的另一端依次穿過第一活塞缸411和基座413進入第二活塞缸412與第二活塞2固接。活塞缸呈左右對稱設置的兩個活塞缸結構，兩個活塞缸通過活塞杆43聯動連接，輸出軸73穿過基座413並與撥叉44連接，活塞杆43的軸嚮往復運動通過撥叉44轉換成旋轉運動驅動輸出軸73轉動，輸出軸73通過齒輪機構7帶動閥杆3轉動，上述結構使得該驅動裝置4的驅動閥杆3運動更穩定。
[0034]上述齒輪箱74朝向驅動裝置4的一端固設有「工」形託臺75，驅動裝置4的基座413安置於託臺75上。齒輪箱74通過託臺75與驅動裝置4連接，該託臺75可以起到承託驅動裝置4，並增大其與齒輪箱74連接處的接觸面積，使其可以穩定安置於閥體上方。
[0035]上述伺服閥6包括進口端A、第一連接口 C、第二連接口 B，以及與外界回收裝置連通的出口端D，進口端A與壓力源裝置10連通，第一連接口 C分別與第一活塞缸411的第一腔41 Ia以及與第二活塞缸412的第一腔412a連通，第二連接口 B分別與第一活塞缸411的第二腔411b以及與第二活塞缸412的第二腔412b連通。該活塞缸是雙缸結構設置，壓力源裝置10通過伺服閥6與活塞缸連接，介質壓力同時進入第一活塞缸411的第一腔411a、第二活塞缸412的第一腔412a或者同時進入第一活塞缸411的第二腔411b、第二活塞缸412的第二腔412b，並通過活塞杆43達到同步的軸向運動，使其運動更穩定，驅動閥杆3旋轉的驅動力更大。
[0036]上述齒輪機構7採用2.667:1的速比。齒輪機構採用一級齒輪箱結構實現將常規的驅動裝置4輸出的90°轉角，轉換成閥杆3可以達到240°的轉角；該齒輪機構7結構簡單，零件少，易裝配。
[0037]上述信號控制裝置81採用可編程邏輯控制器即PLC來控制電機82的旋轉，並通過脈衝信號的數量來控制步進電機82的旋轉角度，使其角度控制更準確，同時提高了閥門的自動化程度。PCL可以根據接收的系統參數來發出控制脈衝，每一個脈衝信號對應相同的閥杆3旋轉角度，脈衝信號的數量可以設置的很大，因此每一個脈衝信號對應很小的閥杆3旋轉角度，因此，採用伺服閥6控制驅動裝置4可以非常精確的調節和控制閥門的啟閉角度。
[0038]本發明的工作原理如下:介質壓力通過伺服閥6的進口端A通入伺服閥6，伺服閥6的第二連接口 B與驅動裝置4中的第一活塞缸411的第二腔411b以及第二活塞缸412的第二腔412b相連，伺服閥6的第一連接口 C與驅動裝置4中的第一活塞缸411的第二腔411b以及與第二活塞缸412的第二 412b相連，伺服閥6的出口端D與介質回收箱相連。當信號控制裝置81 (PLC)接收到用戶或系統指令時，發出脈衝信號並通過信號放大器9將信號放大增強後驅動步進電機82旋轉，電機82帶動迴轉閥芯62同步轉動，並通過脈衝數量來控制步進電機82的旋轉角度即通過脈衝數量控制迴轉閥芯62的旋轉角度。
[0039]當伺服閥6的迴轉閥芯62逆時針轉動時，伺服閥6的進口端A與第二連接口 B連通，介質壓力從壓力源裝置10經過進口端A和第二連接口 B進入到驅動裝置4的第一活塞缸411的第二腔411b和第二活塞缸412的第二腔412b。同時，伺服閥6的第一連接口 C與出口端D連通，驅動裝置4中位於第一活塞缸411第一腔411a中的介質以及位於第二活塞缸412第一腔412a中的介質分別通過第一連接口 C與出口端D排放到回收箱。此時，活塞杆43和活塞在介質壓力的作用下向左側運動即各自朝其活塞缸的第一腔運動，活塞及活塞杆43將帶動齒輪機構7的輸出軸73做逆時針旋轉，輸出軸73通過傳動大齒輪71以及傳動小齒輪72的傳動帶動閥杆3轉動，隨著閥杆3的轉動，伺服閥6的閥口開度減小，當伺服閥6的閥套61與閥芯62的角度一致時，伺服閥6的A、B、C、D閥口關閉，驅動裝置4的壓力源進出口通道被切斷，驅動裝置4的活塞停止運動，輸出軸73也停止轉動，相應的啟閉件2及閥杆3也停止轉動。上述壓力源可以是液態壓力也可以是氣態壓力。
[0040]當伺服閥6的迴轉閥芯62順時針轉動時，伺服閥6的進口端A與第一連接口 C連通，介質壓力從壓力源裝置10經過進口端A和第一連接口 C進入到驅動裝置4的第一活塞缸411的第一腔411a和第二活塞缸412的第一腔412a中。同時，伺服閥6的第二連接口 B與出口端D連通，驅動裝置4中位於第一活塞缸411的第二腔411b中的介質以及位於第二活塞缸412的第二腔412b中的介質分別通過第二連接口 B與出口端D排放到回收箱。此時，活塞杆43和活塞在介質壓力的作用下向右側運動即各自朝向其活塞缸的第二腔運動，活塞及活塞杆43將帶動輸出軸73做順時針旋轉，輸出軸73通過傳動大齒輪71和傳動小齒輪72的傳動帶動閥杆3轉動，隨著閥杆3的轉動，伺服閥6的閥口開度減小，當伺服閥6的閥套61與閥芯62的角度一致時，伺服閥6的A、B、C、D閥口關閉，驅動裝置4的壓力進出口通道被切斷，驅動裝置4的活塞停止運動，輸出軸73也停止轉動，相應的閥杆3和啟閉件2也停止轉動。
[0041]本發明採用伺服閥6控制Y型三通球閥的驅動裝置4，能精確的控制閥門的旋轉角度，並且通過設置齒輪機構7，能夠進行閥杆3的240°旋轉，實現伺服閥6自動控制驅動裝置4驅動Y型三通球閥的流向切換。
【權利要求】
1.一種自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，包括閥體、驅動裝置以及控制驅動裝置運動的控制裝置，閥體中設有Y形流體通道、以及開啟或關閉流體通道的啟閉件，閥體中還設有與啟閉件固定連接的閥杆，驅動裝置與啟閉件聯動連接，驅動裝置包括活塞缸，活塞缸中設有將活塞缸分割成第一腔和第二腔的活塞、以及與活塞聯動連接的活塞杆，活塞杆與閥杆聯動連接，其特徵在於:所述驅動裝置通過齒輪機構與所述閥杆連接，所述齒輪機構包括齒輪箱，齒輪箱中設有與所述活塞杆通過撥叉連接的輸出軸，輸出軸上套設有傳動大齒輪，所述閥杆上套設有傳動小齒輪，所述傳動大齒輪與所述傳動小齒輪嚙合。
2.根據權利要求1所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述控制裝置為氣動裝置、液動裝置或伺服閥裝置。
3.根據權利要求2所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述伺服閥裝置包括伺服閥、伺服閥的動力裝置、信號控制裝置、以及與伺服閥連通的壓力源裝置，所述伺服閥包括與所述輸出軸固定連接且同步運動的閥套，閥套中設有與所述伺服閥的動力裝置連接且同步運動的迴轉閥芯，所述信號控制裝置與伺服閥的動力裝置連接，所述壓力源裝置通過伺服閥與所述活塞缸連接。
4.根據權利要求3所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述閥杆相對與所述啟閉件固接的另一端伸出所述閥體之外且連接有角位移傳感器，所述角位移傳感器與所述信號控制裝置連接並通過脈衝信號將所述閥杆的轉動角度數據反饋到所述信號控制裝置。
5.根據權利要求3所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述輸出軸相對與所述傳動大齒輪連接的另一端伸出所述齒輪箱之外且連接有角位移傳感器，所述角位移傳感器與所述信號控制裝置連接並通過脈衝信號將所述輸出軸的轉動角度數據反饋到所述信號控制裝置。
6.根據權利要求4或5所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述信號控制裝置和所述角位移傳感器之間設有信號放大器。
7.根據權利要求3所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述驅動裝置包括第一活塞缸和第二活塞缸，第一活塞缸和第二活塞缸之間設有基座，所述第一活塞缸和第二活塞缸中設有分別將第一活塞缸和第二活塞缸分割成第一腔和第二腔的第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞通過所述活塞杆連接，活塞杆的一端與所述第一活塞固接，活塞杆的另一端依次穿過第一活塞缸和所述基座進入第二活塞缸與所述第二活塞固接。
8.根據權利要求7所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述齒輪箱朝向所述驅動裝置的一端固設有「工」形託臺，所述驅動裝置的基座安置於所述託臺上。
9.根據權利要求7所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述伺服閥包括進口端、第一連接口、第二連接口，以及與外界回收裝置連通的出口端，所述進口端與所述壓力源裝置連通，所述第一連接口分別與所述第一活塞缸的第一腔以及與第二活塞缸的第一腔連通，所述第二連接口分別與所述第一活塞缸的第二腔以及與第二活塞缸的第二腔連通。
10.根據權利要求9所述的自動控制驅動裝置的Y型三通球閥，其特徵在於:所述齒輪機構採用2.667:1的速比。
【文檔編號】F16K31/163GK103742678SQ201410013131
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】邱曉來, 葉建偉, 黃明金, 林潔, 郝曉虹 申請人:超達閥門集團股份有限公司