CN108180233B - 可控双向超越离合机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可控双向超越离合机构，所述离合机构用于控制阀门执行机构，包括：外壳，固定于所述外壳内旋转的锥齿外圈，所述锥齿外圈的锥齿与执行机构内部齿轮啮合相连；贯穿所述外壳且固定于所述外壳内旋转的内星轮轴，所述内星轮轴的端部活动安装于所述锥齿外圈的内部，所述内星轮轴设有贯穿其内部调节离合机构手电操作的离合切换部，所述离合切换部在内星轮轴来回滑动以改变其端部与所述锥齿外圈内部的契合状态。本发明中离合器无论处于何种状态，都能确保电动控制的优先性，防止切换时出现卡死、打齿的现象。

Description

可控双向超越离合机构

技术领域

本发明涉及执行技术领域，特别是涉及一种应用于驱动阀门动作的可控双向超越离合机构。

背景技术

执行机构使用液体、气体、电力或其它能源并通过电机、气缸或其它装置将其转化成驱动作用。基本的执行机构用于把阀门驱动到全开或全关的位置，以便驱动控制阀的执行机构能够精确的使阀门达到任何位置。

然而，在电动执行机构领域中，主流产品中的电动控制和手动控制是依靠一个离合器来选择切换，这种离合器主要有两种结构：拨盘式离合机构与滑块式离合机构。其中，拨盘式离合机构是借助一个手动操作的切换杆来推动一个拨盘，拨盘将电动端脱离，与手动端连接，以此实现手电切换，该结构最主要问题是当反向扭矩作用在输出端时，容易出现切换杆卡死，不能正常切换的问题。滑块式离合机构由于是手动驱动蜗杆，所以不存在卡死的问题，但其连接需要人工推入，脱离时依靠内部的压缩弹簧复位，所以手动旋转时必须克服弹簧力来动作，操作不方便，此外当电机未完全停转时，人工推入手轮会造成打齿现象。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可控双向超越离合机构，用于解决现有技术中电动执行机构驱使阀门时，采用离合器切换手动控制与电动控制操作不便的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种可控双向超越离合机构，所述离合机构用于控制阀门执行机构，包括：外壳，固定于所述外壳内旋转的锥齿外圈，所述锥齿外圈的锥齿与执行机构内部齿轮啮合相连；贯穿所述外壳且固定于所述外壳内旋转的内星轮轴，所述内星轮轴的端部活动安装于所述锥齿外圈的内部，所述内星轮轴设有贯穿其内部调节离合机构手电操作的离合切换部，所述离合切换部在内星轮轴来回滑动以改变其端部与所述锥齿外圈内部的契合状态。

于本发明的优选实施例中，所述离合切换部包括离合切换杆，所述离合切换杆设置于所述内星轮轴的内部来回滑动切换手动控制状态。

于本发明的优选实施例中，所述离合切换杆的端部设有离合爪，所述离合爪采用紧定螺钉与垫圈相配合固定于所述离合切换杆的端部形成T型结构。

于本发明的优选实施例中，所述锥齿外圈内部设有爪盘，所述爪盘内设有滚柱槽、封闭槽与开放槽，所述封闭槽和开放槽沿轴向相邻布置，且其轴向对称设置为两组；所述滚柱槽轴向设置于爪盘内，且两个所述滚柱槽关于两组所述封闭槽及开放槽轴向对称。

于本发明的优选实施例中，所述内星轮轴靠近其端部的的外壁上设有双扁形结构。

于本发明的优选实施例中，所述爪盘内每个滚柱槽内对称设置一个滚柱。

于本发明的优选实施例中，所述滚柱的外圆面一端与所述内星轮轴的双扁形结构相接触，其另一端与所述锥齿外圈内孔表面相接触。

于本发明的优选实施例中，所述外壳内设置有套于所述内星轮轴外壁的挡圈与油封，所述挡圈与油封相挡接。

于本发明的优选实施例中，所述外壳内设置有套于所述内星轮轴的外壁的第一O型圈。

于本发明的优选实施例中，所述离合切换杆通过第二O型圈来回滑动于所述内星轮轴内。

如上所述，本发明的可控双向超越离合机构，具有以下有益效果：

通过设置离合切换部调节其内部的离合切换杆的前后伸缩距离，可改变所述离合切换部的端部与所述锥齿外圈内部的契合状态，当所述离合切换杆拉伸时，其端部被拉入爪盘开放槽内，使得内星轮轴、滚柱与锥齿外圈之间形成有效的契合角，内星轮轴通过扭矩传递关系将滚柱压入契合面从而带动锥齿外圈旋转；当所述离合切换杆缩回时，其端部被推入至爪盘的封闭槽，使得内星轮轴、滚柱与锥齿外圈之间无法形成有效的契合角，内星轮轴通过扭矩传递关系带动离合切换杆端部与爪盘空转，无论离合器处于何种状态，都能确保电动控制的优先性，防止切换时出现卡死、打齿的现象。

附图说明

图1显示为本发明提供的一种可控双向超越离合机构实施例1的剖视图；

图2显示为本发明提供的一种可控双向超越离合机构实施例2的剖视图；

图3显示为本发明提供的一种可控双向超越离合机构中爪盘的结构示意图；

图4显示为本发明提供的一种可控双向超越离合机构中内星轮轴的结构示意图；

图5显示为图2中的一种可控双向超越离合机构BB剖视图；

图6显示为本发明提供的一种可控双向超越离合机构不同状态示意图。

元件标号说明：

1 离合切换杆

2 第一O型圈

3 内星轮轴

4 第一挡圈

5 油封

6 第二O型圈

7 外壳

8 轴承

9 第三O型圈

10 第二挡圈

11 第一轴承

12 锥齿外圈

13 第二轴承

14 第三轴承

15 螺钉

16 垫圈

17 离合爪

18 爪盘

19 平键

20 滚柱

21 紧定螺钉

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图6。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

请参阅图1，为本发明提供一种可控双向超越离合机构实施例1的剖视图，所述离合机构用于控制阀门执行机构，包括：外壳7，固定于所述外壳7内旋转的锥齿外圈12，所述锥齿外圈12的锥齿与执行机构内部齿轮啮合相连；贯穿所述外壳7且固定于所述外壳7内旋转的内星轮轴3，所述内星轮轴3的端部活动安装于所述锥齿外圈12的内部，所述内星轮轴3设有贯穿其内部调节离合机构手电操作的离合切换部，所述离合切换部在内星轮轴3来回滑动以改变其端部与所述锥齿外圈12内部的契合状态。

具体地，如图1、2所示，所述内星轮轴3的端部采用轴承配合设置于所述锥齿外圈12内，离合切换杆贯穿于所述内星轮轴3内；所述爪盘18安装于锥齿外圈12的内部，所述爪盘18通过轴承套套设于内星轮轴3外壁，所述离合切换部的端部与锥齿外圈12内部的爪盘18相配合，用于实现离合机构的手电切换。

在本实施例中，所述内星轮轴3外壁一端设有与外部手轮相配合的平键19，所述锥齿外圈12的锥齿与执行机构内部齿轮啮合相连，通过电动控制方式驱动锥齿外圈12旋转，从而实现手动控制。其中，通过手动调节离合切换部在内星轮轴3内部的伸缩距离以实现改变离合切换部端部与锥齿外圈12内部的契合关系，从而实现控制手电控制方式的切换。

请参照图1与2，所述离合切换部包括离合切换杆1，所述离合切换杆1设置于所述内星轮轴3的内部来回滑动以切换手动控制状态；所述离合切换杆1的端部设有离合爪17，所述离合爪17采用螺钉15与垫圈16相配合固定于所述离合切换杆1的端部形成T型结构；所述内星轮轴3靠近该端部的的外壁上设有双扁形结构，该双扁形结构与滚柱槽相匹配，当离合切换杆处于拉伸状态时，由于T型结构端部由封闭槽滑动至开放槽，在该T型结构端部的挤压下，滚柱槽内的滚柱分别与内星轮轴、锥齿外圈之间能够形成有效的契合角，构成扭矩传递关系，手动输入端内星轮轴会将滚柱压入契合面，通过滚柱带动锥齿外圈共同旋转，输入的扭矩得到有效传递。

其中，采用螺钉15与垫圈16的配合，避免了离合爪17固定于所述离合切换杆的端部形成T型结构出现松动，起到紧密固定的作用。

请参阅图3，为本发明提供的一种可控双向超越离合机构中爪盘的结构示意图，其中，所述爪盘18设于锥齿外圈12内部，且该爪盘18内通过第二承轴13套设于内星轮轴3的外壁，所述爪盘内设有滚柱槽、封闭槽与开放槽，所述封闭槽和开放槽沿轴向相邻布置，且其轴向对称设置为两组，如图3所示，封闭槽设置靠近爪盘底部，且该封闭槽带半圆弧槽型，所述开放槽沿爪盘的边缘设置且与封闭槽沿轴向相邻设置，便于离合切换杆1来回滑动沿轴向方向与开放槽与封闭槽之间进行切换；所述滚柱槽轴向设置于爪盘内，且两个所述滚柱槽关于两组所述封闭槽及开放槽轴向对称，即封闭槽与开放槽设置X轴方向，则滚柱槽设置于Y轴方向，有益于拉伸至开放槽内时将滚柱压入至内星轮轴、锥齿外圈之间，形成有效契合角。请参阅图4，为本发明提供的一种可控双向超越离合机构中内星轮轴的结构示意图，每个所述爪盘内的滚柱槽内对称设置一个滚柱，其中，所述滚柱20的外圆面一端与所述内星轮轴3的双扁形结构相接触，其另一端与所述锥齿外圈12内孔表面相接触，方便离合切换杆在开放槽与封闭槽内自由切换，从而改变内星轮轴与锥齿外圈之间的契合状态。

在本实施例中，通过爪盘18与离合爪17之间的配合，当离合切换杆的端部推入到爪盘内的封闭槽时，该T型结构端部被推入至爪盘的封闭槽内，由于爪盘与离合爪之间的封闭槽形成契合关系，即使得离合切换杆的端部可以带动转盘转动；因为爪盘仅设置于锥齿外圈内部，而锥齿外圈内部与爪盘之间没有契合关系，就无法带动锥齿外圈转动；而当T型结构端部在内星轮轴3被拉伸到最顶端时，T型结构的端头被拉入到爪盘内的开放槽内，两个对称的滚柱分别约束在两个对称的滚柱槽内，转动离合切换杆，当T型结构的端头拉动到开放槽内，恰好使得滚柱外圆面一端与内星轮轴3的双扁形结构相接，滚柱外圆面另一端与锥齿外圈内壁相接，形成契合面的连接关系，从而完成滚柱带动锥齿外圈共同旋转，使得输入的扭矩得到有效传递。

所述外壳7内设置有套于所述内星轮轴3外壁的第一挡圈4与油封5，所述第一挡圈4与油封5相挡接；所述外壳7内设置有套于所述内星轮轴3的外壁的第一O型圈2；所述离合切换杆通过第二O型圈6来回滑动于所述内星轮轴3内。

具体地，所述第一挡圈4优选为轴用挡圈，为了防止锈蚀，挡圈表面进行电镀处理或氧化处理，在轴上对内星轮轴3进行轴向定位、锁紧或止动，第二挡圈10设置在锥齿外圈与外壳之间，对锥齿外圈起到行轴向定位、锁紧或止动。

请参阅图6，为本发明提供的一种可控双向超越离合机构不同状态示意图，该离合机构可分为三种状态：

第一种脱离状态，将离合切换杆推到内星轮轴通孔内最低端，T型结构的端头被推入到爪盘内的封闭槽内。此时，内星轮轴、滚柱、锥齿外圈之间无法形成有效的契合角，因此不能形成扭矩传递关系，手动输入端内星轮轴将会带动T型结构和爪盘一起空转，锥齿外圈在外部电机的驱动下也可自由空转，因此，手动输入与输出之间处于完全自由状态。

第二种连接状态，将离合切换杆在内星轮轴拉伸到最顶端，T型结构的端头被拉入到爪盘内的开放槽内。此时，内星轮轴、滚柱、锥齿外圈之间能够形成有效的契合角，构成扭矩传递关系，手动输入端内星轮轴会将滚柱压入契合面，通过滚柱带动锥齿外圈共同旋转，输入的扭矩得到有效传递。因此，手动输入和输出之间处于完全连接状态。

第三种超越状态，当离合机构处于连接状态时，如果外部电机突然启动，将会通过刚性机械传动链带动锥齿外圈旋转，由于此时速度差的缘故，锥齿外圈将会形成超越状态，内星轮轴、滚柱、锥齿外圈之间的契合关系再次被打破，从而进入到超越状态下的脱离模式。

综上所述，本发明通过设置离合切换部调节其内部的离合切换杆的前后伸缩距离，可改变所述离合切换部的端部与所述锥齿外圈内部的契合状态，当所述离合切换杆拉伸时，其端部被拉入爪盘开放槽内，使得内星轮轴、滚柱与锥齿外圈之间形成有效的契合角，内星轮轴通过扭矩传递关系将滚柱压入契合面从而带动锥齿外圈旋转；当所述离合切换杆缩回时，其端部被推入至爪盘的封闭槽，使得内星轮轴、滚柱与锥齿外圈之间无法形成有效的契合角，内星轮轴通过扭矩传递关系带动离合切换杆端部与爪盘空转，无论离合器处于何种状态，都能确保电动控制的优先性，防止切换时出现卡死、打齿的现象。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种可控双向超越离合机构，其特征在于，所述离合机构用于控制阀门执行机构，包括：

外壳，固定于所述外壳内旋转的锥齿外圈，所述锥齿外圈的锥齿与执行机构内部齿轮啮合相连；贯穿所述外壳且固定于所述外壳内旋转的内星轮轴，所述内星轮轴的端部活动安装于所述锥齿外圈的内部，所述内星轮轴设有贯穿其内部调节离合机构手电操作的离合切换部，所述离合切换部在内星轮轴来回滑动以改变其端部与所述锥齿外圈内部的契合状态，其中，所述离合切换部包括离合切换杆，所述离合切换杆设置于所述内星轮轴的内部来回滑动切换手动控制状态；所述离合切换杆的端部设有离合爪，所述离合爪采用螺钉与垫圈相配合固定于所述离合切换杆的端部形成T型结构；所述锥齿外圈内部设有爪盘，所述爪盘内设有滚柱槽、封闭槽与开放槽，所述封闭槽和开放槽沿轴向相邻布置，且其轴向对称设置为两组；所述滚柱槽轴向设置于爪盘内，且两个所述滚柱槽关于两组所述封闭槽及开放槽轴向对称。

2.根据权利要求1所述的可控双向超越离合机构，其特征在于，所述爪盘内每个滚柱槽内对称设置一个滚柱。

3.根据权利要求1所述的可控双向超越离合机构，其特征在于，所述内星轮轴靠近其端部的的外壁上设有双扁形结构。

4.根据权利要求2所述的可控双向超越离合机构，其特征在于，所述滚柱的外圆面一端与所述内星轮轴的双扁形结构相接触，其另一端与所述锥齿外圈内孔表面相接触。

5.根据权利要求1所述的可控双向超越离合机构，其特征在于，所述外壳内设置有套于所述内星轮轴外壁的挡圈与油封，所述挡圈与油封相挡接。

6.根据权利要求1所述的可控双向超越离合机构，其特征在于，所述外壳内设置有套于所述内星轮轴的外壁的第一O型圈。

7.根据权利要求1所述的可控双向超越离合机构，其特征在于，所述离合切换杆通过第二O型圈来回滑动于所述内星轮轴内。