专利名称：一种两段式三连杆阀门结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于炼钢厂、焚化炉、水泥厂、化学厂、电厂等流体通道的 阀门结构，更具体的说涉及一种利用三连杆机构达成两段式开启的两段式三连杆阀门结 构。
背景技术：
阀门(valve) —般装设在流体的输送管道内，用以控制、阻绝、导通流体，而风门 (Butterfly damper)为阀门的一种，主要应用在炼钢厂、焚化炉、水泥厂、化学厂、电厂等对 于密封条件要求相对较低的环境中，然而，因为需要传送高温与/或高压的流体，因此，坚 实的结构、流体控制性、制程调适能力等，乃是最基本的需求条件。一般说来，风门类似蝶形阀的结构，采用单片或是双片叶片来遮断流体通道，单片 式利用横向于叶片中心轴作为转轴，而以旋转的方式来开启，其开启的旋转半径较大、因此 也需要较大的旋转扭力，但因为采用单片式叶片，因此密封性亦较佳；而双片式的叶片，利 用概略两个半圆形的叶片所构成，控制上以半圆形的接合直径位置为转轴来旋转，因此，旋 转半径较小、仅需较小的扭力来带动，但因为采用两片叶片来结合，因此气密性较差。应用于炼钢厂、焚化炉、水泥厂、化学厂、电厂等环境下，因为对于气密性要求较 高，因此并不适用双片式的风门，故大多采用单一叶片式的风门；然而，因为此一环境下， 流体的温度、压力都相当高，要控制叶片转动需要相当大的扭力，而为了因应此一提升的扭 力，整体风门结构强度势必跟着提高，否则在此恶劣操作环境下，将使得风门结构相当容易 损毁。但随着结构强度提高，不仅整体重量提高，周围管道也必须相对应的改进，且风门结 构的材料、制造成本亦随之提高，造成产业竞争力相对下降许多。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种两段式三连杆阀门结构，解决上述现有技术的问 题，从而可在最少的成本下达到最高的气密要求。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是—种两段式三连杆阀门结构，其中，包括一框体，中央具有一流体通道；一叶片，装设在该框体上，并可遮蔽该流体通道；一传动轴，设置在该框体接近中央部位；一三连杆机构，连接该传动轴与该叶片，包含有一传动连杆、一连动连杆以及一辅 助连杆，该连动连杆固设在该叶片概略中央部位，该传动连杆一端固设在该传动轴上、另一 端枢设在该连动连杆上，而该辅助连杆一端枢设在邻近该传动轴上、另一端枢设在该传动 连杆的邻近末段侧；一驱动机构，连接在该传动轴上并输出动力至该传动轴；常态时，该叶片遮蔽于该 框体的流体通道，当通过该驱动机构带动，使该传动轴转动一预定角度时，该转动轴带动该传动连杆摆动，进而连动该连动连杆，同时，该连动连杆受制于该辅助连杆，而带动该叶片 略为横移，使该流体通道两侧压力平衡；当该传动轴持续转动，通过该传动连杆与该辅助连 杆带动，而使该连动连杆带动该叶片开启。进一步，该辅助连杆枢接于该连动连杆的位置并与该叶片和该框体的该流体通道 的中心轴共线。进一步，该传动连杆枢接于该连动连杆的位置并低于该叶片和该框体的该流体通 道的中心轴。进一步，该辅助连杆略短于该传动连杆。进一步，该框体周缘为一法兰。进一步，该预定角度为3度。进一步，该传动轴穿过该框体而设置。进一步，该驱动机构为一马达。采用上述结构后，本实用新型提供的阀门结构，其利用三连杆机构予以带动阀门 结构的叶片，可先初步平衡流体通道两侧压力，然后再行开启；具体其当驱动机构动作而带 动连动轴转动一预定角度时，藉由连动轴透过三连杆机构而带动叶片时，叶片受到三连杆 机构的限制与连动，相对于框体略为横向平移，而可初步平衡叶片两侧的流体通道内的压 力，避免直接开启叶片而需要耗费过大的能量；同时，传动轴亦靠近叶片的中央部位设置， 而降低开启时所需的扭力，同时，本实用新型亦降低了整体结构重量和材料的要求，而大幅 降低制造成本、提高产业竞争力。
图IA为本实用新型两段式三连杆阀门结构的立体示意图；图IB为本实用新型两段式三连杆阀门结构的剖面示意图；图2A 2D为本实用新型两段式三连杆阀门结构的开启动作示意图；图3为本实用新型两段式三连杆阀门结构的开启状态的立体示意图。图中[0026]10框体11流体通道[0027]111中心轴12法兰[0028]20叶片30三连杆机构[0029]31传动连杆32连动连杆[0030]33辅助连杆40传动轴[0031]50驱动机构
具体实施方式
为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进 行详细阐述。本实用新型涉及的两段式三连杆阀门结构，请参阅图IA及图IB所示，其分别为本 实用新型两段式三连杆阀门结构的立体示意图与剖面示意图。本实用新型涉及的两段式三连杆阀门结构，包含有框体10、叶片20、三连杆机构30、传动轴40、以及驱动机构50。框体10概略为圆柱形框体，中央具有贯穿的流体通道11， 供流体通过，而外部周缘为法兰(flange) 12，可通过法兰12来固定装设在传输流体的通道 和管道上。最常见的固定方式为螺丝锁固。叶片20与框体10的中央的流体通道11概略具有相同截面形状，一般说来，叶片 20也概略与流体通道11的横截面具有相同尺寸，而可完全遮蔽、遮断流体通道11内的流 体。而止漏(leakage)的设计，其为框体10的流体通道11内具有突出的边缘，而可供叶片 20紧密贴合；另外亦可采用其他如0型环(o-ring)、密封环等设计，在此并不限定采用何种 方式和结构。然后，驱动机构50装设在框体10外部一侧，可输出旋转动力至连接在其上的传动 轴40上，而使其跟着转动，最常见者为马达。传动轴40则通过三连杆机构30予以连接到 叶片20，因而可通过传动轴40旋转，带动三连杆机构30将叶片20予以开启或关闭。在此， 为了方便开启叶片20，一般三连杆机构30以连接在叶片20中央部位为佳。再者，传动轴 40的位置亦与开启叶片20所需的扭力有密切关系，因传动轴40乃是利用转动的方式来予 以带动三连杆机构30，而控制叶片20的开启，因此，传动轴40与叶片20的中心轴111(亦 即转动轴线)的距离即为转动的力臂，故，为了降低所需扭力，因此，将传动轴40设计为穿 过框体10设置，而使其尽量靠近叶片20的中心轴111(或是中央部位)。三连杆机构30包含有传动连杆31、连动连杆32以及辅助连杆33，连动连杆32固 设在叶片20概略中央部位，传动连杆31 —端固设在传动轴40上、另一端枢设在连动连杆 32上，而辅助连杆33 —端枢设在邻近传动轴40、另一端枢设在连动连杆32的邻近末段侧。 就此三连杆结构30来看，传动连杆31主要用以传递动力，带动连动连杆32予以连动叶片 20转动，而辅助连杆33则用以限制叶片20开启的角度，因此，辅助连杆33较短于传动连杆 31，来降低限制所需的力矩。因此，通过该三连杆机构30，即可达成两段式开启的控制模式，请参阅图2A至图 2D，其为本实用新型两段式三连杆阀门结构的开启动作示意图。当驱动机构50输出动力至传动轴40，传动轴40会跟着转动，而带动传动连杆31 以固定于传动轴40的一端为轴而跟随着转动，如图2A所示，具体为逆时针转动。而传动连 杆31的另一端枢接在连动连杆32上，因此会带动连动连杆32跟着一起移动，然而，连动连 杆32的末段侧又枢接有辅助连杆33，且辅助连杆33较短于传动连杆31，较佳者为辅助连 杆33枢接于连动连杆32的位置，概略与叶片20、框体10的流体通道11的中心轴111共 线，而传动连杆31枢接于连动连杆32的位置，略低于叶片20、框体10的流体通道11的中 心轴111。因此，受限于辅助连杆33而会使得连动连杆32并不会如传动连杆31 —般逆时针 转动，而是在一个小的预定角度内，以趋近于横向平移的方式来运动，此一预定角度概略为 3度左右。因此，通过初始开启时，叶片20横向平移的移动，而可使流体通道11两侧的压力
予以平衡。接着，请参阅图2B所示，当驱动机构50持续输出动力，而传动轴40持续带动下， 则叶片20会开始受到连动连杆32的带动而转动，如图中所绘示，概略为转动10度左右的 角度，此时，亦因叶片20于初始带动时，有略作横向平移，因此，带动其转动所需的扭力则 可降低，同时，亦可使叶片20的边缘可以闪过框体10的流体通道11内具有突出的边缘(可
5供叶片20紧密贴合处)，而不会产生干涉。接着叶片20持续受到传动轴40、三连杆机构30的带动而转动，持续开启流体通道 11，如图2C所示，约为开启45度角的状态。直到最后整个开启，至叶片20呈现约为水平的 状态(180度)，而供流体完全通过，具体请参见图2D和图3所示。而关闭的动作，则为上述 反向的操作，在此不重复予以赘述。本实用新型提出一种两段式三连杆阀门结构，利用三连杆机构的设计，使得初始 开启时，叶片能够趋近于横向平移开启，而可平衡两侧流体的压力差，后续在予以转动开 启，而可无须过大的扭力需求，连带着使整体阀门结构的重量、制造成本可予以降低，提高 产业竞争力。上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的 普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
权利要求1.一种两段式三连杆阀门结构，其特征在于，包括 一框体，中央具有一流体通道；一叶片，装设在该框体上，并可遮蔽该流体通道； 一传动轴，设置在该框体接近中央部位；一三连杆机构，连接该传动轴与该叶片，包含有一传动连杆、一连动连杆以及一辅助连 杆，该连动连杆固设在该叶片概略中央部位，该传动连杆一端固设在该传动轴上、另一端枢 设在该连动连杆上，而该辅助连杆一端枢设在邻近该传动轴上、另一端枢设在该传动连杆 的邻近末段侧；一驱动机构，连接在该传动轴上并输出动力至该传动轴；常态时，该叶片遮蔽于该框体 的流体通道，当通过该驱动机构带动，使该传动轴转动一预定角度时，该转动轴带动该传动 连杆摆动，进而连动该连动连杆，同时，该连动连杆受制于该辅助连杆，而带动该叶片略为 横移，使该流体通道两侧压力平衡；当该传动轴持续转动，通过该传动连杆与该辅助连杆带 动，而使该连动连杆带动该叶片开启。
2.如权利要求1所述的一种两段式三连杆阀门结构，其特征在于，该辅助连杆枢接于 该连动连杆的位置并与该叶片和该框体的该流体通道的中心轴共线。
3.如权利要求2所述的一种两段式三连杆阀门结构，其特征在于，该传动连杆枢接于 该连动连杆的位置并低于该叶片和该框体的该流体通道的中心轴。
4.如权利要求2所述的一种两段式三连杆阀门结构，其特征在于，该辅助连杆略短于 该传动连杆。
5.如权利要求1所述的一种两段式三连杆阀门结构，其特征在于，该框体周缘为一法兰。
6.如权利要求1所述的一种两段式三连杆阀门结构，其特征在于，该预定角度为3度。
7.如权利要求1所述的一种两段式三连杆阀门结构，其特征在于，该传动轴穿过该框 体而设置。
8.如权利要求1所述的一种两段式三连杆阀门结构，其特征在于，该驱动机构为一马达。
专利摘要本实用新型公开一种两段式三连杆阀门结构，其利用三连杆机构予以带动阀门结构的叶片，当驱动机构动作而带动连动轴转动一预定角度时，藉由连动轴透过三连杆机构而带动叶片时，叶片受到三连杆机构的限制与连动，相对于框体略为横向平移，而可初步平衡叶片两侧的流体通道内的压力，避免直接开启叶片而需要耗费过大的能量；同时，传动轴亦靠近叶片的中央部位设置，而降低开启时所需的扭力，进一步降低作用时损毁叶片及相关传动机构的机会。
文档编号F16K1/20GK201866267SQ20102018908
公开日2011年6月15日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者王天佑 申请人:广隆昌控制股份有限公司