专利名称：带通用性动力部件的电动执行机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于自动化仪表终端的电动执行机构。它以电源为动力通过伺服放大器接受来自调节器的电信号，並转变为力或力矩操纵调节阀实现生产过程的自动调节。
现有的电动执行机构随调节阀阀杆运动方式的不同而不同，並且行程不可调。因此，为配套不同的阀杆运动方式和不同行程规格的阀就出现众多的电动执行机构，其结果使产品及其零部件难以实现系列化、标准化和通用化，产品的质量提高与成本降低比较困难，生产中的流动资金比较大，容易发生一些产品脱销而另一些积压，並且用户也因产品结构不能随阀调整或行程范围不可改变而感到不便。
本实用新型的目的是设计一种结构简单、行程范围可以调整而且在结构作较小的变化后即可达到一个产品与不同行程范围或不同阀杆运动方式的调节阀配套使用的带通用性动力部件的电动执行机构，使它的品种规格减少以利于实现零部件的三化、质量的提高成本降低和减少生产中的流动资金，並且使用户在调节阀阀杆运动方式或行程发生变化时，不用更换动力部件。
本实用新型分析了现有电动执行机构不能归结成一种通用结构的原因。直行程阀的电动执行机构比角行程阀的电动执行机构多了一套变角位移为线位移的螺旋传动装置，该装置在减速器出轴上安装，要求减速器出轴转角大于360°(如螺距为8mm行程规格为10、16、25的DKZ－310电动执行机构出轴转角分别为1 1/4 ×360°、2×360°、3 1/3 ×360°，规格相同、螺距为3mm的ZAZ型电动执行机构该转角分别为3 1/3 ×360°、5 1/3 ×360°8 1/3 ×360°)，如果把它的结构与转角不大于90°的角行程电动执行机构统一，那么后者的位置反馈凸轮、限位凸轮、行程显示器等将无法在前者转角大于360°的情况下工作。
本实用新型作了以下的结构改进1.把角位移转为线位移的螺旋传动装置改成齿轮齿条传动装置，並且把它从动力部件中分离出来，使配套于不同调节阀的电动执行机构的动力部件结构得到统一，而齿轮齿条传动装置安装到动力部件出轴上，並通过对它的合理设计既保证减速器出轴转角小于180°又满足所需的直行程距离要求。2.用平面凸轮与微动开关作电气限位，並以电位器调节位置反馈信号大小，使电动执行机构行程范围可调。
带通用性动力部件的电动执行机构包含两大组成部分一是一个不随调节阀阀杆运动方式变化而变化的通用性动力部件，二是一个在动力部件输出轴上安装的作为执行机构的机械传动基础件。传动基础件是一种在机械传动中最通用最成熟的机构，如齿轮齿条传动装置、联轴器或连杆机构等。使用中可根据阀杆运动方式进行选用。
动力部件包含了一个伺服电机、一个二级减速器、一个位置发送器、一个可调行程范围的电气限位装置、一个能直接显示出位移量大小的显示器和手动操作装置，动力部件的第一级减速由伺服电机自带，第二级采用蜗轮减速器。蜗杆轴外伸端接手动操作装置而蜗轮轴外伸端作为动力部件出轴输出动力。位置发送器是采用线性度良好的差动变压器，它的输出量靠蜗轮轴上的等速凸轮控制。该凸轮可以反装在蜗轮轴上使电动执行机构由电开式转变为电关式。电气限位装置包括两个平面限位凸轮和两个微动开关。凸轮通过其轮毂上的螺钉顶紧在蜗轮轴上，并随蜗轮轴的转动触动微动开关实现电气限位。改变电动执行机构的行程范围时需调整限位凸轮在轴上的初相角。行程显示器包括一个在蜗轮轴上安装的指针和一个带有线位移和角位移刻度盘的表头。与机械部分协调的电气部分是由变压器和电子元件组成，它带有变压、整流、滤波、稳压、功放等功能的电路，以实现行程值用电信号来表达。该信号可用于远距离行程指示并作为一种与输入信号相平衡的信号进入比例环节用以控制伺服电机的转动。
下面结合实施例并对照附图对本实用新型的电动执行机构作进一步的叙述。附图内容有
图1、图2、图3分别表示了三个实施例的外形图；图4是动力部件剖视图；图5、图6、图7分别是图4的A－A剖视、B－B剖视和N向视图；图8是动力部件的电气线路图。
从
图1、图2、图3上可以看出这三个电动执行机构带有一个相同结构的动力部件Ⅰ和作为不同执行机构的机械传动基础件Ⅱ。
图1的传动基础件是一个连接在杠杆Ⅱ1上的连杆机构。(图中未表示出来)，它可用于驱动在远距离或高温等情况下不便直接联结的转角阀或风门挡板等；图2的传动基础件是联轴器Ⅱ2，它用于直接驱动蝶阀、挠曲阀、球阀等；图3是以齿轮齿条传动装置Ⅱ3为传动基础件，用于驱动各种直行程阀。
在表示实施例1的
图1中，杠杆Ⅱ1通过平键连接在动力部件出轴22上，杠杆旋转方向上有两个圆形挡铁9是用于防止手动操作越位的机械限位装置。现有电动执行机构中该挡铁为平底，限位效果不佳。这里采用了
图1a中所表示的带锯齿形的底，齿面作淬火处理，並且安装时使齿的倾斜方向对着杠杆运动的方向，以增加越位的阻抗。
在表示实施例2的图2中，采用了一字形联轴器Ⅱ2，图2a和图2b分别表示上、下两半联轴器的正、俯视图，它制造容易、装拆方便，而且不受联接两端轴径大小的影响。
在表示实施例3的图3中，齿轮齿条传动装置Ⅱ3中的齿轮通过键连接在动力部件出轴22上，齿条则通过阀杆联接器10与调节阀相连，齿条底部装有缓冲弹簧。
通用性动力部件的机械结构可以从图4、图5、图6和图7中看到。它的外形包括三个部分，图4、图5中右边是伺服电机1、中间是箱体8、左边是一个直接同蜗杆轴21相连的手动操作装置7。伺服电机带第一级减速器11，它的输出轴同第二级蜗轮减速器2的蜗杆轴21连接，动力从蜗轮轴22输出。图4上可以看到箱体8分有两个室，蜗轮减速器占其中一个室，轴22的一端伸出箱体外，其上面带有与执行机构Ⅱ连接的键，另一端穿入箱体另一室，该室机械结构可以从图4和图6上看到，它内部安装了位置发送器3、电气限位装置4和行程显示器6。位置发送器包含了一个差动变压器31、一个安装在蜗轮轴上用于位置反馈的等速凸轮32和元件板5。电气限位装置4包含了两个在蜗轮轴22上安装的平面凸轮41和两个与平面凸轮相配合完成行程限位作用的微动开关42。从图4上看到行程显示器6包含一个在箱体8外表面上安装的带透明窗口的表头61和一个在蜗轮轴端安装的指针62，表头内的刻度盘63可在图7上看到，它上面的角位移直接反映出指针62所转过的角度而线位移是通过对齿轮齿条传动装置中齿轮节圆的换算而得。
元件板5上所固定的电源变压器和电子元件组成的电气线路可从图8上看到。220V交流电从①、②两点输入，经变压器BD降压、ZL桥式整流、C1滤波、WY稳压后成为一稳定的直流电向电子线路供电。由BG1、BG2组成的多谐振荡器产生1～5KHZ接近方波的交变电流向差动变压器BZ的初级线圈供电，BZ中的铁芯位置与伺服电机D同步並由等速凸轮32的转角所决定，而铁芯位置又决定了BZ次级线圈所输出的差值电压，该电压经整流滤波后加到电位器W的两端。电位器W是根据本实用新型电动执行机构行程可调的特点而设置的，用它调节差动变压器的输出信号使同一电动执行机构在不同行程范围内工作时其输出信号一致。该信号经运算放大器IC放大，由BG3、BG4转换成直流电流标准信号0～10mA从电容器C8两端输出。常闭开关K2、K3为微动开关42；常开开关K1为箱体8上的手动开关81，手动操作时将它关闭；电容器C9、变压器BD、电位器W、差动变压器BZ在图6中分别标以53、51、52、31；接点①～⑥接到箱体上的七星插头座82。
在使用中先根据调节阀阀杆运动形式选用一种机械传动基础件Ⅱ安装到动力部件Ⅰ的出轴22上，然后根据调节阀行程要求对电动执行机构的行程进行调整。以一台最大行程为40mm的电动执行机构配全行程为25mm的DN50直通阀为例，调整步骤如下1.将阀与电动执行机构组装在一起；2.调两个平面限位凸轮在轴上的初相角，使每一凸轮与其相应的微动开关处于即将动作的位置时阀门开度分别为0、100％；3.调节位置反馈信号电流，粗调时可移动差动变压器上下位置，细调时可调等速凸轮转角，使电动执行机构行程为0时输出信号为0，行程最大时需再转动电位器使其输出信号为10mA；4.调好指针的零位。
本实用新型电动执行机构的优点是1.统一了动力部件的结构，而对阀杆运动形式不同引起的结构差异集中到占结构比例较小的执行机构上，並且执行机构选用了机械中最为常见并已规范化的传动基础件。因此它的产品及其零部件容易实现系列化、通用化、标准化，使质量提高、成本降低。2.根据阀杆运动形式进行选用的机械传动基础件拆装方便，使一个产品在作较小的结构变换后即可用于另一种调节阀，並且行程范围可以改变，因此一种产品能与不同规格的调节阀配套。其结果不仅使用户感到灵活、方便，而且也解决了生产厂因品种规格多或者某一些零部件积压而引起的流动资金大的问题。
权利要求1.一种包含有带第一级减速器11的伺服电机1、第二级蜗轮蜗杆减速器2、带元件板5的位置发送器3、电气限位装置4、行程显示器6和手动操作装置7的通用性动力部件I和在动力部件出轴22上安装的执行机构Ⅱ的带通用性动力部件的电动执行机构其特征是(1)执行机构Ⅱ是根据调节阀阀杆运动形式进行选用的机械传动基础件；(2)电气限位装置4包含了两个在蜗轮轴22上安装的可调其初相角大小的平面凸轮41、两个与平面凸轮相配合完成行程限位作用的微动开关42和一个用以调节位置反馈信号大小的电位器52；(3)行程显示器6的表头61内带有一个能直接反映出电动执行机构的角位移或线位移的刻度盘63；(4)手动操作限位用的圆形挡铁9底部带有能增加限位效果的齿。
2.如权利要求1所述的带通用性动力部件的电动执行机构其特征是所说的执行机构Ⅱ是一个与角行程阀连接的在杠杆Ⅱ1上安装的连杆机构。
3.如权利要求1所述的带通性动力部件的电动执行机构其特征是所说的执行机构Ⅱ是一个用于直接连接角行程阀并在蜗轮轴22上安装的联轴器Ⅱ2。
4.如权利要求1所述的带通用性动力部件的电动执行机构其特征是所说的执行机构Ⅱ是一个用于直行程阀的齿轮齿条传动装置Ⅱ3。
5.如权利要求1、3所述的带通用性动力部件的电动执行机构其特征是所说的联轴器Ⅱ2可以是一种容易制造、装拆方便而且不受联接两端轴径大小影响的一字形联轴器。
专利摘要一种电动执行机构。它带通用性动力部件，并在其出轴上安装了一个可根据调节阀阀杆运动形式选择的机械传动基础件；动力部件内以平面凸轮与微动开关作电气限位、以电位器调节位置反馈信号的大小使行程可调。本实用新型使一个产品在作较小的结构调整后即可配套不同品种、不同规格的阀，使零部件品种规格减少、易实现三化，并且使用户感到方便、灵活。它用于自动化仪表终端，把调节器传来的信号通过伺服放大器变为力或力矩操纵调节阀。
文档编号F16K31/04GK2082347SQ90226169
公开日1991年8月7日 申请日期1990年12月15日 优先权日1990年12月15日
发明者王鸿君, 王培君 申请人:王鸿君, 王培君