凹槽轮机械式阀门周期启闭机构的制作方法

本发明属阀门技术领域，具体涉及一种凹槽轮机械式阀门周期启闭机构。

背景技术：

目前，机械式阀门的开启或关闭通常由手动旋拧法兰或把手完成，尤其以球阀为例，其球阀关闭件的球体绕其中心轴顺时针或逆时针旋转90°即可开启或关闭阀门。球阀较其他类阀门而言，因其具有摩擦系数小、性能稳定、不易老化、温度适用范围广和密封性优良的综合性优势而被广泛应用。但是，如何实现球阀的非手动启闭，是亟待解决的问题，以简易流水线液体灌装生产的设备应用为例，空瓶经传送机构输送至灌装口正下方之前，需要灌装口暂停出液，待空瓶正对灌装口正下方时，需要灌装口出液灌装，而待液体灌满空瓶后，瓶体经传送机构输送远离灌装口的过程中灌装口又需暂停出液，与此同时，下一瓶体匀速经传送机构送至灌装口下方之前，则重复上述灌装口暂停或开始出液的步骤，以此周期循环往复。可见，为实现球阀随自动灌装设备的非手动机械周期启闭目的，现提出如下技术方案。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题：提供一种凹槽轮机械式阀门周期启闭机构，通过纯机械结构解决球阀的非手动周期启闭技术问题。

本发明采用的技术方案：凹槽轮机械式阀门周期启闭机构，具有阀门，所述阀门包括阀座以及与阀座适配安装的球塞关闭件，所述球塞关闭件通过周期性往复90°定轴旋转实现阀门的启闭，所述球塞关闭件包括伸出阀座上端外部的阀杆，还包括与阀杆下端固连且与阀腔适配安装的球塞，所述阀杆的上部同轴固连与其同步周期性90°往复转动的槽轮，所述槽轮的外围分别安装两组连续绕定轴360°转动的圆柱销组件，并由上述两组圆柱销组件的自由端交替间歇拨动槽轮，使槽轮周期性90°往复转动实现阀门的周期性启闭。

所述槽轮3的盘体沿其径向均匀制有四个呈中心对称分布，并从盘体外缘向中心凹陷的凹槽301，并由所述圆柱销组件4的转动自由端与凹槽301间歇滑动适配接触以拨动槽轮390°转动。

所述圆柱销组件包括连续绕定轴顺时针360°旋转的第一圆柱销组件和绕定轴连续逆时针360°旋转的第二圆柱销组件，所述第一圆柱销组件的自由端间歇与槽轮滑动接触以拨动槽轮逆时针转动90°；所述第二圆柱销组件的自由端间歇与槽轮滑动接触以拨动槽轮顺时针回转90°。

所述圆柱销组件包括固定轴以及与固定轴适配安装并随固定轴同步360°连续转动的圆柱销柄，所述圆柱销柄的自由端与槽轮间歇滑动适配接触以拨动槽轮90°转动。

所述两组圆柱销组件转速相同且相互之间始终保持对称式连续转动。

所述球塞的上端、下端分别通过轴承件将其支承安装于阀座的阀腔内，且所述球塞位于流体通道轴向的前端、后端与阀腔内壁分别设有接触弹簧件。

本发明与现有技术相比的优点：

1、球阀关闭件的阀杆上端的把手件由槽轮替代，通过槽轮的顺时针、逆时针交替转动实现球阀的启、闭周期交替动作，为球阀的机械式自动启闭操作提供可能；

2、圆柱销组件作为主动件，槽轮作为从动件，由连续转动的两组圆柱销组件自由端交替间歇拨动槽轮90°正、逆旋转实现球阀的开启、关闭周期动作，满足自动化间歇出液的灌装生产需求；

3、保留球阀作为切断或开启流体介质的小摩擦系数、不易老化、温度适用范围广和密封性优良的性能优势，协同球阀阀杆的机械式非手动自动90°启闭旋转功能，使得本发明机械式阀门机构整体性能稳定，尤其适用于腐蚀性流体介质的非接触阀门周期启闭设备的应用。

附图说明

图1为本发明阀门开启状态下的结构示意图；

图2为本发明阀门关闭状态下的结构示意图；

图3为槽轮的结构主视图；

图4为圆柱销组件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-4描述本发明的一种实施例。

凹槽轮机械式阀门周期启闭机构，如图2所示，具有阀门，所述阀门包括阀座1以及与阀座1适配安装的球塞关闭件2，所述球塞关闭件2通过周期性往复90°定轴旋转实现阀门的启闭，所述球塞关闭件2包括伸出阀座1上端外部的阀杆201，还包括与阀杆201下端固连且与阀腔适配安装的球塞202，所述阀杆201的上部同轴固连与其同步周期性90°往复转动的槽轮3，所述槽轮3的外围分别安装两组连续绕定轴360°转动的圆柱销组件4，并由上述两组圆柱销组件4的自由端交替间歇拨动槽轮3，使槽轮3周期性90°往复转动实现阀门的周期性启闭。

可见，球阀关闭件2的阀杆201上部由槽轮3替代把手件，通过槽轮3的顺时针、逆时针交替转动实现球阀的启、闭周期交替动作，为球阀的机械式自动启闭操作提供可能。

此外，圆柱销组件4作为主动件，槽轮3作为从动件，由连续转动的两组圆柱销组件4自由端交替间歇拨动槽轮90°正、逆旋转实现球阀的开启、关闭周期动作，满足自动化间歇出液的灌装生产需求。具体地，作为主动件的两组圆柱销组件4，其连续转动的动力均来自电机减速机构(图中未示出)的动力输出轴，并随减速机构的动力输出轴同步匀速转动，实现非手动拨动槽轮转动的功能，。

其中，如图1、图3所示，为通过简单的结构实现槽轮3与圆柱销组件4的间歇接触，并实现槽轮3的90°转动功能，所述槽轮3的盘体沿其径向均匀制有四个呈中心对称分布，并从盘体外缘向中心凹陷的凹槽301，并由所述圆柱销组件4的转动自由端与凹槽301间歇滑动适配接触以拨动槽轮3完成90°的转动。

其中，如图1所示，为通过简单的结构实现圆柱销组件4作为主动件拨动槽轮3完成正、反90°的往复转动，所述圆柱销组件4包括连续绕定轴顺时针360°旋转的第一圆柱销组件401和绕定轴连续逆时针360°旋转的第二圆柱销组件402，所述第一圆柱销组件401的自由端间歇与槽轮3滑动接触以拨动槽轮3逆时针转动90°以封闭阀门，切断流体介质流出；所述第二圆柱销组件402的自由端间歇与槽轮3滑动接触以拨动槽轮3顺时针回转90°以开启阀门，供流体介质通过阀门并从出口流出。

再其中，如图4所示，所述圆柱销组件4包括固定轴5以及与固定轴5适配安装，并随固定轴5同步360°绕其连续转动的圆柱销柄6。其中圆柱销柄6的自由端与槽轮3间歇滑动适配接触以拨动槽轮3顺时针、或逆时针90°转动。具体地，如前文所述，固定轴5的动力来自于电机减速机构的动力输出轴。所述圆柱销柄6的杆体长度与槽轮3的凹槽301槽深相适应，使圆柱销柄6的自由端与槽轮3接触并离开的过程中，恰好能够滑进、滑出槽轮3的凹槽301，并以此动作拨动槽轮3使槽轮3发生90°转动，如图1所示状态，即为第一圆柱销组件401的自由端即将进入前端的凹槽301，并拨动槽轮3，使其逆时针转动前的状态示意图。

其中，为确保槽轮3实现周期性、等频率的开启，关闭阀门操作，所述两组交替拨动槽轮3发生90°往复转动的圆柱销组件4(第一圆柱销组件401、第二圆柱销组件402)的转速始终相同，且两组圆柱销组件4相互之间始终保持对称式的连续转动。即当第一圆柱销组件401的自由端旋转至与槽轮3的边缘接触时，第二圆柱销组件402的自由端恰好旋转至处于距离槽轮3远端处(如图1所示)，即即将封闭阀门前的位置状态；相反，当第一圆柱销组件401的自由端旋转至远离槽轮3的边缘时，第二圆柱销组件402的自由端恰好与槽轮3的边缘接触，并随之转动准备进入槽轮3的凹槽301，以拨动槽轮3旋转一定角度。(如图2所示)，即即将开启阀门前的位置状态。

为实现球塞202在阀座1内小摩擦系数转动，所述球塞202的上端、下端分别通过安装轴承件203将其支承安装于阀座1的阀腔内。此外，为实现球塞202与阀座1之间的弹性接触，所述球塞202位于流体通道轴向的前端、后端上、下位置与阀腔内壁分别设有接触弹簧件204。

需要补充说明的是，本发明的阀门为球阀，较其他阀类而言，即使在无润滑剂时，其旋拧工作过程也不至被卡住，因此可将其可靠地应用于腐蚀性流体介质和低沸点流体介质的切断、导通操作。此外，该球阀较其他阀类的结构更为紧凑，重量轻巧，因此也是用于低温流体介质系统的最合理的阀门结构。可见，本发明除了保留球阀的上述性能优势，还利用其作为切断或开启流体介质的小摩擦系数、不易老化、温度适用范围广、以及密封性优良的综合性能优势，再协同球阀阀杆201的机械式非手动90°启闭旋转功能，使得本发明机械式阀门机构整体性能稳定，且尤其适用于腐蚀性流体介质的非接触阀门周期启闭自动化生产设备的应用。

工作原理：第一圆柱销组件401连续顺时针转动至如图1所示状态之前，阀门保持开启状态，此时完成灌装。第一圆柱销组件401顺时针转动至如图1所示状态之时，凹槽3即将逆时针转动90°，阀门即将从开启转为封闭状态，在阀门即将切断流体介质流过之前，可在第一圆柱销组件401顺时针转动至如图1所示状态的过程中完成空瓶的灌装操作。第一圆柱销组件401、第二圆柱销组件402分别继续转动，待凹槽3被第一圆柱销组件401拨动逆时针转动90°后，阀门被完全封闭，待第一圆柱销组件401、第二圆柱销组件402分别转动至如图2所示状态之前，流体介质停止从灌装口流出，且在该转动的空隙过程中，由传送机构完成下一空瓶运输至灌装口下方、以及被灌满的上一满瓶瓶体离开灌装口下方的运输动作。待第二圆柱销组件402逆时针转动至如图2所示状态时并继续转动后，凹槽3将被第二圆柱销组件402顺时针拨动往回转动90°，即阀门被重新开启，并待阀门被重新开启后，和在阀门重新被封闭之前的过程中完成下一空瓶的灌装操作。以此循环往复并重复上文的阀门关闭-等待-开启-等待-再关闭的周期性循环动作，实现利用机械传动为主的非手动阀门的自动启闭操作。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。