一种带有扭矩感应器的阀门电动装置的制作方法

本实用新型涉及一种阀门电动装置，具体是指一种带有扭矩感应器的阀门电动装置。

背景技术：

电动阀门电动装置是一种用于提供直线或旋转运动的驱动装置，广泛应用于各类工业器件中，例如各类阀门。电动阀门电动装置在动力输出时的作用力通常由扭矩感测装置控制，其中，一旦扭矩到达预定值断开至驱动电机的动力。

典型的电动阀门电动装置的结构包括有电机、蜗杆轴、蜗轮、动力输出轴，其中蜗杆轴与电机动力轴构成周向联合转动、且轴向滑移配合，蜗轮与动力输出轴相互同轴联动，蜗杆轴上的蜗杆段与蜗轮相互传动联接，蜗杆轴的外端设置有复位弹性件。电动阀门电动装置在工作时，电机驱动蜗杆轴转动，然后由蜗杆轴的蜗杆段带动涡轮转动，进行实现对动力输出轴的转动驱动，在动力输出轴出现输出故障或者扭矩过载时，动力输出轴不能转动，则涡轮无法同步蜗杆轴转动，进而导致蜗杆轴沿轴向方向压缩复位弹性件移动，蜗杆轴的轴向滑移行程使得设置于蜗杆轴附近指定位置的限位开关得到开关信号，进行切换电机，从而电机的输出扭矩进行保护。这种传动的电动阀门电动装置可参考英国专利号GB1446005。

但是这种传统的电动阀门电动装置的缺点在于：扭矩感应器都是通过微动开关进行设定，微动开关的位置一旦设定，在阀门电动装置使用过程中就无法调节，换言之，扭矩感应器的扭矩保护值无法调节，带来使用不便。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种结构设计合理，对应扭矩值的转动角度值实时电子式输出的一种带有扭矩感应器的阀门电动装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案包括有阀门电动装置壳体、电机、蜗杆轴、蜗轮和动力输出轴，其中蜗杆轴与电机动力轴构成周向联合转动、且轴向滑移配合，蜗轮与动力输出轴相互同轴联动，蜗杆轴上的蜗杆段与蜗轮相互传动联接，蜗杆轴的外端设置有复位弹性件，

还包括扭矩感应器，该扭矩感应器包括安装板、转动设置于安装板上的扭矩感应器转动轴、以及用于检测扭矩感应器转动轴转动角度的转动角度传感器，扭矩感应器转动轴的一端设置有与扭矩感应器转动轴驱动连接的驱动件，转动角度传感器基于扭矩感应器转动轴的转动获取扭矩感应器转动轴的转动角度值；

所述的蜗杆轴上设置有与驱动件在轴向相互平移联动、周向相互脱离的联动件。

本实用新型的工作原理是，阀门电动装置的动力输出轴出现输出故障或者扭矩过载时，动力输出轴不再随着蜗杆轴同步转动，此时蜗杆轴将沿其轴向方向进行滑移，该滑移的行程将通过联动件带动驱动件摆动，进而该摆动将驱动扭矩感应器的扭矩感应器转动轴转动，该扭矩感应器转动轴的转动角度通过转动角度传感器传感实时输出，该转动角度值是一个实时输出的电子信号。

因此基于该转动角度传感器所输出的角度信号，在实际应用时，能结合工业控制系统进行实时调节和设定扭矩保护值（对应角度数值），一旦转动角度值超过该扭矩保护值所对应的转动角度，就可以切断电机，从而实现扭矩保护。

进一步设置是所述转动角度传感器为与安装板相对固定设置的角度位移传感器，该角度位移传感器上设置有角度传感轴，所述的扭矩感应器转动轴的外端联动设置有第一同步齿轮，角度传感轴上设置有与第一同步齿轮相啮合传动的第二同步齿轮。通过本设置，采用目前市场上成熟的角度位移传感器进行转动角度的实时传感和输出，且其输出的角度值是线性连续的数值，便于工业实时控制。

进一步设置是所述的联动件包括一对相互平行间隔固定于蜗杆轴上的联动基板，所述的驱动件包括有驱动杆和固定设置于驱动杆一端的驱动柄，所述的驱动杆的另一端与扭矩感应器转动轴同轴固定联动设置，所述的驱动柄活动插设于两个联动基板之间并与联动基板在蜗杆轴的轴向方向相互平移联动，且联动基板在蜗杆轴的转动过程中与驱动柄在转动的周向方向相互脱离。

通过本设置，提供一种蜗杆轴转动不会带动驱动柄同步联动，而一旦蜗杆轴出现轴向滑移，则该轴向滑移将使得驱动柄做对应的移动，进而用于驱动扭矩感应器转动轴转动。

进一步设置是电机动力轴上设置有传动套筒，该传动套筒上设置有轴向的长销孔，所述的蜗杆轴的一端插接于传动套筒内，且该蜗杆轴的侧壁上固定设置周向联动销，所述的周向联动销插接于长销孔内，且该周向联动销与长销孔在蜗杆轴的长度方向滑移配合。

通过本设置，使得电机动力轴与蜗杆轴构成轴向相对滑移、周向相互同轴转动配合。

进一步设置是所述的扭矩感应器的扭矩感应器转动轴上还固定联动设置有联动摆杆，所述的扭矩感应器转动轴上还活动套设有一对摆动臂，每个摆动臂的上端均固定凸起设置有摆动臂驱动杆，所述的联动摆杆位于一对摆动臂的两个摆动臂驱动杆之间，且该两个摆动臂驱动杆之间相互弹性连接有拉簧，每个摆动臂的下端边侧固定联动设置有凸轮，所述的安装板相对于每个摆动臂上的凸轮的边侧分别设置有微动开关，凸轮在摆动臂的摆动过程的至少一个位置上与微动开关的触点触压顶接或触压分离。

通过本设置，使得扭矩感应器还可以实现机械式扭矩最大值限制保护，功能多样。

进一步设置是蜗杆轴的外端设置的复位弹性件为多片相互同轴叠加布置的碟簧。

综上所述，本实用新型的优点是：阀门电动装置的扭矩值通过扭矩感应器转动轴的转动角度实时数字化输出，该信号能提供工业自动化控制的基准信号，从而方便进行实时调节和保护。

下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型做进一步介绍。

附图说明

图1 本实用新型具体实施方式结构示意图；

图2 本实用新型具体实施方式阀门电动装置壳体局部隐藏后状态图；

图3 扭矩感应器的第一种实施结构图；

图4 为图3的另一视角的立体图；

图5扭矩感应器的第二种实施结构图；

图6 为图5的另一视角的立体图；

图7 扭矩感应器的第三种实施结构图；

图8 为图7的另一视角的立体图。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型进行具体的描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整。

如图1-3所示的本实用新型的具体实施方式，包括有阀门电动装置壳体1、电机2、蜗杆轴3、蜗轮4和动力输出轴5，其中蜗杆轴3与电机2的电机动力轴构成周向联合转动、且轴向滑移配合，本实施例电机动力轴上设置有传动套筒211，该传动套筒211上设置有轴向的长销孔212，所述的蜗杆轴3的一端插接于传动套筒内，且该蜗杆轴3的侧壁上固定设置周向联动销33，所述的周向联动销33插接于长销孔212内，且该周向联动销33与长销孔212在蜗杆轴3的长度方向滑移配合，通过该周向联动销33，使得蜗杆轴与电机动力轴在周向上相互同轴转动。

本实施例蜗轮4与动力输出轴5相互同轴固定联动，蜗杆轴3上的蜗杆段31与蜗轮4相互传动联接，蜗杆轴3的外端设置有复位弹性件31，本实施例该复位弹性件为多片相互同轴叠加布置的碟簧。

另外，本实施例还包括扭矩感应器6，该扭矩感应器6包括安装板61、转动设置于安装板61上的扭矩感应器转动轴62、以及用于检测扭矩感应器转动轴62转动角度的转动角度传感器63，扭矩感应器转动轴62的一端设置有与扭矩感应器转动轴驱动连接的驱动件64，转动角度传感器63基于扭矩感应器转动轴的转动获取扭矩感应器转动轴的转动角度值；所述的蜗杆轴3上设置有与驱动件64在轴向相互平移联动、周向相互脱离的联动件32。本实施例所述的联动件32包括一对相互平行间隔固定于蜗杆轴3上的联动基板321，所述的驱动件64包括有驱动杆641和固定设置于驱动杆一端的驱动柄642，所述的驱动杆641的另一端与扭矩感应器转动轴62同轴固定联动设置，所述的驱动柄642活动插设于两个联动基板321之间并与联动基板在蜗杆轴3的轴向方向相互平移联动，且联动基板321在蜗杆轴3的转动过程中与驱动柄642在转动的周向方向相互脱离。

此外，本实施例所述转动角度传感器63为与安装板相对固定设置的角度位移传感器，该角度位移传感器上设置有角度传感轴631，所述的扭矩感应器转动轴62的外端联动设置有第一同步齿轮621，角度传感轴上设置有与第一同步齿轮621相啮合传动的第二同步齿轮632。本实施例所采用的角度位移传感器是一种成熟的传感器件，可直接从市场采购，另外，本实用新型所述的转动角度传感器63还可以采用旋转编码器、转动光栅传感器、磁编码器、旋转电位器等器件进行转动角度感应，这些方式都属于本申请相同的构思，应落入本申请的保护范围。

此外，如图3-4所示，本实施例所述的扭矩感应器6的扭矩感应器转动轴62上还固定联动设置有联动摆杆622，所述的扭矩感应器转动轴62上还活动套设有一对摆动臂65，每个摆动臂65的上端均固定凸起设置有摆动臂驱动杆651，所述的联动摆杆622位于一对摆动臂的两个摆动臂驱动杆651之间，且该两个摆动臂驱动杆651之间相互弹性连接有拉簧652，每个摆动臂65的下端边侧固定联动设置有凸轮653，本实施例所述的凸轮653优选采用截面形成为逗号形状的逗号凸轮；另外所述的安装板61相对于每个摆动臂上的凸轮的边侧分别设置有微动开关66，凸轮653在摆动臂65的摆动到一定角度后与微动开关66的触点661触压顶接，从而基于该触压顶接的动作输出开关信号，该开关信号将用于对电机进行切断控制。

如图5-6所述，提供了另外一种扭矩感应器6的实现方式，该结构中，每只摆动臂65'上连接摆动臂驱动杆651'的一端与安装凸轮的一端分别位于联动摆杆622的左右两侧，凸轮653在摆动臂65'摆动到一定角度后与微动开关66的触点661触碰分离，从而基于该触压分离的动作输出开关信号，该开关信号将用于对电机进行切断控制。

如图7-8所述的实施例没有上述图3和图4所对应的微动开关的设置。