[发明专利]转矩限制器及阀致动器有效

专利信息
申请号: 200980146187.3 申请日: 2009-04-20
公开(公告)号: CN102216660A 公开(公告)日: 2011-10-12
发明(设计)人: 立川智也;桥本勇 申请(专利权)人: 株式会社奥巴尔
主分类号: F16K31/53 分类号: F16K31/53
代理公司: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 代易宁;杨楷
地址: 日本*** 国省代码: 日本;JP
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摘要:
搜索关键词: 转矩 限制器 阀致动器
【说明书】:

技术领域

本发明涉及转矩限制器及阀致动器,更详细而言,涉及在阀的开闭时检测转矩并使气动马达停止的转矩限制器以及包括该转矩限制器的阀致动器。

背景技术

以往,在过程自动化等中,为了控制各种流体的流动,利用阀致动器进行阀的开闭动作。作为该阀致动器的方式,有气动式、电动式、液压式、螺线管式等各种方式。其中,气动式被使用作为实现与输入信号成比例的阀开度的调节阀。气动式阀致动器能够以简单的构造容易得到较大的输出(驱动力),另外,用户可以容易进行维护操作。

在上述气动式阀致动器中,作为伴随闭阀时的驱动停止的单元,已知包括转矩限制器的单元。该转矩限制器的构造例如如专利文献1所披露的那样,其目的在于以适当的转矩将阀闭合,采用弹簧平衡方式以准确检测出阀的关闭转矩,若到达预定的转矩,则使气动马达停止。所以,可以预防由于阀的过度关闭导致阀损伤或毁坏。

图8是用于说明转矩限制器的工作原理的图。图中,101表示支点,102表示转矩臂,Z1~Z4表示齿轮,R1~R4表示各齿轮的节距圆半径,L表示从支点101到转矩臂102的点B的距离。此处,转矩臂102在支点101与齿轮Z1结合成为动作的支点,在转矩臂102的点A与齿轮Z2、Z3结合,在转矩臂102的点B受到弹力。

若设T1为齿轮Z1的轴转矩,T′2为齿轮Z4的反轴转矩,F1为施加在齿轮Z2的啮合切线力,F′2为施加在齿轮Z3的啮合切线力,P为以支点101为支点施加在转矩臂102的点A的旋转力,F3为施加在转矩臂102的点B的弹力,则下述各式成立。

F1=T1/R1

F′2=T′2/R4

P=F1+F′2

从以上的各式可知,在图8(A)所示的正常旋转时,下式成立。

P×(R1+R2)≤F3×L1

另外,在图8(B)所示的检测转矩极限时,下式成立。

P×(R1+R2)>F3×L1

这样将互相啮合的齿轮(Z1~Z4)的3条轴配置在一条直线上,在向齿轮Z1施加负载时,产生F1和F2′这样的齿轮啮合切线力,用对此由盘簧使轴反作用力P(|P|=|F1|+|F2′|)平衡的轴弹簧平衡方式来检测转矩。

图9是用于说明在闭阀动作时的转矩限制器的动作状态的图。该转矩限制器基于图8所说明的工作原理动作。图中,101表示支点,102表示转矩臂,103表示负载侧齿轮,104表示负载侧驱动轴,105表示转矩调整螺钉,106表示转矩检测开关,107表示转矩平衡盘簧(内置在转矩臂102内),108表示中间齿轮。

在图9中,转矩臂102被支点101支撑,利用转矩调整螺钉105设定为预定的转矩值。在阀为全闭时,阀栓与阀座抵碰,施加在转矩限制器的负载急剧增大。在该负载到达预先设定的转矩的瞬间,与负载侧驱动轴104的负载侧齿轮103啮合的中间齿轮108及转矩臂102向图中P′的方向被按压,使转矩检测开关106进行工作。若该转矩检测开关106工作,则主阀(未图示)工作,若使气动马达(未图示)停止,则负载侧驱动轴104的旋转停止,转矩限制器的闭动作完成。

专利文献1:日本专利特公平7-31090号公报。

发明内容

在以往的气动式阀致动器所装载的转矩限制器中,检测阀的关闭时(闭侧)的转矩,使气动马达停止,但在阀的开侧,由于用气动微动开关检测位置来使气动马达停止,因此若产生气动微动开关不起作用等不理想,则气动马达不会停止,有可能损伤、毁坏阀,有发展为重大事故的风险。

对此,考虑在开闭两方设有转矩限制器。在这种情况下,需要对于开闭的各转矩限制器调整不同的转矩值。基于下述的图10对此进行说明。

图10是示意性显示在开闭两方设有转矩限制器的情况的构造的图。图中,102表示转矩臂,105表示闭侧的转矩调整螺钉,105′表示开侧的转矩调整螺钉,106表示闭侧的转矩检测开关,106′表示开侧的转矩检测开关。这样在开闭两方设有转矩限制器的情况下,需要利用开闭的各转矩调整螺钉105、105′从两方进行转矩调整,但在组装完成后,该转矩限制器会存放在未图示的壳体内,无法从外部接触转矩限制器。因此,存在的问题是:在组装完成后进行出厂前检查的转矩调整、顾客收货后进行现场的转矩调整的情况下,每次需要拆下壳体,操作性非常差。

本发明是鉴于如上所述的实际情况而完成的,其目的在于提供一种转矩限制器及包括该转矩限制器的阀致动器,其可以对阀的开闭两方的转矩进行检测,可以容易地进行开闭分别不同的转矩值的调整。

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