[發(fā)明專利]一種機械式定時閥門

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410050161.1
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103867743A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阮迪榮;阮澤凱
• 申請（專利權(quán)）人: 慈溪市凱迪電子有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K31/48
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 商旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于閥門技術(shù)領(lǐng)域，涉及如何實現(xiàn)閥門定時關(guān)閉的技術(shù)，主要應(yīng)用于燃?xì)夤艿赖拈y門。

背景技術(shù)

氣體燃料在家庭應(yīng)用上的普及，為人們的生活帶來極大便利，但是一些問題也逐步顯現(xiàn)出來。最為人們所重視的問題即安全問題，多年，人們把防范的重點放在燃料泄漏上，然而關(guān)注多年來所發(fā)生的事故反現(xiàn)，大多因閥門忘記關(guān)閉導(dǎo)致。針對這一問題，近年已有具有定時功能的閥門出現(xiàn)，但多采用電子式定時器，但因價格偏等原因，并未在家用上普及。而且其最大缺點是，當(dāng)電池失效時，定時功能隨之失效。對于容易忘記關(guān)閉閥門的用戶來說，要求其按時更換電池，顯然不容易做到。如不及時更換電池，定時閥門豈不形同虛設(shè)。

此外，電子式定時器中電子元件可靠性低，容易損壞失效或受到干擾出錯，而且電子元件怕水。因此電子式定時閥門可靠性很低。

機械式定時器，主要由定時機構(gòu)和擒縱調(diào)速機構(gòu)兩部分組成，定時機構(gòu)由發(fā)條（下稱計時發(fā)條）作為原動力驅(qū)動主軸回轉(zhuǎn)，由凸輪作為觸發(fā)機構(gòu)觸發(fā)執(zhí)行機構(gòu)在定時結(jié)束時動作，定時器凸輪一般單獨裝配在凸輪軸上，凸輪軸與主軸通過齒輪傳動，對于主軸定時范圍不超過一周的定時器來說，定時器凸輪也可以直接裝配在主軸上。

定時手柄一般裝配在主軸上，也有部分定時器另設(shè)一個定時軸，定時軸上裝配定時手柄，定時軸與主軸通過齒輪傳動。

擒縱調(diào)速機構(gòu)與鐘表的結(jié)構(gòu)原理相同（參見天津大學(xué)精儀系計時教研室編著的《機械計時儀器》,天津科學(xué)技術(shù)出版社，天津，1980。陳昌山編著的《手表結(jié)構(gòu)原理》，上海科學(xué)技術(shù)出版社，上海，1980），由擺輪游絲機構(gòu)產(chǎn)生固定頻率的擺動，通過擒縱叉將擺動傳遞至擒縱輪，由擒縱叉端部的兩個叉瓦或圓柱銷釘交替作用控制擒縱輪的轉(zhuǎn)速(擺輪每擺動一次，擒縱輪轉(zhuǎn)動一個齒的角度)，擒縱輪的轉(zhuǎn)動由調(diào)整機構(gòu)的終端調(diào)速輪通過齒輪組帶動。終端調(diào)速輪與主軸通過棘輪機構(gòu)（內(nèi)嚙合式棘輪機構(gòu)）配合，主軸回轉(zhuǎn)時兩者聯(lián)動（棘爪與棘齒嚙合），擒縱叉對擒縱輪的控制最終體現(xiàn)在對主軸回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的控制上。通過手柄向發(fā)條蓄力方向旋轉(zhuǎn)主軸，主軸帶動凸輪轉(zhuǎn)離觸發(fā)相位。放開手柄，定時開始。發(fā)條驅(qū)動主軸在擒縱調(diào)速機構(gòu)限制作用下緩慢回轉(zhuǎn)，直到凸輪回歸到觸發(fā)相位，定時結(jié)束，執(zhí)行機構(gòu)由凸輪觸發(fā)動作。

定時器凸輪常見的有兩種，一種是圓周帶凸起部的常見盤式凸輪，一種是圓周上帶凹口的圓盤結(jié)構(gòu)。第一種是通過凸起結(jié)構(gòu)推動執(zhí)行機構(gòu)完成動作，凸輪直接做為執(zhí)行動作的動力源，通常用于執(zhí)行機構(gòu)需要的推動力較小，且執(zhí)行機構(gòu)動作簡單的場合，如觸發(fā)接觸式開關(guān)。第二種是通過凹口解除對執(zhí)行機構(gòu)的限制，由執(zhí)行機構(gòu)自行完成動作，一般用于執(zhí)行機構(gòu)完成執(zhí)行所需的動力較大或者執(zhí)行動作較復(fù)雜的場合，如機械式鬧鐘的定時機構(gòu)的凸輪即為圓周上帶凹口的圓盤結(jié)構(gòu)，凹口的作用在于解除對鬧鐘撞錘的擺動限制。

目前市場上存在有用于燃?xì)夤艿郎系牟捎脵C械式定時器的閥門，但是在閥門開關(guān)動作機構(gòu)上，設(shè)計不合理，一般將開閥門與設(shè)定時分離開來，設(shè)置兩個手柄分別用于打開閥門和設(shè)定時，這種結(jié)構(gòu)不僅給用戶操作帶來不僅，而且還不可避免地，有些用戶會在使用閥門時，只打開閥門，而不設(shè)定時，導(dǎo)到定時閥門的定時功能形同虛設(shè)，起不到防范危險的作用。

在關(guān)閥方面，現(xiàn)有機械式定時閥門均由定時器凸輪提供關(guān)閉閥門的動力，這種設(shè)計主要存在兩方面缺點，一方面，由于開關(guān)閥門所需要的力較大，尤其是球閥。為了定時器凸輪能提供足夠大的力關(guān)閉閥門，需要為定時器配置扭力很大的發(fā)條，但發(fā)條很大的扭力僅在定時結(jié)束的短暫一刻被應(yīng)用，在與關(guān)閉閥門時間相比時長幾千倍的（以關(guān)閉閥門用時0.5秒，定時60分鐘計算，計時過程為關(guān)閉閥門的7200倍）計時過程中，發(fā)條的大扭力毫無用處。更關(guān)鍵的是，發(fā)條的大扭力對擒縱調(diào)速機構(gòu)的齒輪組帶來了更大負(fù)擔(dān)，容易導(dǎo)致?lián)p壞。此外，在關(guān)閉閥口的過程中，定時器凸輪與主軸之間的齒輪傳動機構(gòu)也需承擔(dān)更大的壓力，不僅對其強度要求增加，也容易損壞。另一方面，定時器凸輪的輪廓突變距離有限，一般難以滿足關(guān)閉閥門所需的動作距離，還需要采用杠桿等傳動機構(gòu)傳遞放大，但杠桿的使用將大大增加產(chǎn)品的尺寸。

另外，帶凹口的定時器凸輪，其圓周面的作用在于限制執(zhí)行機構(gòu)中的某部件（執(zhí)行機構(gòu)中與定時器凸輪直接接觸的部件）的動作，該部件在計時過程中，始終抵壓在定時器凸輪上，而且該部件與被執(zhí)行機構(gòu)始終聯(lián)動，當(dāng)被執(zhí)行機構(gòu)的反作用力很大時，該部件在定時器凸輪的圓周上將產(chǎn)生很大的壓力，導(dǎo)致該部件與定時器凸輪圓周面之間存在較大的摩擦力，容易造成定時器凸輪在接近計時結(jié)束時，因計時發(fā)力能量釋放殆盡，不足以克服定時器凸輪圓周面上的摩擦力而停轉(zhuǎn)。因此，采用這種執(zhí)行機構(gòu)的定時閥門，存在嚴(yán)重的安全隱患。