[發明專利]一種電磁控制換向的電驅閥門

有效

• 申請號: 202110194742.2
• 申請日: 2021-02-21
• 公開（公告）號: CN112833199B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 汪成文;趙贊魁;杜偉;權龍
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: F16K1/22
• 分類號: F16K1/22;F16K31/04;F16K31/53
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙) 14109
• 代理人: 冷錦超;鄧東東

1.一種電磁控制換向的電驅閥門，其特征在于，包括固定部分和傳動部分，所述固定部分包括箱體，位置傳感器，所述傳動部分包括電動傳動機構、電動換向機構；

所述電動傳動機構包括電機，所述電機通過電機板固定連接在箱體上，所述電機通過第一聯軸器、第一錐齒輪軸與第一錐齒輪連接，第二錐齒輪與第一錐齒輪相互嚙合，所述第二錐齒輪套裝在第一傳動軸上，第一傳動軸轉動連接于第二側端蓋上，所述第一傳動軸上套裝有第一小齒輪，第二小齒輪，所述第一小齒輪與第二大齒輪相互嚙合，所述第二大齒輪套裝在第二傳動軸上，所述第二小齒輪與惰輪相互嚙合，所述惰輪套裝在惰輪軸上，所述惰輪與第一大齒輪相互嚙合，所述第一大齒輪套裝在第二傳動軸上，第一適應套和第二適應套與第二傳動軸同軸線配合；滑套內花鍵孔與第二傳動軸中間外花鍵間隙配合，第二傳動軸轉動連接于箱體內部，所述第二傳動軸上套裝有蝸桿，所述蝸桿上嚙合有蝸輪，所述蝸輪套裝在花鍵軸上，所述花鍵軸與蝶閥連接，所述花鍵軸遠離蝶閥的端部設有角度傳感器；

所述電動換向機構包括旋轉電磁鐵，所述旋轉電磁鐵固定連接在箱體上，并與第一換向軸連接，所述第一換向軸與第二換向軸同軸線且一端重合布置，第一換向軸轉動連接于頂蓋板上，第二換向軸通過軸承和第一換向軸徑向固定，可相對第一換向軸和撥叉內設置的滑動軸承軸向滑動，但與第一換向軸同步旋轉；滑動軸承由箱體和第一軸承座固定，第一滑動頭、第二滑動頭、撥叉分別套裝在第二換向軸上，第一滑動頭通過正六角形孔與第二換向軸配合，通過左、右擋圈與第二換向軸軸向固定；第二滑動頭通過六角形孔與第二換向軸配合，通過左、右擋圈與第二換向軸軸向固定；第二換向軸和撥叉通過滑動軸承連接，通過設在撥叉左、右的擋圈實現二者軸向固定，第二換向軸可相對撥叉轉動；撥叉另一端與滑套連接，第一大齒輪上嚙合有第三小齒輪，所述第三小齒輪套裝在第二錐齒輪軸上，所述第二錐齒輪軸端部設有第四錐齒輪，所述第四錐齒輪與第三錐齒輪嚙合，所述第三錐齒輪套裝設在第三錐齒輪軸的一端，第三錐齒輪軸與第八軸承內圈配合，第八軸承內圈通過軸肩和擋圈雙向固定在第三錐齒輪軸上，外圈由箱體和第二軸承座固定；第三錐齒輪軸與其端部的第三錐齒輪為一體，與第二錐齒輪軸上第四錐齒輪嚙合，第二錐齒輪軸與第四錐齒輪為一體，第三換向軸與第九軸承內圈配合，第九軸承內圈通過軸肩和擋圈雙向固定在第三換向軸上，外圈由箱體和第二軸承座固定，所述第三錐齒輪軸上設有第五小齒輪，所述第五小齒輪上嚙合有第四小齒輪，所述第四小齒輪套裝在第三換向軸上，第一凸輪套裝在第三錐齒輪軸的另一端，第二凸輪套裝在第三換向軸上；

位置傳感器設置于撥叉上，并通過螺栓固定在頂蓋板的內部；

通電工況下，電機帶動第一錐齒輪軸運轉，與第一錐齒輪軸上錐齒輪嚙合的第二錐齒輪同時運轉，將運動傳遞給第一傳動軸，第一傳動軸上的第一小齒輪和第二小齒輪同時轉動，分別帶動與第一小齒輪嚙合的第二大齒輪，與第二小齒輪嚙合的惰輪運轉，同時惰輪與第一大齒輪嚙合，從而將運動傳遞給第一大齒輪和第二大齒輪，由于第一小齒輪與第二大齒輪直接嚙合，第二小齒輪與第一大齒輪之間有惰輪參與嚙合，因此第一大齒輪和第二大齒輪旋轉方向相反，所設置的第一小齒輪與第二大齒輪嚙合傳動比與第二小齒輪和第一大齒輪嚙合傳動比相同，故第一大齒輪和第二大齒輪轉速大小相同，因此形成輸出旋轉方向相反，轉速相同的兩條傳動路徑；同時與第一大齒輪嚙合的第三小齒輪旋轉帶動第二錐齒輪軸運轉，與第二錐齒輪軸上錐齒輪嚙合的第三錐齒輪軸上的錐齒輪同時運轉，帶動第三錐齒輪軸上第五小齒輪和第一凸輪運轉，與第五小齒輪嚙合的第四小齒輪運轉帶動與其同軸的第二凸輪運轉，實現將電機動力分流傳遞給第一凸輪和第二凸輪，用來驅動撥叉移動；在電機不停機情況下，第一滑動頭所處角度不能與第二凸輪接觸，第二滑動頭所處角度不能與第一凸輪接觸，故第二換向軸和撥叉均不移動，滑套位于中間位置，與第一大齒輪和第二大齒輪均不嚙合，第二傳動軸不運轉，蝸桿和蝸輪不運轉，由于自鎖作用，蝸輪處于鎖死狀態，蝶閥處于關閉狀態；當需打開蝶閥時，遠程控制器發出控制信號控制旋轉電磁鐵輸出軸逆時針旋轉一定角度，第二滑動頭與第一凸輪接觸，同時第一滑動頭遠離第二凸輪，由于凸輪的偏心作用，第一凸輪推動第二滑動頭向靠近旋轉電磁鐵方向移動，帶動第二傳動軸向靠近旋轉電磁鐵方向移動，進而帶動撥叉向靠近旋轉電磁鐵方向移動，在撥叉驅動下，滑套向靠近旋轉電磁鐵方向移動，與第一適應套嚙合，同時，在滑套擠壓下，第一適應套逐漸貼緊第二大齒輪，由于摩擦作用，其轉速逐漸趨近第二大齒輪轉速，帶動滑套轉速逐漸趨近第二大齒輪轉速，第一適應套的設置便于滑套和第二大齒輪嚙合，避免發生撞齒現象；當第一凸輪推動第二滑動頭向靠近旋轉電磁鐵方向移動到極限位置時，滑套和第二大齒輪剛好完全嚙合，第二大齒輪將動力傳遞給滑套，與滑套始終嚙合的第二傳動軸旋轉，帶動蝸桿旋轉，將動力傳遞給與蝸桿嚙合的蝸輪，蝸輪帶動花鍵軸旋轉，與花鍵軸通過平鍵連接的蝶閥輸入軸同時旋轉，從而使蝶閥開啟，當蝶閥完全打開時，與花鍵軸通過平鍵連接的角度傳感器將到位信號反饋給控制器，控制器發出控制信號控制旋轉電磁鐵輸出軸順時針旋轉到第一滑動頭與第二凸輪接觸所需角度，同時第二滑動頭遠離第一凸輪，由于凸輪的偏心作用，第二凸輪推動第一滑動頭向遠離旋轉電磁鐵方向移動，帶動第二轉動軸向遠離旋轉電磁鐵方向移動，進而帶動撥叉向遠離旋轉電磁鐵方向移動，在撥叉驅動下，滑套向遠離旋轉電磁鐵方向移動，位置傳感器檢測撥叉處于中間位置時，將到位信號反饋給控制器，控制器控制旋轉電磁鐵輸出軸逆時針旋轉第一滑動頭所處角度不能與第二凸輪接觸，第二滑動頭所處角度不能與第一凸輪接觸所需角度，從而滑套與第一大齒輪，第二大齒輪均不嚙合，第二傳動軸不運轉，由于蝸桿嚙合和蝸輪自鎖，蝶閥保持開啟狀態；當需關閉蝶閥時，遠程控制器發出控制信號控制旋轉電磁鐵輸出軸順時針旋轉一定角度，第一滑動頭與第二凸輪接觸，同時第二滑動頭遠離第一凸輪，由于凸輪的偏心作用，第二凸輪推動第一滑動頭向遠離旋轉電磁鐵方向移動，帶動第二傳動軸向遠離旋轉電磁鐵方向移動，進而帶動撥叉向遠離旋轉電磁鐵方向移動，在撥叉驅動下，滑套向遠離旋轉電磁鐵方向移動，與第二適應套嚙合，同時，在滑套擠壓下，第二適應套逐漸貼緊第一大齒輪，由于摩擦作用其轉速逐漸趨近第一大齒輪轉速，帶動滑套轉速逐漸趨近第一大齒輪轉速，第二適應套的設置便于滑套和第一大齒輪嚙合，避免發生撞齒現象；第二凸輪推動第一滑動頭向遠離旋轉電磁鐵方向移動到極限位置時，滑套和第一大齒輪剛好完全嚙合，第一大齒輪將動力傳遞給滑套，與滑套始終嚙合的第二傳動軸向相反方向運轉，帶動蝸桿反方向旋轉，將動力傳遞給與蝸桿嚙合的蝸輪，蝸輪帶動花鍵軸反方向運轉，與花鍵軸通過平鍵連接的蝶閥輸入軸同時反方向旋轉，從而使蝶閥關閉；當蝶閥完全關閉時，與花鍵軸通過平鍵連接的角度傳感器將到位信號反饋給遠程控制器，遠程控制器發出控制信號控制旋轉電磁鐵輸出軸逆時針轉動到第二滑動頭與第一凸輪接觸所需角度，同時第一滑動頭與第二凸輪脫離接觸，由于凸輪的偏心作用，第一凸輪推動第二滑動頭向靠近旋轉電磁鐵方向移動，帶動第二轉動軸向靠近旋轉電磁鐵方向移動，進而帶動撥叉向靠近旋轉電磁鐵方向移動，在撥叉驅動下，滑套向靠近旋轉電磁鐵方向移動，位置傳感器檢測撥叉處于中間位置時，將到位信號反饋給遠程控制器，遠程控制器控制旋轉電磁鐵輸出軸順時針旋轉到第二滑動頭所處角度不能與第一凸輪接觸，第一滑動頭所處角度不能與第二凸輪接觸所需的角度，從而滑套與第一大齒輪，第二大齒輪均不嚙合，第二傳動軸不運轉，蝶閥保持關閉狀態。