一種機械式定時閥門的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種機械式定時閥門，包括機械式定時器和閥門，所述機械式定時器包括由計時發(fā)條驅(qū)動反轉(zhuǎn)的主軸、與主軸聯(lián)動的定時器凸輪和控制主軸回轉(zhuǎn)速度的擒縱調(diào)速機構(gòu)；所述閥門由一轉(zhuǎn)軸通過正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)驅(qū)動打開或關(guān)閉，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)的關(guān)閥發(fā)條，所述轉(zhuǎn)軸通過一扇形齒輪與定時器主軸有限聯(lián)動，扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)推動脫位的扇形齒輪靠向與其連接的齒輪；所述扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸具有一個自由轉(zhuǎn)動角，一僅限制轉(zhuǎn)軸向關(guān)閉閥門方向轉(zhuǎn)動的反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)由定時器的定時器凸輪觸發(fā)失效；本發(fā)明將設(shè)定時間和打開閥門兩個動作合二為一，大大提高了操作的便利性。并且開閥門與定時兩個動作硬性結(jié)合，安全性很高。
【專利說明】一種機械式定時閥門
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)用于燃氣管道的閥門。
【背景技術(shù)】
[0002]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)。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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?？茖W(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。
[0007]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。
[0008]目前市場上存在有用于燃氣管道上的采用機械式定時器的閥門，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。
[0009]在關(guān)閥方面，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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明目的在于，基于上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種結(jié)構(gòu)緊湊可靠性及安全性更高的機械式定時閥門。
[0011 ] 采用的技術(shù)方案是:一種機械式定時閥門，包括機械式定時器和閥門，所述機械式定時器包括由計時發(fā)條驅(qū)動反轉(zhuǎn)的主軸、與主軸聯(lián)動的定時器凸輪和控制主軸回轉(zhuǎn)速度的擒縱調(diào)速機構(gòu)；所述閥門由一轉(zhuǎn)軸通過正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)驅(qū)動打開或關(guān)閉。其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)的關(guān)閥發(fā)條，關(guān)閥發(fā)條的卸力方向為轉(zhuǎn)軸關(guān)閉閥門的旋轉(zhuǎn)方向(轉(zhuǎn)軸打開閥門時則對發(fā)條蓄力)，所述轉(zhuǎn)軸通過一扇形齒輪與定時器主軸有限聯(lián)動，所述扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸具有一個自由轉(zhuǎn)動角，一僅限制轉(zhuǎn)軸向關(guān)閉閥門方向轉(zhuǎn)動的反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)由定時器的定時器凸輪觸發(fā)失效。
[0012]所述扇形齒輪的有效嚙合角(扇形齒輪與上級齒輪從一側(cè)嚙合開始轉(zhuǎn)動到從另一側(cè)脫位結(jié)束所轉(zhuǎn)過的角度)不小于所述轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)閥門的相位差角(轉(zhuǎn)軸從閥門開轉(zhuǎn)動到閥門關(guān)所轉(zhuǎn)過的角度)，且不大于扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角。
[0013]當(dāng)扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上脫位時，閥門處于打開狀態(tài)，且扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角在其反轉(zhuǎn)方向上。扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)推動脫位的扇形齒輪靠向與其連接的齒輪(如后面提到的第一齒輪)。
[0014]本發(fā)明所述機械式定時閥門除具有機械定時機構(gòu)所固有的不依賴于電源、不容易出錯、可靠性高等優(yōu)點之外，還將閥門的打開動作通過扇形齒輪與定時器的主軸關(guān)聯(lián)起來，由扭轉(zhuǎn)定時器主軸上手柄的定時動作間接打開閥門。一方面，將設(shè)定時間和打開閥門兩個動作合二為一，大大提高了操作的便利性。另一方面，無需專門設(shè)置用于打開閥門的手柄，有利于減小產(chǎn)品尺寸。第三方面，開閥門與定時兩個動作硬性結(jié)合，強制使用者在打開閥門時必須開啟閥門的定時功能，為使用過程中的安全性提供絕對的保證。
[0015]此外，本發(fā)明采用發(fā)條機構(gòu)作為關(guān)閉閥門的動力源，與現(xiàn)有機械式定時閥門相比，結(jié)構(gòu)更加緊湊，有利于縮減產(chǎn)品尺寸。[0016]在本發(fā)明技術(shù)方案中，扇形齒輪的關(guān)鍵作用在于有限聯(lián)動，即閥門的開關(guān)與定時器主軸之間的關(guān)聯(lián)僅在定時器主軸旋轉(zhuǎn)的一定轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)發(fā)生。這樣可以解決當(dāng)閥門的開關(guān)與定時器主軸關(guān)聯(lián)起來時，閥門開關(guān)最大轉(zhuǎn)角限制定時器主軸的最大定時轉(zhuǎn)角問題，而且通過優(yōu)化設(shè)計傳動比，可以使閥門的打開操作，在定時器主軸定時過程中的很小的轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)完成。當(dāng)定時范圍超過這一很小的轉(zhuǎn)角范圍時，閥門即可以完全打開(例如，設(shè)定主軸旋轉(zhuǎn)一圈為定時I小時，并設(shè)定扇形齒輪從一側(cè)嚙合到另一側(cè)脫位，主軸轉(zhuǎn)動角度為36度，則定時超過6分鐘的，即可完全打開閥門)。
[0017]而扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸之間的自由轉(zhuǎn)動角，作用則在于，使計時開始后，定時器主軸的反轉(zhuǎn)不影響閥門完全打開的狀態(tài)。使閥在計時結(jié)束之前，始終可以保持完全打開狀態(tài)。
[0018]所述扇形齒輪可以裝配在所述轉(zhuǎn)軸上；也可以裝配在其它安裝軸上，其它安裝軸與所述轉(zhuǎn)軸通過齒輪等傳動機構(gòu)連接。
[0019]要實現(xiàn)所述扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸具有一個自由轉(zhuǎn)動角，只需扇形齒輪與轉(zhuǎn)軸之間任兩個相連的傳動部件之間存在相對的自由轉(zhuǎn)動角即可。
[0020]兩個相連部件之間相對自由轉(zhuǎn)動角可以通過很多種裝配結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。大體上可以分兩類，第一類是針對于軸與孔的配合結(jié)構(gòu)，比如弓形軸肩配合同心弓形軸孔，而孔的圓弧角大于軸的圓弧角。舉例來說，所述轉(zhuǎn)軸上端為弓形軸肩，所述扇形齒輪的圓心設(shè)與之配合的弓形軸孔，弓形軸孔的圓弧角大于弓形軸肩的圓弧角。第二類是在轉(zhuǎn)動副上附加限位結(jié)構(gòu)，這一類限位結(jié)構(gòu)中最典型的結(jié)構(gòu)是凸塊與滑槽的配合。比如，將所述扇形齒輪通過軸孔松配合套裝在所述轉(zhuǎn)軸上，同時在所述轉(zhuǎn)軸和扇形齒輪上分別設(shè)置相互配合的限位結(jié)構(gòu)。具體的說，扇形齒輪通過其上的軸孔裝配在轉(zhuǎn)軸上，扇形齒輪的安裝軸孔與轉(zhuǎn)軸表面滑動配合，沿安裝軸孔邊緣設(shè)有沿圓周方向延伸的凹槽，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有與凹槽配合的凸塊，凹槽周向?qū)挾却笥谕箟K周向?qū)挾?，凸塊在凹槽內(nèi)從與凹槽一端轉(zhuǎn)動到與凹槽另一端接觸所轉(zhuǎn)過的角度，即是扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角。當(dāng)扇形齒輪在某個方向上旋轉(zhuǎn)至其上凹槽端面與凸塊側(cè)面相抵時，扇形齒輪與軸轉(zhuǎn)間開始產(chǎn)生扭距傳遞。作為一種變形，所述凸塊可以由是一根穿過轉(zhuǎn)軸軸心的橫銷伸出轉(zhuǎn)軸外部的端部構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)相對易于加工。凸塊與凹槽反過來設(shè)置亦可，即，凸塊設(shè)置扇形齒輪的安裝軸孔邊緣，向軸心凸出，凹槽形成于轉(zhuǎn)軸上，向軸心凹入?？偠灾?，不論采用何種裝配結(jié)構(gòu)實現(xiàn)兩個相連部件之間存相對自由轉(zhuǎn)動角，均需要滿足以下條件:其一，兩者間連接構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，其二，兩者相對轉(zhuǎn)動的角度有限。
[0021]在本發(fā)明技術(shù)方案中，所述定時器的擒縱調(diào)速機構(gòu)可采用常見的各種機械式鐘表、定時器中所應(yīng)用的擒縱機構(gòu)。其主要結(jié)構(gòu)組成和原理見【背景技術(shù)】部分描述。改變擒縱調(diào)速機構(gòu)齒輪組傳動比，可以改變定時器最大定時時長。
[0022]所述定時器的計時發(fā)條可以直接裝配在主軸上，也可以裝配在其它軸上，然后通過齒輪機構(gòu)與主軸連接。
[0023]定時器主軸與扇形齒輪、定時器凸輪之間的連接結(jié)構(gòu)可以有多種具體形式，只需實現(xiàn)與扇形齒輪、定時器凸輪聯(lián)動即可。最簡單的一種結(jié)構(gòu)是直接通過齒輪機構(gòu)傳動，例如:所述定時器主軸上裝配用于打開閥門的第一齒輪和用于驅(qū)動定時輪的第二齒輪，與定時器凸輪同軸且周向相對固定設(shè)置一第三齒輪，第一齒輪與所述扇形齒輪哨合。第二齒輪與第三齒輪嚙合。當(dāng)然，第一齒輪與扇形齒輪之間，以及第二齒輪與第三齒輪之間都可以設(shè)置過橋齒輪。
[0024]所述扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)的作用在于當(dāng)扇形齒輪在與之相連的齒輪(上述第一齒輪或者與之相連的過橋齒輪)某一側(cè)脫位后，在需要復(fù)位時，推動扇形齒輪靠向與其相連的齒輪重新嚙合。目的是使適當(dāng)時候斷開傳動的傳動機構(gòu)在需要的時候重新聯(lián)動?；谶@種目的，不難想到，所述復(fù)位機構(gòu)應(yīng)當(dāng)包括兩個相同的驅(qū)動部件，或者僅包括一個驅(qū)動部件，但包括兩個驅(qū)動部位，以分別負(fù)責(zé)所述扇形齒輪在與其相連的齒輪的兩則脫位時推動，或者是一個部件，但具有雙向驅(qū)動的功能。所述驅(qū)動部件可以是彈簧、彈片、或者其它任何可以產(chǎn)生頂推、牽拉或扭轉(zhuǎn)作用的部件或機構(gòu)。
[0025]根據(jù)發(fā)生作用的機制，所述扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)可以分為兩種:一種是在需要時即時發(fā)生作用的機構(gòu)，比如由與之相連的齒輪回轉(zhuǎn)而觸發(fā)其動作的機構(gòu)。這種機構(gòu)結(jié)構(gòu)上相對要復(fù)雜，至少要包括觸發(fā)部件和推動扇形齒輪回轉(zhuǎn)的執(zhí)行部件，所述觸發(fā)部件可以是機械部件，也可以是一種具有檢測功能的電子元件。當(dāng)然復(fù)雜的結(jié)構(gòu)增加的不僅是材料成本，加工成本，也給拆裝帶來麻煩，所以除非在非常高檔的設(shè)備中，一般不建議采用這種復(fù)位機構(gòu)。另一種是持續(xù)作用的機構(gòu)，比如可發(fā)生彈性變形的彈性部件，當(dāng)所述扇形齒輪在某一側(cè)即將前的一定轉(zhuǎn)角內(nèi)，所述扇形齒輪開始作用在彈性部件上使之發(fā)生彈性變形。從所述扇形齒輪接觸到所述彈性部件開始，至所述扇形齒輪回轉(zhuǎn)并脫離所述彈性部件期間，所述彈性部件持續(xù)對所述扇形齒輪發(fā)生作用。這個期間包括扇形齒輪與彈性部件接后至扇形齒輪脫位期間、所述扇形齒輪脫位后之前與之相連的齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動期間、與之相連的齒輪回轉(zhuǎn)后至所述扇形齒輪脫離彈性部件作用前的期間。持續(xù)作用式回轉(zhuǎn)驅(qū)動部件相對簡單，安裝方便，只需將彈性部件一端或某一部分裝配在適當(dāng)?shù)奈恢眉纯?。但在所述扇形齒輪脫位后與之相連的齒輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動期間，將會具有齒輪相互撞擊的噪聲。各種彈簧，如拉簧、彈簧片、扭簧等均可應(yīng)用本發(fā)明中做為扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)。例如，所述扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)包括一扭簧，扭簧一端勾掛在扇形齒輪的尾部，另一端與定時閥門的殼體固定。再例如，所述扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)為分別對應(yīng)所述扇形齒輪兩側(cè)邊的兩個彈片。
[0026]定時器凸輪作為一種觸發(fā)機件，需要根據(jù)反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，可以是盤式凸輪結(jié)構(gòu)，或者側(cè)面帶銷柱的圓盤、或者圓周上帶凹口的圓盤，或者只是一個可轉(zhuǎn)動的桿狀的構(gòu)件。
[0027]所述反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)其作用在于限制轉(zhuǎn)軸反向旋轉(zhuǎn)，可以是各種具有單向旋轉(zhuǎn)限制功能，且其旋轉(zhuǎn)限制功能在被觸發(fā)時可失效的機構(gòu)，可以有很多種具體形式，至少應(yīng)包括單向傳動機構(gòu)和鎖止機構(gòu)，結(jié)構(gòu)最為簡單，且效果優(yōu)秀一種是，通過棘輪機構(gòu)實現(xiàn)單向傳動，通過非轉(zhuǎn)動齒與轉(zhuǎn)動齒嚙合或配合的方式，限制棘輪機構(gòu)中的棘輪或支撐棘爪部件轉(zhuǎn)動，當(dāng)非轉(zhuǎn)動齒脫離轉(zhuǎn)動齒時，限制功能失效。針對這種結(jié)構(gòu)，定時器凸輪的結(jié)構(gòu)只要實現(xiàn)在轉(zhuǎn)動某特征相位時，觸發(fā)非轉(zhuǎn)動齒脫離轉(zhuǎn)動齒即可。或者在計時過程中限制非轉(zhuǎn)動齒脫離轉(zhuǎn)動齒，計時結(jié)束時撤銷對其限制。
[0028]例如，一鎖止輪通過棘輪機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)時與鎖止輪聯(lián)動，鎖止輪圓周上設(shè)齒，一端帶有卡齒的鎖桿移動設(shè)置，卡齒嵌入鎖止輪的齒槽內(nèi)，限制鎖止輪轉(zhuǎn)動，進一步地，轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)亦被限制。鎖止輪的齒面與卡齒的齒面相互作用，對鎖桿產(chǎn)生一個指向另一端的作用力。鎖桿另一端抵靠在定時器定時器凸輪外緣上，定時器凸輪為圓周上帶有凹口的圓盤結(jié)構(gòu)。當(dāng)鎖桿端部移動進入定時器凸輪的凹口時，鎖桿在鎖止輪的作用下向定時器凸輪方向移動，另一端卡齒從鎖止輪的齒槽內(nèi)脫出，鎖桿對鎖止輪的轉(zhuǎn)動限制失效，轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)限制被解除。
[0029]再例如，同樣是一鎖止輪通過棘輪機構(gòu)與所述轉(zhuǎn)軸連接，轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)時與鎖止輪聯(lián)動，一端側(cè)面帶有卡齒的鎖桿擺動設(shè)置，卡齒卡嵌在鎖止輪的齒槽內(nèi)，限制鎖止輪轉(zhuǎn)動，進一步地，轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)亦被限制。鎖止輪的齒面與卡齒的齒面相互作用，對鎖桿產(chǎn)生一個指向卡齒后方的推力。鎖桿另一端設(shè)有銷結(jié)構(gòu)或凸緣結(jié)構(gòu)，側(cè)面抵靠在定時器凸輪外緣上，定時器凸輪為圓周上帶有凹口的圓盤結(jié)構(gòu)。當(dāng)定時器凸輪凹口對正銷結(jié)構(gòu)或凸緣結(jié)構(gòu)時，該端向定時器凸輪圓心方向擺動，另一端卡齒從鎖止輪的齒槽內(nèi)脫出。對鎖止輪的限制撤銷，轉(zhuǎn)軸在發(fā)條作用下反轉(zhuǎn)，關(guān)閉閥門。
[0030]考慮到用于關(guān)閉閥門的發(fā)條的扭力比較大，如轉(zhuǎn)軸直接將扭矩傳遞給鎖止輪，卡齒作用在鎖止輪齒牙上受力較大，容易損壞，針對這個問題，可以在轉(zhuǎn)軸與鎖止輪之間加設(shè)一對相互嚙合的過橋齒輪，其中大齒輪通過棘輪機構(gòu)裝配在轉(zhuǎn)軸上，小齒輪與鎖止輪同軸相對固定設(shè)置。
[0031]基于上述構(gòu)思，下面給出一種相對優(yōu)選的反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)結(jié)構(gòu):
所述反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)包括一個通過棘輪機構(gòu)與轉(zhuǎn)軸連接的鎖止輪和一個擺動設(shè)置的鎖桿。鎖止輪圓周上設(shè)齒，鎖桿第一端設(shè)有卡齒，鎖桿第二端抵靠在定時器凸輪外緣上，定時器凸輪為圓周上帶有凹口的圓盤結(jié)構(gòu)，當(dāng)定時器凸輪外緣非凹口部位對應(yīng)鎖桿第二端時，鎖桿第一端的卡齒嵌在鎖止輪的齒槽內(nèi)，當(dāng)定時器凸輪的凹口對應(yīng)鎖桿另一端時，鎖桿第二端向定時器凸輪中心擺動，鎖桿第一端的卡齒從鎖止輪的齒槽內(nèi)脫出。
[0032]所述鎖止輪可以直接與棘輪機構(gòu)的棘輪同軸固定在一起，或者與棘輪機構(gòu)的棘輪通過一對過橋齒輪連接。棘輪機構(gòu)的棘爪設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上，棘輪機構(gòu)的棘輪齒面傾斜方向與轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)方向相同。
[0033]作為一種等效變形，所述鎖止輪可以與棘輪機構(gòu)的棘輪同軸固定在一起，但棘輪機構(gòu)的棘爪不設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上，而是設(shè)置在一過橋軸上，過橋軸通過一對齒輪與轉(zhuǎn)軸連接。
[0034]再或者，棘輪機構(gòu)的棘爪鉸接在所述鎖止輪上，鎖止輪與棘輪機構(gòu)的棘輪同軸心設(shè)置；棘輪機構(gòu)的棘輪與所述轉(zhuǎn)軸固定，或者與轉(zhuǎn)軸通過齒輪機構(gòu)連接。
[0035]作為一種改進，為了使整體結(jié)構(gòu)更緊湊，定時器凸輪和轉(zhuǎn)軸可以同軸心設(shè)置，定時器凸輪安裝軸中心帶通孔，轉(zhuǎn)軸由通孔穿過。此外，也可以不設(shè)置定時器凸輪安裝軸，而是將定時器凸輪可轉(zhuǎn)動地套裝在轉(zhuǎn)軸上，用于定時器凸輪與定時器主軸傳動的齒輪同樣可轉(zhuǎn)動地套裝在轉(zhuǎn)軸上，通過銷釘結(jié)構(gòu)使其與定時器凸輪固定，或至少在轉(zhuǎn)動方向上相對固定。采用中空結(jié)構(gòu)的定時器凸輪安裝軸安裝定時器凸輪時，為了保證定時器凸輪與同步齒輪的可靠同步，以確保定時的準(zhǔn)確性，也可以采用銷釘結(jié)構(gòu)將兩者固定。
[0036]本發(fā)明所述方案可以適用于閥桿轉(zhuǎn)動式閥門，如球閥，截止閥等，也可以適用于閥桿移動式的閥門，如隔膜閥。
[0037]當(dāng)用于球閥時，所述轉(zhuǎn)軸可以是閥桿本身，也可以與閥桿同軸同步聯(lián)動裝配，還可以與閥桿通過齒輪傳動機構(gòu)連接，如轉(zhuǎn)軸是閥桿本身，或與閥桿同軸同步聯(lián)動裝配在一起，則其開關(guān)閥門的相位差角為90度。
[0038]在本發(fā)明中，關(guān)閥發(fā)條的作用則是為了關(guān)閥閥門。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)軸不是球閥的閥桿本身時，作為本發(fā)明的一種等效替代方式，所述關(guān)閥發(fā)條可以裝配在閥桿上。
[0039]此外，還可以衍生出另一種具體結(jié)構(gòu)，即所述轉(zhuǎn)軸是閥桿本身，關(guān)閥發(fā)條可以裝配在閥桿上。扇形齒輪安裝在一過橋軸上，扇形齒輪相對過橋軸存在一轉(zhuǎn)動余角，過橋軸相對于轉(zhuǎn)軸還存在一個轉(zhuǎn)動余角，兩個余角之和，剛好等于所述的扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角。
[0040]當(dāng)用于閥芯移動式閥門時，所述轉(zhuǎn)軸與閥桿(或用于推拉隔膜的連桿)可以通過連桿機構(gòu)(如曲柄滑塊機構(gòu))、凸輪機構(gòu)、齒輪齒條傳動機構(gòu)聯(lián)接。
[0041]在本發(fā)明中，手動扭轉(zhuǎn)手柄，使主軸向發(fā)條蓄力方向旋轉(zhuǎn)以設(shè)定定時時長的過程，稱為定時，放開手柄后，發(fā)條開始釋放勢能，驅(qū)動各部件動作的過程，稱為計時。說明書提及的正轉(zhuǎn)，是指各部件在定時過程中的轉(zhuǎn)動方向，包括打開閥門的轉(zhuǎn)動方向；反轉(zhuǎn)，是指各部件在計時過程中的轉(zhuǎn)動方向，包括關(guān)閉閥門的轉(zhuǎn)動方向?；剞D(zhuǎn)，是指部件與上次轉(zhuǎn)動方向相反的轉(zhuǎn)動。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1為基于本發(fā)明所述方案的一種機構(gòu)式定時球閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖2為圖1中A-A向截面圖。
[0044]圖3為起始狀態(tài)下，扇形齒輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0045]圖4為定時過程中，打開閥門前一刻，扇形齒輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0046]圖5為定時過程中，閥門打開后，扇形齒輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0047]圖6為計時過程中，扇形齒輪反轉(zhuǎn)脫位后，扇形齒輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0048]圖7為計時結(jié)束后，閥門關(guān)閉后，扇形齒輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0049]圖8為起始狀態(tài)下，定時器凸輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0050]圖9為定時過程中，定時器凸輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0051]圖10為定時過程中，定時器凸輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0052]圖11為計時過程中，定時器凸輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0053]圖12為計時結(jié)束后，定時器凸輪與定時器主軸間的連接關(guān)系示意圖。
[0054]圖13為起始狀態(tài)下，定時器凸輪與鎖止輪、鎖桿間的傳動關(guān)系示意圖。
[0055]圖14為定時過程中，定時器凸輪與鎖止輪、鎖桿間的傳動關(guān)系示意圖。
[0056]圖15為定時過程中，定時器凸輪與鎖止輪、鎖桿間的傳動關(guān)系示意圖。
[0057]圖16為計時過程中，定時器凸輪與鎖止輪、鎖桿間的傳動關(guān)系示意圖。
[0058]圖17為計時結(jié)束后，定時器凸輪與鎖止輪、鎖桿間的傳動關(guān)系示意圖，該圖為鎖桿向內(nèi)擺動狀態(tài)。
[0059]圖18為計時結(jié)束后，定時器凸輪與鎖止輪、鎖桿間的傳動關(guān)系示意圖，該圖為鎖桿向外擺動狀態(tài)。
圖19為反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)的鎖止輪與轉(zhuǎn)軸的連接結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0060]下面結(jié)合附圖，以一個采用本發(fā)明所述傳動機構(gòu)的機械式定時球閥為例對本發(fā)明所述技術(shù)方案的技術(shù)原理及其效果做進一步說明。
[0061]參照圖1-19，該組圖公開的是一種定時結(jié)束后可報警提示的機械式定時球閥，其中，圖3-7為扇形齒輪與轉(zhuǎn)軸在定時、計時過程中a-e五個狀態(tài)下的傳動關(guān)系，圖8_12所示為定時器凸輪與定時器主軸在定時、計時過程中a-e五個狀態(tài)下的傳動關(guān)系，圖13-18所示為定時器凸輪與鎖止輪在定時、計時過程中a-e五個狀態(tài)下的傳動關(guān)系。
[0062]圖示機械式定時球閥包括機械式定時器和球閥兩大部分，機構(gòu)式定時器的擒縱調(diào)速機構(gòu)(未示出)可以采用結(jié)構(gòu)相對簡單的常見銷釘式擒縱機構(gòu)調(diào)速，包括擺輪游絲機構(gòu)、擒縱叉、擒縱輪、齒輪組、調(diào)速輪組成，擺輪上設(shè)有擺釘，擒縱叉擺動設(shè)置，叉頭有與擺釘配合的叉槽，擺輪通過擺釘與叉槽的配合關(guān)系帶動擒縱叉往復(fù)擺動，擒縱叉的叉尾設(shè)有兩個圓柱銷釘，擒縱輪為圓周均勻設(shè)置多個平齒的齒輪結(jié)構(gòu)，擒縱叉在擺動時，兩個圓柱銷釘交替進出擒縱輪的齒槽，擺輪每擺動一次，擒縱輪可轉(zhuǎn)動一個齒的角度。擒縱輪與終端調(diào)速輪之間通過齒輪組傳動。
[0063]所述終端調(diào)速輪5通過內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)安裝在定時器主軸I上，定時器的主軸I上安裝有用于打開閥門的第一齒輪2、用于定時的第二齒輪3、主軸最上端設(shè)手柄,第一齒輪2與扇形齒輪26嚙合。
[0064]定時器凸輪20固定裝配在一筒軸23上，筒軸上還裝配一與第二齒輪3嚙合的第三齒輪22。定時器凸輪20為圓盤結(jié)構(gòu)，圓周上設(shè)有一凹口 32。第三齒輪22上設(shè)有一銷孔，定時器凸輪20上固定設(shè)有一伸入第三齒輪的銷孔內(nèi)的銷釘21。銷釘21與銷孔配合，以確保定時器凸輪20與第三齒輪22同步轉(zhuǎn)動。
[0065]球閥部分包括閥體10、閥桿14、球形的閥芯13,閥體10與定時器部分的殼體固定在一起，組成整個閥門的殼體4，閥桿14裝配在閥體10上的閥桿裝配孔內(nèi)，下端連接頭11插在閥芯上端的槽形扁口 12內(nèi)。
[0066]閥桿上設(shè)有一穿過閥桿軸心的橫銷15，閥桿裝配孔上端對應(yīng)閥桿上端橫銷15的部位設(shè)有兩個中心對稱的扇形槽16。橫銷15兩端伸出閥桿14的部分分別位于兩個扇形槽16內(nèi)，橫銷端部在扇形槽內(nèi)的自由轉(zhuǎn)動角為90度。
[0067]閥桿上端設(shè)一槽形扁口，與閥桿同軸設(shè)置的轉(zhuǎn)軸27的下端連接頭9插在閥桿上端的槽形扁口內(nèi)，并與其相匹配。
[0068]轉(zhuǎn)軸27上裝配有用于關(guān)閉閥門的發(fā)條盤8，發(fā)條盤外殼與殼體4固定，發(fā)條盤內(nèi)部的發(fā)條內(nèi)端固定在閥桿上，外端與發(fā)條盤外殼固定。
[0069]在發(fā)條盤8上方設(shè)置有一通過內(nèi)嚙合棘輪機構(gòu)6裝配在轉(zhuǎn)軸上的過橋大齒輪7。過橋大齒輪7為環(huán)形，內(nèi)緣為棘輪34，外緣為齒輪，棘輪齒面傾斜方向與轉(zhuǎn)軸打開閥門的轉(zhuǎn)動方向相同。過橋大齒輪側(cè)面設(shè)有一與之哨合的過橋小齒輪17,與過橋小齒輪17同軸安裝有一個圓周上設(shè)均勻的齒的鎖止輪18。擺動設(shè)置的鎖桿19 一端設(shè)有兩個與鎖止輪的齒配合的卡齒36,鎖桿19可在兩個卡齒36交錯被沖擊時擺動。鎖桿另一端設(shè)有撞錘35,撞錘35 —側(cè)設(shè)有一撞鈴(未示出)，鎖桿19上還設(shè)有一鎖銷31，所述鎖銷31側(cè)面抵壓在所述定時器凸輪20的圓周上，當(dāng)定時器凸輪凹口 32以外的圓周面對應(yīng)鎖桿上的鎖銷31時，鎖桿19的擺動受到定時器凸輪20的外緣阻擋，不能擺動，靜止的鎖桿的卡齒36的受力面與鎖止輪18的齒面相抵，鎖止輪18被鎖定無法轉(zhuǎn)動，閥門關(guān)閉動作間接受到限制。當(dāng)定時器凸輪旋轉(zhuǎn)至其上凹口 32對應(yīng)鎖桿上的鎖銷31時，鎖桿上的鎖銷31可自由出入凹口 32，定時器凸輪20對鎖桿19的限制作用消失，鎖桿對鎖止輪的鎖止作用即被撤消，鎖止輪18與過橋小齒輪17、過橋大齒輪7、轉(zhuǎn)軸27、閥桿14、閥芯13 —起在關(guān)閥發(fā)條作用下同步轉(zhuǎn)動，閥門被逐漸關(guān)閉。同時，鎖止輪18的齒面交替沖擊鎖桿的兩個卡齒36，鎖桿連續(xù)擺動直到閥門完全關(guān)閉。鎖桿每擺動一次，其上撞錘35撞擊一次撞鈴。
[0070]在本例中，上述反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)，一方面可以在被觸發(fā)失效前，限制閥桿反轉(zhuǎn)，另一方面通過帶有雙卡齒結(jié)構(gòu)的鎖桿實現(xiàn)，在閥門關(guān)閉的同時，由鎖桿撞擊撞鈴，達到提示用戶的效果。
[0071]顯然，如不需要鈴聲提示功能，或以其它方式提示用戶計時已結(jié)束，則鎖桿上設(shè)置一個與鎖止輪的齒配合的卡齒即可，另一端也無需設(shè)置撞錘。
[0072]過橋齒輪的作用在于減小卡齒受到的沖擊力，延長鎖止輪及鎖桿使用壽命，如不考慮此問題，可以省略過橋齒輪，直接將鎖止輪18像過橋大齒輪7那樣通過棘輪機構(gòu)6裝配在轉(zhuǎn)軸上。
[0073]扇形齒輪26通過位于其旋轉(zhuǎn)中心的軸孔套配在轉(zhuǎn)軸27的上端，扇形齒輪26尾部(與設(shè)齒的一側(cè)相對的另一側(cè))設(shè)有一以扇形齒輪旋轉(zhuǎn)中心為圓心的弧形扁孔30,扭簧28 —端29設(shè)有彎腳，彎腳29插在弧形扁孔30內(nèi)，扭簧28另一端與殼體4固定。設(shè)置弧形扁孔的效果是:扭簧的彎腳從扁孔一端到另一端的過程中，與扇形齒輪不相互作用。這種結(jié)構(gòu)可避免扇形齒輪在復(fù)位后受到扭簧不必要的作用力。
[0074]扇形齒輪26的下面，圍繞其軸孔設(shè)置兩個沿軸孔中心中心對稱的扇形槽24，一穿過轉(zhuǎn)軸27的軸心的橫銷25的兩端分別設(shè)置在兩個扇形槽24內(nèi)。橫銷25端部在扇形槽內(nèi)的自由轉(zhuǎn)動角，即為扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角。
[0075]本例中，所述扇形齒輪26的有效嚙合角(從第一齒輪一側(cè)開始嚙合到另一側(cè)脫位，扇形齒輪所轉(zhuǎn)過的角度)大于所述轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角，等于其相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角。
[0076]其工作過程如下:
a)使用閥門前，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，扇形齒輪處于反轉(zhuǎn)脫位狀態(tài)(在第一齒輪反轉(zhuǎn)方向側(cè)脫位)，扇形齒輪的弧形扁孔的正轉(zhuǎn)方向端抵壓在扭簧端部的彎腳上，扭簧發(fā)生正向形變，扭簧對扇形齒輪產(chǎn)生一正轉(zhuǎn)驅(qū)動力，使其正轉(zhuǎn)側(cè)齒抵靠在第一齒輪的齒上，如圖3所示。此時，扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)角等于其相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角與所述轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角之差。在反轉(zhuǎn)方向上相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)角等于所述轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角；
b)開始使用閥門時，正向旋轉(zhuǎn)定時器主軸，第一齒輪正轉(zhuǎn)，扇形齒輪在扭簧作用下開始與第一齒輪嚙合，并隨之正轉(zhuǎn)，當(dāng)扇形齒輪的旋轉(zhuǎn)角度等于其相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角與所述轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角之差時，扇形齒輪下面的扇形槽反轉(zhuǎn)方向側(cè)的端面與轉(zhuǎn)軸上的橫銷相接觸，此時，扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角全部在其反轉(zhuǎn)方向上，如圖4所示。扇形齒輪繼續(xù)隨第一齒輪正轉(zhuǎn)，將通過橫銷帶動轉(zhuǎn)軸開始正轉(zhuǎn)；
c)當(dāng)扇形齒輪在第一齒輪正轉(zhuǎn)方向側(cè)脫位時，扇形齒輪轉(zhuǎn)過的角度等于其相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角，則轉(zhuǎn)軸隨扇形齒輪轉(zhuǎn)過的角度剛好等于轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角，此時，閥門完全打開，扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角還是全部在其反轉(zhuǎn)方向上。并且此時，扇形齒輪的弧形扁孔的反轉(zhuǎn)方向端抵壓在扭簧端部的彎腳上，扭簧已過其正向臨界點，發(fā)生反向開變，其對扇形齒輪的作用力反向，對扇形齒輪產(chǎn)生一反轉(zhuǎn)驅(qū)動力，如圖5所示。定時器凸輪的凹口順時針轉(zhuǎn)到另一側(cè)，鎖桿端部的鎖銷抵在定時器凸輪外緣上，后一卡齒嵌入鎖止輪齒槽內(nèi)，轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)被限制，如圖15所示；
d)放開定時手柄，計時開始，第一齒輪隨主軸在定時發(fā)條作用下開始反轉(zhuǎn)，扇形齒輪在扭簧作用下開始與第一齒輪重新嚙合，并隨之反轉(zhuǎn)，當(dāng)扇形齒輪轉(zhuǎn)過的角度等于其相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角，其與第一齒輪脫離嚙合，回歸到反轉(zhuǎn)脫位狀態(tài)，如圖6所示。此時，扇形齒輪下面的扇形槽正轉(zhuǎn)方向側(cè)的端面剛好與轉(zhuǎn)軸上的橫銷相接觸，但未相互作用，扭簧返回正向形變狀態(tài)，開始對扇形齒輪產(chǎn)生一正轉(zhuǎn)驅(qū)動力。在扇形齒輪的整個反轉(zhuǎn)過程中，因為自由轉(zhuǎn)動角的存在，轉(zhuǎn)軸未發(fā)生動作；定時器凸輪上的凹槽尚未回轉(zhuǎn)到起始位，反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)狀態(tài)不變，如圖16所示；
e)計時結(jié)束，定時器凸輪凹口回歸起始位，鎖銷可自由出入凹口，轉(zhuǎn)軸在關(guān)閥發(fā)條作用下反轉(zhuǎn)，開始關(guān)閉閥門，同時通過棘輪機構(gòu)、過橋齒輪帶動鎖止輪轉(zhuǎn)動，鎖止輪齒面交替沖擊鎖銷上的兩個卡齒，鎖桿連續(xù)擺動，撞錘反復(fù)向外撞擊，如圖17、18所示。當(dāng)反轉(zhuǎn)角度達到轉(zhuǎn)軸的開關(guān)相位差角，閥門被完全關(guān)閉，此時，定時閥門各部件均回到初始狀態(tài)，扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角等于自由轉(zhuǎn)動角與所述轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角之差。在反轉(zhuǎn)方向上相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角等于所述轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角，如圖7所示。
[0077]由以上過程不難看出，在整個過程中，扇形齒輪的扇形槽正轉(zhuǎn)方向側(cè)的端面與轉(zhuǎn)軸上的橫銷始終不發(fā)生作用。也就是說，扇形齒輪相對于軸轉(zhuǎn)的自由轉(zhuǎn)動角可以更大，并不影響其作用效果，只要滿足如下條件即可:
1、在初始狀態(tài)下，當(dāng)扇形齒輪在反轉(zhuǎn)方向上脫位，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上應(yīng)當(dāng)相對于轉(zhuǎn)軸存在自由轉(zhuǎn)角(R^s)，該自由轉(zhuǎn)角等于扇形齒輪的有效嚙合角(RnsP與轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角(R^ss)之差。該條件一方面保證，扇形齒輪在復(fù)位前，不與轉(zhuǎn)軸發(fā)生作用，扇形齒輪則可以在遠小于開關(guān)閥門的扭矩的作用下即可從脫位狀態(tài)復(fù)位，實現(xiàn)與第一齒輪嚙合。另一方面保證，扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上脫位時，閥門已完全打開；
2、扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角(R)不小于扇形齒輪的有效嚙合角(R^g)。該條件保證在扇形齒輪在反轉(zhuǎn)時，不帶動轉(zhuǎn)軸提前關(guān)閉閥門；
用公式表不為:R正關(guān)>0, R正關(guān)+R開關(guān)差=R唯合，R≥ R唯合。
[0078]上述扇形齒輪與轉(zhuǎn)軸之間的傳動關(guān)系，是實現(xiàn)“設(shè)定時間同時打開閥門，計時結(jié)束前閥門不被關(guān)閉”這一目的的關(guān)鍵所在。
[0079]不難想到的是，如果作為扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)的扭簧對扇形齒輪可以產(chǎn)生足夠克服關(guān)閥發(fā)條及閥桿、閥芯摩擦阻力的扭矩，則在初始狀態(tài)下，扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上可以不具有相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)角。也就是，實現(xiàn)“設(shè)定時同時打開閥門，且計時結(jié)束前閥門不被關(guān)閉”這一目的的最低條件是:扇形齒輪的有效嚙合角(R?@)不大于扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角(R)，也不小 于轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角當(dāng)扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上脫位時，閥門打開，且此時其相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角在其反轉(zhuǎn)方向上，即，此時，扇形齒輪在反轉(zhuǎn)方向上相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)角(Rfiff)等于扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角；
用公式表不為:R≥ R ≥R開關(guān)差，R反開=R。
[0080]此外，在本例中，轉(zhuǎn)軸非閥桿，但與閥桿同軸同步轉(zhuǎn)動，其傳動效果與轉(zhuǎn)軸即為閥桿本身的效果相同，不同之處僅在于機件安裝的方便性上，轉(zhuǎn)軸上要安裝發(fā)條盤、防反轉(zhuǎn)齒輪、用于安裝定時器凸輪的筒軸等多個部件，閥桿上要連接閥芯，并設(shè)置90度開關(guān)限位結(jié)構(gòu)，如轉(zhuǎn)軸與閥桿為同一根軸，要實現(xiàn)多個部件的在同一根軸上的裝配，其整個軸的結(jié)構(gòu)將非常復(fù)雜。轉(zhuǎn)軸與閥桿分體設(shè)計，可以在設(shè)計轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)時，不用考慮閥芯、閥體等與之裝配的關(guān)系，而發(fā)條盤、防反轉(zhuǎn)齒輪、定時器凸輪筒軸等部件，可以分別從兩端裝入轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)則相對簡單。各部件的安裝也相對方便。
【權(quán)利要求】
1.一種機械式定時閥門，包括機械式定時器和閥門，所述機械式定時器包括由計時發(fā)條驅(qū)動反轉(zhuǎn)的主軸、與主軸聯(lián)動的定時器凸輪和控制主軸回轉(zhuǎn)速度的擒縱調(diào)速機構(gòu)；所述閥門由一轉(zhuǎn)軸通過正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)驅(qū)動打開或關(guān)閉，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有用于驅(qū)動轉(zhuǎn)軸反轉(zhuǎn)的關(guān)閥發(fā)條，所述轉(zhuǎn)軸通過一扇形齒輪與定時器主軸有限聯(lián)動，扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)推動脫位的扇形齒輪靠向與其連接的齒輪； 所述扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸具有一個自由轉(zhuǎn)動角，一僅限制轉(zhuǎn)軸向關(guān)閉閥門方向轉(zhuǎn)動的反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)由定時器的定時器凸輪觸發(fā)失效； 所述扇形齒輪的有效嚙合角不小于所述轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)閥門的相位差角，且不大于扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角； 當(dāng)扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上脫位時，閥門處于打開狀態(tài)，且扇形齒輪相對于轉(zhuǎn)軸的自由轉(zhuǎn)動角在其反轉(zhuǎn)方向上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，當(dāng)扇形齒輪在反轉(zhuǎn)方向上脫位，閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述扇形齒輪在正轉(zhuǎn)方向上相對于轉(zhuǎn)軸存在自由轉(zhuǎn)角，該自由轉(zhuǎn)角等于扇形齒輪的有效嚙合角與轉(zhuǎn)軸的開、關(guān)相位差角之差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述扇形齒輪通過軸孔松配合套裝在所述轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸和扇形齒輪上分別設(shè)置相互配合的限位結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述扇形齒輪通過其上的軸孔裝配在轉(zhuǎn)軸上，扇形齒輪的安裝軸孔與轉(zhuǎn)軸表面滑動配合，沿安裝軸孔邊緣設(shè)有沿圓周方向延伸的凹槽，轉(zhuǎn)軸上設(shè)有與凹槽配合的凸塊，凹槽周向?qū)挾却笥谕箟K周向?qū)挾取?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，扇形齒輪上，圍繞其軸孔設(shè)置兩個沿軸孔中心中心對稱的扇形槽，一穿過轉(zhuǎn)軸軸心的橫銷的兩端分別設(shè)置在兩個扇形槽內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述扇形齒輪復(fù)位機構(gòu)包括一扭簧，扭簧一端勾掛在扇形齒輪的尾部，另一端與定時閥門的殼體固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述定時器主軸上裝配有用于打開閥門的第一齒輪和用于驅(qū)動定時輪的第二齒輪，與定時器凸輪同軸且周向相對固定設(shè)置一第三齒輪，第一齒輪與所述扇形齒輪哨合，第二齒輪與第三齒輪哨合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，所述反轉(zhuǎn)限制機構(gòu)包括一個通過棘輪機構(gòu)與轉(zhuǎn)軸連接的鎖止輪和一個擺動設(shè)置的鎖桿；鎖止輪圓周上設(shè)齒，鎖桿第一端設(shè)有卡齒，鎖桿第二端抵靠在定時器凸輪外緣上，定時器凸輪為圓周上帶有凹口的圓盤結(jié)構(gòu)，當(dāng)定時器凸輪外緣非凹口部位對應(yīng)鎖桿第二端時，鎖桿第一端的卡齒嵌在鎖止輪的齒槽內(nèi)，當(dāng)定時器凸輪的凹口對應(yīng)鎖桿另一端時，鎖桿第二端向定時器凸輪中心擺動，鎖桿第一端的卡齒從鎖止輪的齒槽內(nèi)脫出。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的機械式定時閥門，其特征在于，棘輪機構(gòu)的棘爪設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸上，棘輪機構(gòu)的棘輪齒面傾斜方向與轉(zhuǎn)軸正轉(zhuǎn)方向相同，所述鎖止輪直接與棘輪機構(gòu)的棘輪同軸固定在一起，或者與棘輪機構(gòu)的棘輪通過一對過橋齒輪連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械式定時閥門，其特征在于，定時器凸輪和轉(zhuǎn)軸同軸心設(shè)置，定時器凸輪安裝軸中心帶通孔，轉(zhuǎn)軸由通孔穿過。
【文檔編號】F16K31/48GK103742704SQ201310472133
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】阮迪榮, 阮澤凱 申請人:阮迪榮, 阮澤凱