用于控制阀的驱动机构及控制阀

摘要

一种驱动机构，其具有管状壳体(10)，所述管状壳体联接到控制阀(R)并且容纳主动缸体(20)和从动缸体(30)，所述主动缸体和从动缸体相互配合并且分别联接到控制阀(R)的轮的杆(40)和密封装置(DV)。驱动机构(MA)具有：不操作状态，在所述不操作状态中，从动缸体(30)保持在控制阀(R)的关闭位置中；第一操作状态，所述第一操作状态在手动使主动缸体(20)沿着第一方向旋转时获得，并且在所述第一操作状态中，从动缸体(30)保持处于第一打开位置中，直到手动使主动缸体(20)沿着相反方向旋转，从而使从动缸体(30)返回到其关闭位置为止；和第二操作状态，所述第二操作状态通过使主动缸体(20)沿着第二方向旋转获得，并且在所述第二操作状态中，从动缸体(30)抵达第二打开位置，并且所述从动缸体从所述第二打开位置以定时的方式自动移动返回至其关闭位置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种驱动机构，所述驱动机构一般应用在控制阀中、并且更加特别地应用在混合喷口或龙头的控制阀中，以为了手动或者自动关闭控制阀。本发明还涉及一种控制阀，所述控制阀设置有所述驱动机构、并且所述控制阀包含到龙头或者与混合喷口或者其它液压装置操作和液压相联。

背景技术

如现有技术已知的那样，设计成控制水到不同的液压装置(诸如喷口、龙头等)的供应的控制阀通常具有管状体，所述管状体设置有传统的液体入口和出口、辅助开口以及内部密封支座，所述内部密封支座与密封器件操作相联，所述密封器件通过驱动机构而在控制阀的关闭位置和打开位置之间移动。

如下的驱动机构是众所周知的：所述驱动机构设计并且构造成在由用户致动时通过旋转由驱动杆和轮子形成的组件而允许不同程度地打开和关闭控制阀的密封支座。由轮的旋转所致动的这些驱动机构要求用户不仅使用他们的手来打开控制阀，而且还要求用户使用他们的手关闭控制阀。

本领域还已知一种驱动机构，所述驱动机构设计并且构造成允许手动打开控制阀，其中，用户仅仅使驱动杆轴向地并且沿着单向方向移动，而控制阀的关闭通常通过在密封支座上游和下游占支配地位的液压压力的作用而以自动且计时的方式实现。在巴西文献PI1100876-8中公开了一种呈现自动和计时关闭的驱动机构的已知构造。

尽管驱动机构被手动关闭或者以自动且计时的方式关闭这两种解决方案拥有根据用于每种操作的最适当使用条件的优势，但是它们具有如下缺点：在单种构造中，不允许获得由用户以他的选择权并根据期望用于控制阀和/或液压装置的每种操作而选择性地实现的两种操作状态。

为了顾及上述操作灵活性，提出了一种在巴西专利申请PI0805329-4A2中公开并且声明权益的构造方案。该现有文献提出了一种驱动机构，所述驱动机构能够为控制阀提供第一操作状态和第二操作状态下的两种运动，在所述第一操作状态中，控制阀自动关闭，在所述第二操作状态中，用户限定控制阀和/或液压装置的打开和关闭时间。

如在文献PI0805329-4中提出的构造方案中可见到的那样，计时(自动)关闭操作状态需要用户将轴向力施加在驱动杆上，以为了使密封元件从关闭位置移动到打开位置，其中，由作用在控制阀内部的液压力和机械力自动使与驱动杆连结的密封元件返回到关闭的控制阀位置。另一方面，由用户做出的手动关闭操作状态需要用户使驱动杆旋转地并且轴向地移动，其中，旋转移动在单个方向上方向实现，以便将驱动杆锁止在一位置中，在所述位置中，驱动杆将仅仅由用户作用通过传给驱动杆的沿着相反方向的新旋转而移动；或者通过轴向按压驱动杆、然后使其沿着相反方向旋转，直到轴向解锁释放驱动杆以便通过使驱动杆沿着与打开控制阀的方向相反的方向轴向移动而使驱动杆返回到控制阀关闭位置为止。

因此，PI0805329-4的方案需要驱动杆沿着相反方向轴向移动以提供自动关闭操作状态；并且需要使驱动杆强制性地旋转移动，用于将控制阀锁止在打开操作状态中，在所述打开操作状态中，用户手动关闭控制阀。

所述现有方案均需要驱动杆的两种不同运动，以获得两种操作状态：自动关闭和手动关闭。需要并且强制驱动杆轴向移动，以获得自动且定时的关闭操作状态。

上述现有技术方案尽管允许利用单个构造实现两种关闭操作状态，但是却具有如下缺陷：其不允许用户通过在通常终止于激活按钮的驱动杆上进行传统的手动致动来控制自动关闭控制阀的时间。在这种现有构造中，用户的致动使激活按钮从控制阀关闭位置直接向下轴向移动到轴向移动行程的最终位置，以为了获得自动关闭。在这种操作类型中，通常无法控制用于打开控制阀的轴向行程，从而使关闭时间实际上是恒定的。自动关闭条件下的操作利用驱动杆的相同最大移动来实施。用户不能以简单且符合人体工程学方式来针对相关液压装置的每种操作控制控制阀的不同关闭时间。

上述讨论的现有技术方案的另一个限制是：不允许用户在组装控制阀时或者甚至在组装控制阀之后，通过极其简单的操作将自动关闭时间缩短至用户基于计划的最大关闭时间判断的更充足的值。

发明内容

由于上述现有技术的驱动机构的操作限制，因此本发明的总体目的是提供一种具有简单和牢固构造的驱动机构，所述驱动机构易于制造而且部件数量减少，通常应用在控制阀中、并且更加特别地应用在混合喷口或者龙头的控制阀中，以便在通常承载轮子的驱动杆旋转移动时手动控制以打开控制阀、并且手动或者自动控制以关闭控制阀并且。

本发明还涉及一种控制阀，所述控制阀设置有所述驱动机构、并且被包含到龙头中或者与混合喷口或者另一种液压装置操作地且液压地相联。

本驱动机构可应用于控制阀并且包括管状壳体，所述管状壳体联接到控制阀并且容纳主动缸体和从动缸体，所述主动缸体和从动缸体相互配合并且分别联接到控制阀的轮杆和密封装置。

该驱动机构具有：不操作状态，在所述不操作状态中，从动缸体保持在控制阀关闭位置中；第一操作状态，在手动使主动缸体沿着第一方向旋转时获得所述第一操作状态，并且在所述第一操作状态中，从动缸体保持处于第一打开位置中，直到手动使主动缸体沿着相反方向旋转，从而使从动缸体返回到其关闭位置为止；和第二操作状态，通过使主动缸体沿着第二方向旋转获得所述第二操作状态，并且在所述第二操作状态中，从动缸体抵达第二打开位置，从动缸体以定时方式从所述第二打开位置自动移动返回到其关闭位置。

利用上述构造，用于驱动机构的相同构造可以以可简单拆卸的方式应用于控制阀，以为了允许用户或通过手动关闭、或通过自动且定时关闭来选择用于控制阀的操作类型，这仅仅需要选择施加到杆-轮组件的旋转方向即可。

附图说明

下文将参照以本发明的可行实施例的示例的方式给出的附图来描述本发明，并且其中：

图1示出了本发明的驱动机构的纵向截面图，其应用于以示例的方式示出的控制阀并且示出了处于不操作状态中的驱动机构和处于关闭条件中的密封装置；

图1A示出了图1的截面图，但是其中，由管状壳体和主动缸体形成的组件相对于由从动缸体和控制阀形成的组件被拆解；

图2示出了与图1的视图类似的视图，但是图2示出了处于其致动至手动关闭的第一操作状态的开始处、从而产生了控制阀的密封装置的触发密封器件的开口的驱动机构；

图2A示出了图2的一部分的放大细节，其示出了用于从动缸体的构造变形；

图3示出了与图2的视图类似的视图，但是图3示出了处于与自动且定时关闭相关的第二操作状态中的驱动机构；

图4、图5、和图6示出了联接到控制阀并且分别示出在不操作状态、与手动关闭相关的第一打开条件、和控制阀的自动且定时关闭的第二打开条件中的驱动机构的透视图；

图7示出了从动缸体的部分剖切透视图，其以分解的方式示出了轴向接合到从动缸体的密封装置的端部部分；和

图8和图9示出了沿着图7中的线VIII-VIII和IX-IX获得的从动元件的横截面图。

具体实施方式

如附图所示，本发明的驱动机构MA可应用于设置有密封装置DV的控制阀R，所述控制阀R可以具有不同的构造特征，例如，在附图的图1至图3中示出并且将在下文更加详细地描述的那些。

驱动机构MA基本包括：管状壳体10，所述管状壳体10通常为圆筒状，并且优选地由聚合材料构造，而且具有联接到控制阀R的安装端部11、以及自由端部12；主动缸体20和从动缸体30，所述主动缸体和从动缸体通常由聚合材料形成，设置在管状壳体10的内部，而且具有：推动端面20a、30a，所述推动端面保持彼此坐置且配合；和相对的端面20b、30b，所述相对的端面分别联接到驱动杆40和密封装置DV。

在示出的构造中，管状壳体10设置有两条内部纵向槽15，并且从动缸体30设置有两个外部径向凸起35，所述两个外部径向凸起中的每一个均装配到相应的纵向槽15中，以便只允许从动缸体30在管状壳体10的内部轴向移动。

驱动机构MA的构造(特别地，主动缸体20和从动缸体30的构造)被制造成允许所述驱动机构具有如下文限定的三种不同的操作状态：

-图1、1A和4所示的不操作状态，在所述不操作状态中，从动缸体30保持在控制阀R的密封装置DV的关闭位置中；

-图5所示的第一操作状态，所述第一操作状态通过手动地使杆40和主动缸体20沿着第一方向(通常为顺时针)旋转来实现，如图2和2A所示，并且在所述第一操作状态中，从动缸体30保持相对于密封装置DV的关闭位置轴向移动并且处于第一打开位置中，直到手动使杆40和主动缸体20沿着相反方向返回到图1、1A和4所示的关闭位置，从而使从动缸体30释放返回到在相同附图示出的其关闭位置中为止；和

-图3和图6所示的第二操作状态，所述第二操作状态通过使杆40和主动缸体20沿着与第一方向相反并且通常为逆时针的第二方向旋转来实现，在所述第二操作状态中，从动缸体30相对于关闭位置轴向移位地抵达第二打开位置，并且从动缸体30以计时的方式从所述第二打开位置自动移动返回到其关闭位置，从而使主动缸体20和杆40沿着所述第一方向旋转、以返回到图1、1A和4示出的不操作状态。

在附图所示的构造中，主动缸体20和从动缸体30的推动端面20a、30a分别在相对的螺旋路径中设置有第一和第二凸轮表面21、22以及第一和第二凸轮随动件表面31、32，应当注意的是，在驱动机构MA的不操作状态中，主动和从动缸体20、30的推动端面20a、30a通过使第一和第二凸轮表面21、22分别抵靠第一和第二凸轮随动件表面31、32坐置而相互配合。

因此，在手动使主动缸体20沿着通常为顺时针的第一方向旋转、以及随后沿着相反方向旋转用于使驱动机构MA从第一操作状态返回到不操作状态时，主动和从动缸体20、30的推动端面20a、30a通过使第一凸轮随动件表面31沿着第一凸轮表面21滑动而相互配合。

另一方面，在手动使主动缸体20沿着通常为逆时针的第二方向旋转以使驱动机构到达第二操作状态时、以及随后沿着第一方向自动旋转以使驱动机构MA返回到不操作状态时，主动和从动缸体20、30的推动端面20a、30a相互配合，用于使第二凸轮随动件表面32沿着第二凸轮表面22滑动。

在附图示出的优选构造中，主动缸体20的第一和第二凸轮表面21、22具有共用的第一端部21a、22a和相应的第二端部21b、22b，所述相应的第二端部21b、22b轴向地并且成角度地相互偏移。类似地，从动缸体30的第一和第二凸轮随动件表面31、32具有共用的第一端部31a、32a和相应的第二端部31b、32b，所述相应的第二端部31b、32b相互轴向地以及成角度地偏移。

上述构造允许在图4示出的驱动机构MA的不操作状态中，主动和从动缸体20、30保持稳定，其中，第一和第二凸轮表面21、22的共用的第一端部21a、22a坐置在第一和第二凸轮随动件表面31、32的共用的第一端部31a、32a上，其中，凸轮表面21、22和凸轮随动件表面31、32皆沿着相反方向并且螺旋地延伸、但是沿着相同的轴向方向延伸，所述相同的轴向方向在提出的构造中转向控制阀R。

为了确保驱动机构MA在图5示出的第一操作状态中的稳定性，主动缸体20的推动端面20a设置有第三凸轮表面23，所述第三凸轮表面从第一凸轮表面21的第二端部21b沿着圆周延伸部延伸，所述圆周延伸部覆盖第一凸轮表面21和第二凸轮表面22的第二端部21b和22b之间的成角度偏移部的至少一部分。利用这种构造，第三凸轮表面23抵靠第一和第二凸轮随动件表面31、32的共用的第一端部31a、32a坐置，从而将驱动机构MA保持在第一操作状态中并且将主动缸体20保持在密封装置DV的第一打开位置中，直到手动使主动缸体20因用户手动作用在驱动杆40上而沿着相反方向旋转，从而释放从动缸体30返回到其关闭位置为止，如图4所示。

考虑到自动关闭是定时的而非瞬间的，第二凸轮表面22具有延伸部，所述第二凸轮表面的延伸部比第一凸轮表面21的延伸部大三倍以上，如附图所示。

如图所示，主动和从动缸体20、30优选地为管状并且具有它们的推动端面20a、30a，所述推动端面的轴向投影为环状并且限定了相应的凸轮表面21、22、23和凸轮随动件表面31、32。

包含在主动缸体20中的第一和第二凸轮表面21、22的第二端部21b、22b之间的区域和包含在从动缸体30中的第一和第二凸轮随动件表面31、32的第二端部31b、32b之间的区域分别由相应的台阶部24、34限定，所述台阶部24、34彼此抵靠地坐置，从而在主动缸体20抵达第一开口位置中时限制主动缸体20沿着第一方向的旋转，如图5所示。

另一方面，主动缸体20沿着第二方向(通常为逆时针)的旋转由从动缸体30在管状壳体10内部的最大轴向移动所限制，该最大轴向移动由在从动缸体30的相对端面30b和限定在控制阀R上的止动器件MB之间的最大投影距离所限定，如下文所述。

如图所示，从动缸体30具有其延伸部的端部部分36，所述端部部分毗邻其相对的面30b、设置有减小的外部轮廓并且设置有外螺纹36a，其中，外螺纹36a啮合螺母38，所述螺母沿着端部部分36具有可调节的定位。

在图2A中示出了从动缸体30的可行构造变形方案，根据所述构造变形方案，从动缸体在端部部分36的外螺纹36a中接收套管37，所述套管具有内部螺纹并且沿着端部部分36可纵向调节其定位，而且所述套管具有自由端部边缘，所述自由端部边缘限定从动缸体30的相对端面30b。调节套管37的纵向定位允许改变从动缸体30在其关闭位置和其第二打开位置之间的轴向移动的行程。因此，能够限制控制阀的最大关闭时间，而不防止用户通过减小杆40凭借联接到杆40的轮60的角旋转来缩短更多的自动关闭时间。

为了保持主动和从动缸体20、30的推动端面20a、30a彼此坐置且配合，提供了弹簧50，所述弹簧的一个端部抵靠从动缸体30坐置而相对的端部抵靠控制阀R坐置。在提供了套管37时，弹簧50安装在套管37周围，以便使一个端部螺母38抵靠坐置而相对的端部抵靠控制阀R坐置。

提供螺母38允许调节由弹簧50施加在从动缸体30上的张力，以便给驱动机构MA提供足够的弹性力，用于使从动缸体30自动返回到图4中示出的关闭位置。

如图1、2和3所示，驱动杆40以轴向锁止并且自由旋转的方式安装通过管状壳体10的自由端部12，以便具有固定到主动缸体20的内端部41和安装有轮60的外端部42。

在示出的构造中，由螺丝45将杆40固定到主动缸体20，所述螺钉抵靠管状壳体10的自由端部12放置并且接合在杆40的螺纹内孔中，所述杆还设置有小型外周止动件46，所述外周止动件坐置于管状壳体10的自由端部12的外部。杆40的外端部42优选地带有花键，用于根据概念上众所周知的构造布置接合轮60。

为了允许驱动机构MA安装到控制阀R，管状壳体10具有其安装端部11，所述安装端部构造成以轴向并且自由旋转的方式保持安装螺母70，所述安装螺母具有圆筒形裙部71，所述圆筒形裙部内部具有螺纹并且啮合控制阀R的外螺纹91。

在示出的构造中，驱动机构MA具有其管状壳体10，所述管状壳体设置有外螺纹16，所述外螺纹从管状壳体10的自由端部12延伸，并且在外螺纹上安装有：止动螺母PR，所述止动螺母利用插入通常为弹性体的环A而坐置在台架B上；和紧固螺母PA，所述紧固螺母利用插入垫圈G而按压在台架B下面，所述管状壳体10的安装端部11设置有外周凸缘17，安装螺母70轴向保持在所述外周凸缘17中。

安装螺母70还具有使主动缸体20尽最大可能接近从动缸体30的功能。图1A示出了分开的两个组件，通过紧固安装螺母70将所述分开的两个组件结合在一起。在不致使从动缸体30中的任何轴向移动的情况下实施调节，从而能够消除所有制造间隙。

如图所示，控制阀R的外螺纹81可以限定在城堡形衬套80中，所述城堡形衬套安装在控制阀R的管状体90的辅助喷嘴91中。管状体90通常以适用于这种类型装置的任何金属合金铸造，其内部为中空的而且还设置有入口喷嘴92和出口喷嘴93。

控制阀R可以例如构造成具有在本申请人名下的专利申请PI1100876-8中描述的特征。因此，与驱动机构MA关联使用的控制阀R还可以包括密封装置DV的推动杆94，所述推动杆具有：第一端部94a，所述第一端部以同轴且可拆卸的方式固定在从动缸体30的相对端面30b中；和第二端部94b，所述第二端部固定到触发密封器件VD并且固定到控制密封器件VC，所述触发密封器件VD和所述控制密封器件VC位于控制阀R的管状体90内部并且与杆40、主动和从动缸体20、30以及推动杆94轴向对准。触发密封器件VD的构造和控制密封器件VC的构造可以以本领域中已知的不同方式实施，并且触发密封器件VD的构造和控制密封器件VC的构造不会改变驱动机构MA的基础特征。如前面已经提及的，在附图中示出的密封装置DV的构造与在专利申请PI1100876-8中已经描述的构造相同。

因此，触发密封器件VD和控制密封器件VC与相应的触发支座SD和控制支座SC结合地操作、并且与普通压力室CP结合地操作，所述触发支座SD和控制支座SC的构造和操作在本领域中也是已知的，所述普通压力室CP保持与管状体90的出口喷嘴93恒定且受限地流体连通(未示出)。

利用在此提出的构造，密封装置DV的推动杆94因从动缸体30的轴向移动而轴向移动，从而打开和关闭控制阀R，即，打开和关闭触发支座SD和控制支座SC。

如在图1A、7、8和9中可观察到的那样，通过设置安装螺母70而极大地促进了将驱动机构MA通过联接到控制阀R的台架B的安装，所述安装螺母不仅仅允许在管状壳体10和控制阀R的本体90之间的快速连接、有助于安装以及拆卸，而且所述螺纹连接还能够允许将从动缸体30的推动端面30a无间隙地坐置在主动缸体20的推动端面20a上。

所提出的构造的另一个有利方面源自于从动缸体30和密封装置DV的推动杆94的第一端部94a之间的联接系统。管状的从动缸体30在接近其相对端面30b处内径减小而且在所述区域中具有纵向狭槽，以便允许推动杆94的第一端部94a轻易地装配在其中。因此，可以通过将弹簧50定位在推动杆94的突出到控制阀R的本体90之外的部分周围而开始组装驱动机构MA。随后，从动缸体30接合到推动杆94的第一端部94a，其中，通过沿着端部部分36定位螺母36而以所需的调节压缩弹簧50。

在还设置了图2A中示出的套管37的情况下，则在初始安装驱动机构-控制阀组件之前或者之后可以调节该套管的定位，以限定驱动机构自动且定时地返回到不操作状态所需的最大时间。

一旦结束上述安装阶段，并且主动缸体20已经定位在管状壳体10的内部并且固定到杆40的内端部41，则管状壳体10可以装配通过设置在台架B中的相应孔，以便使止动螺母PR和紧固螺母PA位于台架B的相对两侧，从而将管状壳体10保持在合适位置中，其中，控制阀R已经或者还没有凭借安装螺母70联接到管状壳体10的安装端部11。然后，精加工的罩盖C可以安装在保持螺母PR上，然后轮60可以安装在杆40的外端42中。

尽管在此示出了本发明的控制阀的仅仅一个实施例，但是应当理解的是，在不背离在附属本公开的权利要求中限定的发明概念的前提下，可以对不同部件的形式和布置方案作出若干改变。