本發明屬于閥門技術領域，涉及一種閥門的執行機構。

背景技術：

蝸輪驅動閥門采用蝸輪減速機構作為閥門開啟(關閉)的驅動設備，從而降低手動操作時所需的輸入扭矩，也降低了手動操作所需的輸入力，使閥門滿足相應設計標準中對于手動操作力的要求。但是，通常的蝸輪驅動閥門為人工轉動扳手控制閥門開關——這種設計結構操作時間過長，在周圍環境具有一定的危險性、不適合操作員長時間停留或管道上下游突發情況需緊急切斷介質流通的情況下造成不必要的危險和損失。

為此，人們設計了一種控制閥門開啟和閉合的致動器進行控制的裝置和方法，并申請了中國專利(申請號為：201710048498.2；其公布號為：106555903a)，其主要包括通過扁方孔和扁方軸相聯接的閥門和蝸輪減速機構、驅動蝸輪減速機構從而開啟和關閉蝸輪驅動閥門的驅動電機。相對于現有的技術而言，其控制閥門開合的自動化程度比較高，而且提升了速度。

但是，在蝸輪驅動閥門在實際應用中，有一些蝸輪驅動的大口徑閥門沒有實現高自動化的安裝，另外，在部分閥門安裝位置空間不足的情況下，沒有條件安裝由電機驅動的蝸輪驅動閥門，也不便于人工操作閥門的開合。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有技術存在的上述問題，提出了一種閥門的執行機構，所要解決的技術問題是如何同時保證提升蝸輪驅動閥門開合的速度又能盡可能的減小設備的安裝空間。

根據本發明的一方面，提供一種閥門開關，其特征在于，包括：第一蝸輪；與第一蝸輪相連接的第一蝸桿；以及與第一蝸桿相連接的第一主軸，其中，所述第一蝸輪包括軸孔，用于與閥軸連接，所述第一主軸具有第一軸頭，用于與操作裝置連接，其中，所述閥門開關用于將操作裝置繞第一軸向的轉動轉變為所述第一蝸輪繞第二軸向的轉動，并且將操作裝置的第一轉速減小為所述第一蝸輪的第二轉速。

優選地，所述操作裝置包括：手柄；以及與手柄相連接的第二主軸，其中，所述第二主軸具有第一軸孔，所述第一軸孔用于所述第一軸頭配合。

優選地，所述第一軸頭為方形軸頭，所述第一軸孔為方形軸孔。

優選地，還包括至少一個中間減速裝置，所述第一蝸桿經由所述至少一個中間減速裝置連接至所述第一主軸，從而利用所述至少一個中間減速裝置進行減速。

優選地，所述中間減速裝置包括一對蝸輪蝸桿。

優選地，所述操作裝置為電動板手，所述電動板手包括位于手柄內的電機，所述電機在工作時驅動所述第二主軸轉動。

優選地，所述第一軸孔和所述第一軸頭的尺寸經過應力校核，使得二者在應用中各方向所承受的應力滿足材料許用應力。

根據本發明的另一方面，提供一種管道系統，其特征在于，包括：管道；位于管道中的閥芯；與閥芯相連接的閥軸，所述閥軸延伸至所述管道外部，并且具有鍵槽；以及上述的閥門開關，其中，所述閥門開關的第一蝸輪與所述閥軸之間采用鍵連接，所述閥門開關用于控制所述閥芯的開合動作。

優選地，所述鍵連接包括平鍵聯接。

優選地，所述平鍵連接包括單鍵聯接、雙鍵連接、四鍵聯接或者花鍵聯接。

優選地，所述平鍵連接的鍵槽與平鍵之間過度配合。

在上述的閥門的執行機構中，所述平鍵連接為過度配合，以避免所述平鍵在閥門開關過程中因受到震動而造成脫落或因震動而影響所述平鍵的材料的力學性能穩定性，從而造成一系列負面影響。

在上述的閥門的執行機構中，所述第一蝸輪和第一蝸桿之間采用中間減速裝置控制閥門進行開啟(關閉)操作，根據閥門開關扭矩的不同選用一級、二級或者三級減速，從而降低手動操作時所需的輸入扭矩，也降低了操作所需的輸入力，使閥門滿足相應設計標準中對于手動操作力的要求。

在上述的閥門的執行機構中，所述中間減速裝置的工作原理是通過較小的扭矩輸入和較大的轉速，來獲得較大扭矩輸出并降低轉速。所以，中間減速裝置在降低了閥門開啟(關閉)操作所需輸入扭矩的同時，也增加了操作所需的時間。為了解決閥門開合操作時間過長的問題，我們采用電動扳手代替所述中間減速裝置上原本用于扭矩輸入的手輪，采用電動扳手的輸出扭矩代替人工手動操作手輪對所述中間減速裝置進行扭矩輸入。

在上述的閥門的執行機構中，將所述第一主軸上原裝的手柄或手輪拆下，并更換上特殊設計的第一軸頭。所述電動扳手的主第二主軸上安裝第一軸孔。第一軸頭與第一軸孔之間為互相配合關系，并且尺寸唯一，以滿足各個不同型號、不同位置閥門的同配性。該方頭/方孔設計為正方形，使電動扳手的輸出軸最多旋轉90°即可與中間減速裝置完成對接。

在上述的閥門的執行機構中，所述第一軸頭與第一軸孔設計時經過受力校核，二者在應用中各方向所承受的應力滿足材料需用應力，使該聯接在使用過程中不會因受力過大而遭到破壞。

在上述的閥門的執行機構中，所述電動扳手為帶電操作工具，所以應該具備有效的漏電保護；當閥門達到完全開啟(關閉)位置時，所述中間減速裝置具有機械限位功能，為了防止當所述中間減速裝置達到停止位置時所述電動扳手產生瞬間巨大的旋轉慣性將操作員擊傷，所述電動扳手應具有急停沖擊保護；部分蝸輪驅動閥門在進行開關操作時需要所述電動扳手連續長時間操作，為了防止所述電動扳手中的電機過熱發生危險，所述電動扳手需要具有電機過熱保護。

與現有技術相比，本發明通過第一軸頭和第一軸孔的相互配合方便了第一主軸和第二主軸之間的連接和拆卸，既保證了蝸輪驅動閥門開合速度的提升又盡可能的減小設備的安裝操作空間。

附圖說明

圖1是管道系統的結構示意圖。

圖2a至2d是管道系統的不同鍵連接方式的結構示意圖。

圖3a和3b分別是管道系統中第一軸頭的主視圖和俯視圖。

圖4a和4b分別是管道系統中第一軸孔的主視圖和俯視圖。

附圖標記：

101、管道；

102、閥芯；

103、閥軸；

104、鍵槽；

201、第一蝸輪；

202、中間減速裝置；

203、第一蝸桿；

204、第一主軸；

205、第一軸頭；

303、第一軸孔；

302、第二主軸；

301、手柄。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述：

圖1是管道系統的結構示意圖。該管道系統100包括管道101、位于管道中的閥芯102、與閥芯相連接的閥軸103、以及與閥軸103相連接的閥門開關。所述閥軸延伸至所述管道外部，并且具有鍵槽104，以實現與閥門開關的連接。

如上所述，閥門開關安裝在管道上。在安裝過程中，在閥軸103的鍵槽104中放置平鍵。然后，將第一蝸輪201的軸孔對準閥軸103，將二者連接在一起并且利用平鍵彼此固定位置。平鍵應與鍵槽規格、長度相對應。

該閥門開關包括第一蝸輪201、與第一蝸輪201相連接的第一蝸桿203以及與第一蝸桿203相連接的第一主軸204。所述第一主軸204具有第一軸頭205，用于與操作裝置連接。

進一步地，該閥門開關還包括至少一個中間減速裝置202。第一蝸桿203經由所述至少一個中間減速裝置202連接至第一主軸204，從而利用所述至少一個中間減速裝置202進行減速。該中間減速裝置202例如包括一對蝸輪蝸桿。

在本實施例中，如附圖2a、2b、2c和2d所示，閥門開關與所述閥門的閥桿之間采用平鍵聯接，在滿足材料許用應力和設計空間的前提下可以是單鍵聯接、雙鍵連接、四鍵聯接或者花鍵聯接。

進一步地，管道系統100還包括操作裝置。該操作裝置包括手柄301以及與手柄301相連接的第二主軸302。第二主軸302具有第一軸孔303。第一軸孔303用于第一軸頭205配合。

該操作裝置可以安裝在閥門開關上。在安裝過程中，將第一主軸204上原裝的手輪/手柄取下，露出第一主軸204端部，將第一軸頭205安裝在第一主軸204端部，安裝完成后點焊固定，注意點焊時不要影響第一軸頭205與第一主軸204的同軸度。將操作裝置的第二主軸302與第一軸孔303連接。上述安裝方法可以節約安裝的空間。

在本實施例中，如圖3a、3b和圖4a、4b所示，第一軸頭205為將第一主軸204上原裝的手柄或手輪拆下后更換的接頭，第一軸孔303是安裝在電動扳手第二主軸上的。第一軸頭205和第一軸孔303之間為互相配合關系，并且尺寸唯一，以滿足各個不同型號、不同位置閥門的同配性。該方頭/方孔設計為正方形，使電動扳手的輸出軸最多旋轉90°即可與閥門開關完成對接。

該操作裝置例如為電動板手，所述電動板手包括位于手柄內的電機，所述電機在工作時驅動所述第二主軸302轉動。

該操作裝置與閥門開關相連接。閥門開關將操作裝置繞第一軸向的轉動轉變為所述第一蝸輪繞第二軸向的轉動，并且將操作裝置的第一轉速減小為所述第一蝸輪的第二轉速，從而控制閥芯的開合動作。

本管道系統在使用時，檢查操作裝置狀態是否適合工作；手持手柄301，并控制第二主軸302位置使第一軸孔303與第一主軸204上的第一軸頭205完成對接，如無法順利對接，可以輕微旋轉第一軸孔303的角度(該角度最多不超過90°)，使其順利對接。在操作裝置為電動板手的情形下，將操作裝置插入適配電源，使得電機驅動第二主軸302轉向，第二主軸302的轉向決定了該次操作可以使閥門進行開啟行程或關閉行程。按動操作裝置開關，并用保證第二主軸302與第一主軸204保持同軸旋轉。當閥門為全關狀態時，應先將閥門手動開啟10°～15°，確保閥門上游管道壓力泄放至下游管道后，再用電動扳手進行操作閥門直至全開狀態；當閥門為全開狀態時，應先將閥門手動關閉10°～15°，確保閥門腔體內部壓力泄放后，再用電動扳手進行操作閥門直至全關狀態。上述操作方法保證了閥門開合速度的提升。

上述實施例只是本發明的舉例，盡管為說明目的公開了本發明的實施例和附圖，但是本領域的技術人員可以理解：在不脫離本發明及所附的權利要求的精神和范圍內，各種替換、變化和修改都是可能的。因此，本發明不應局限于實施例和附圖所公開的內容。