[实用新型]一种用于机械式定时阀门的阀门开关机构

说明书

技术领域

本实用新型属于阀门技术领域，涉及如何实现阀门定时关闭的技术，主要应用于燃气管道的阀门。 

背景技术

气体燃料在家庭应用上的普及，为人们的生活带来极大便利，但是一些问题也逐步显现出来。最为人们所重视的问题即安全问题，多年，人们把防范的重点放在燃料泄漏上，然而关注多年来所发生的事故反现，大多因阀门忘记关闭导致。针对这一问题，近年已有具有定时功能的阀门出现，但多采用电子式定时器，但因价格偏等原因，并未在家用上普及。而且其最大缺点是，当电池失效时，定时功能随之失效。对于容易忘记关闭阀门的用户来说，要求其按时更换电池，显然不容易做到。如不及时更换电池，定时阀门岂不形同虚设。 

此外，电子式定时器中电子元件可靠性低，容易损坏失效或受到干扰出错，而且电子元件怕水。因此电子式定时阀门可靠性很低。 

机械式定时器，主要由定时机构和擒纵调速机构两部分组成，定时机构由发条（下称计时发条）作为原动力驱动主轴回转，由凸轮作为触发机构触发执行机构在定时结束时动作，凸轮一般单独装配在凸轮轴上，凸轮轴与主轴通过齿轮传动，对于主轴定时范围不超过一周的定时器来说，凸轮也可以直接装配在主轴上。 

定时手柄一般装配在主轴上，也有部分定时器另设一个定时轴，定时轴上装配定时手柄，定时轴与主轴通过齿轮传动。 

擒纵调速机构与钟表的结构原理相同（参见天津大学精仪系计时教研室编著的《机械计时仪器》,天津科学技术出版社，天津，1980。陈昌山编著的《手表结构原理》，上海科学技术出版社，上海，1980），由摆轮游丝机构产生固定频率的摆动，通过擒纵叉将摆动传递至擒纵轮，由擒纵叉端部的两个叉瓦或圆柱销钉交替作用控制擒纵轮的转速(摆轮每摆动一次，擒纵轮转动一个齿的角度)，擒纵轮的转动由调整机构的终端调速轮通过齿轮组带动。终端调速轮与主轴通过棘轮机构（内啮合式棘轮机构）配合，主轴回转时两者联动（棘爪与棘齿啮合），擒纵叉对擒纵轮的控制最终体现在对主轴回转转速的控制上。通过手柄向发条蓄力方向旋转主轴，主轴带动凸轮转离触发相位。放开手柄，定时开始。发条驱动主轴在擒纵调速机构限制作用下缓慢回转，直到凸轮回归到触发相位，定时结束，执行机构由凸轮触发动作。 

定时器凸轮常见的有两种，一种是圆周带凸起部的常见盘式凸轮，一种是圆周上带凹口的圆盘结构。第一种是通过凸起推动执行机构完成动作，凸轮直接做为执行动作的动力源，通常用于执行机构需要的推动力较小，且执行机构动作简单的场合，如触发接触式开关。第二种是通过凹口解除对执行机构的限制，由执行机构自行完成动作，一般用于执行机构完成执行所需的动力较大或者执行动作较复杂的场合，如闹钟的定时机构的凸轮即为圆周上带凹口的圆盘结构，凹口的作用在于解除对闹钟撞锤的摆动限制。 

若将机械式定时器应用于阀门上制作成机械式定时阀门，一个核心问题在于如何实现通过定时器打开或关闭阀门。目前市面上已有的用于燃气管道上的采用机械式定时器的阀门，在阀门开关动作机构上，均由定时器凸轮提供关闭阀门的动力，这种设计主要存在两方面缺点，一方面，由于开关阀门所需要的力较大，尤其是球阀。为了定时器凸轮能提供足够大的力关闭阀门，需要为定时器配置扭力很大的发条，但发条很大的扭力仅在定时结束的短暂一刻被应用，在与关闭阀门时间相比时长几千倍的（以关闭阀门用时0.5秒，定时60分钟计算，计时过程为关闭阀门的7200倍）计时过程中，发条的大扭力毫无用处。更关键的是，发条的大扭力对擒纵调速机构的齿轮组带来了更大负担，容易导致损坏。此外，在关闭阀口的过程中，定时器凸轮与主轴之间的齿轮传动机构也需承担更大的压力，不仅对其强度要求增加，也容易损坏。另一方面，定时器凸轮的轮廓突变距离有限，一般难以满足关闭阀门所需的动作距离，还需要采用杠杆等传动机构传递放大，但杠杆的使用将大大增加产品的尺寸。 

发明内容

本实用新型目的在于，基于上述现有技术，提出一种结构紧凑可靠性更高耐用性好的用于机械式定时阀门的阀门开关机构。