專利名稱：一種方向控制閥的遠程比例操作機構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種方向控制閥的操作機構，尤其涉及一種方向控制閥的遠程比例操 作機構，具體適用于船用設備和海洋工程裝備中大流量、大通徑方向控制閥的遠程比例控 制。
背景技術：
目前，雖然市場上某些液壓品牌的方向控制閥具備了電液遙控功能，但其通徑大 都為Φ 10、Φ 16、Φ 25、Φ 30幾檔，最大額定流量只有300升或600升，1000升以上的則沒 有，應用范圍很窄，遠遠不能滿足客戶的需求，尤其是在船用設備、海洋工程裝備正在向大 型化、重型化發展的關鍵時刻，用戶對能夠滿足性能要求的大流量方向控制閥的需求更加 凸顯，尤其是對具有遠程比例遙控功能的大流量方向控制閥的需求更加迫切，因為對于船 舶機械設備而言，經常在機旁手動操作存在較大的人身安全隱患，而該問題在目前除了遠 程控制外還沒有很好的解決辦法。中國專利授權公告號為CN2314176Y，授權公告日為1999年4月14日的實用新型 專利公開了一種可控制旋轉關閉氣源的裝置，該裝置中涉及到了一種齒條、齒輪嚙合機構， 該機構通過齒條的直線運動帶動齒輪作圓周運動，再由齒輪上的軸帶動外部副捕叉運動， 齒條的兩端設置有驅動用的圓柱型螺旋復合彈簧，且在彈簧的兩端分別設置有調節螺母用 于調節彈簧的壓力和角度。雖然該實用新型中的齒條、齒輪嚙合機構能夠實現一定的遠程 控制作用，但其結構較復雜，需要兩個圓柱型螺旋復合彈簧與調節螺母來共同調節，操作較 復雜，且安裝方式固定，靈活性較差，而且圓柱型螺旋復合彈簧產生的驅動力是直線性的， 不能對控制目標進行按比例操作以實現無級改變，此外，該齒條、齒輪嚙合機構沒有必需的 密封裝置，密封效果太差，不適應于船舶上方向控制閥的使用。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術中存在的結構較復雜、靈活性較差、不能遠程比例 操作、密封效果太差的缺陷與問題，提供一種結構簡單、靈活性較強、能夠遠程比例操作、密 封效果較好的方向控制閥的遠程比例操作機構。為實現以上目的，本發明的技術解決方案是一種方向控制閥的遠程比例操作機 構，該操作機構包括互相嚙合的齒條與齒輪軸，齒條與齒輪軸均安裝于殼體的內部；
所述齒條在殼體的內部對稱安裝，齒條的左端與殼體左端之間設置有左襯套，右端與 殼體右端之間設置有右襯套，中部與齒輪軸嚙合連接，殼體左端上固定連接有左端蓋，殼體 右端上固定連接有右端蓋；
所述右端蓋的內部的兩端分別設置有左彈簧座與右彈簧座，左彈簧座、右彈簧座之間 設置有大比例彈簧，大比例彈簧的內部貫穿設置有右心軸，右心軸的一端與齒條的右端螺 紋連接，另一端與右彈簧座固定連接。所述齒條的左端與左襯套之間設置有左一 0型圈與左二 0型圈，且殼體左端與左端蓋之間設置有左三0型圈；
所述齒條的右端與右襯套之間設置有右一 0型圈與右二 0型圈，且殼體右端與右端蓋 之間設置有右三0型圈。所述齒輪軸安裝于齒條下端的殼體型腔內，且齒輪軸與齒條相互垂直嚙合。所述齒輪軸一端的短軸通過內軸承與殼體的背蓋相配合，另一端的長軸通過外軸 承與殼體的頂蓋相配合。所述齒輪軸的長軸上延伸出頂蓋外的部位通過半圓鍵與拔叉活動連接，拔叉的另 一端與方向控制閥手柄相連接。所述長軸與頂蓋之間設置有齒輪軸0型圈與油封。所述殼體與支架的內表面固定連接，且支架的外表面與托架固定連接。所述托架的另一端上設置有與安裝法藍相配合的安裝孔。與現有技術相比，本發明的有益效果為
1.由于本發明一種方向控制閥的遠程比例操作機構中主要包括垂直嚙合的齒條與 齒輪軸、殼體、大比例彈簧與彈簧座，使用中通過大比例彈簧驅動齒條以帶動齒輪軸旋轉， 再由齒輪軸通過拔叉帶動方向控制閥手柄操作，從而實現遠程控制，不僅零件較少、結構清 晰，而且操作簡易。因此本發明結構簡單、易于控制。2.由于本發明一種方向控制閥的遠程比例操作機構中的主要操作結構均設置于 殼體內，而殼體通過支架安裝于托架內，托架上設置有與安裝法藍相配合的安裝孔，使用 時，可以通過安裝法藍將本發明安裝于任何位置，擴大了應用范圍，不受應用環境的限制。 因此本發明的靈活性較強。3.由于本發明一種方向控制閥的遠程比例操作機構中采取的彈簧為大比例彈簧， 使用時，可通過輸入的連續變化壓力實現對控制目標回轉運動的無級改變，整個動作是隨 動性質，能夠實現按比例操作，控制性較強。因此本發明能夠實現遠程比例操作。4.由于本發明一種方向控制閥的遠程比例操作機構中在齒條與襯套之間設置了 密封用0型圈、在殼體兩端與左右端蓋之間設置了密封用0型圈、在齒輪軸與頂蓋之間設置 了齒輪軸0型圈與油封，這些設計增強了本發明的密封性，能夠確保本發明在船舶設備方 面的無泄露應用。因此本發明的密封性較強。5.由于本發明一種方向控制閥的遠程比例操作機構通過拔叉與方向控制閥手柄 相連接，該設計可實現對方向控制閥的遠程控制，而且當出現緊急情況時，本發明可以通過 拔叉實現與方向控制閥的安全脫離，從而保護方向控制閥。因此本發明能夠實現緊急脫離、 安全性較高。
圖1是本發明的主視圖。圖2是圖1中A-A方向的剖視圖。圖中齒條1，齒輪軸2，短軸21，長軸22，殼體3，殼體左端31，殼體右端32，背蓋 33，頂蓋34，左襯套4，左一 0型圈41，左二 0型圈42，右襯套5，右一 0型圈51，右二 0型圈 52，左端蓋6，左三0型圈61，右端蓋7，右三0型圈71，左彈簧座8，右彈簧座9，大比例彈簧 10，右心軸11，殼體型腔12，內軸承13，外軸承14，拔叉15，方向控制閥手柄16，齒輪軸0型圈17，油封18，支架19，托架20，安裝孔201，安裝法藍202。
具體實施例方式以下結合
和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
參見圖1一圖2，一種方向控制閥的遠程比例操作機構，該操作機構包括互相嚙合的齒 條1與齒輪軸2，齒條1與齒輪軸2均安裝于殼體3的內部；
所述齒條1在殼體3的內部對稱安裝，齒條1的左端與殼體左端31之間設置有左襯套 4，右端與殼體右端32之間設置有右襯套5，中部與齒輪軸2嚙合連接，殼體左端31上固定 連接有左端蓋6，殼體右端32上固定連接有右端蓋7 ；
所述右端蓋7的內部的兩端分別設置有左彈簧座8與右彈簧座9，左彈簧座8、右彈簧 座9之間設置有大比例彈簧10，大比例彈簧10的內部貫穿設置有右心軸11，右心軸11的 一端與齒條1的右端螺紋連接，另一端與右彈簧座9固定連接。所述齒條1的左端與左襯套4之間設置有左一 0型圈41與左二 0型圈42，且殼體 左端31與左端蓋6之間設置有左三0型圈61 ；
所述齒條1的右端與右襯套5之間設置有右一 0型圈51與右二 0型圈52，且殼體右端 32與右端蓋7之間設置有右三0型圈71。所述齒輪軸2安裝于齒條1下端的殼體型腔12內，且齒輪軸2與齒條1相互垂直 嚙合。所述齒輪軸2 —端的短軸21通過內軸承13與殼體3的背蓋33相配合，另一端的 長軸22通過外軸承14與殼體3的頂蓋34相配合。所述齒輪軸2的長軸22上延伸出頂蓋34外的部位通過半圓鍵與拔叉15活動連 接，拔叉15的另一端與方向控制閥手柄16相連接。所述長軸22與頂蓋34之間設置有齒輪軸0型圈17與油封18。所述殼體3與支架19的內表面固定連接，且支架19的外表面與托架20固定連接。所述托架20的另一端上設置有與安裝法藍202相配合的安裝孔201。本發明的目的是解決那些大通徑、大流量的液壓設備只存在機旁手操控制功能， 但機旁手動操作存在較大的人身安全隱患，因而需要實現對其遠程比例控制的問題，進而 設計了一種能方便實現手操開關閥的遠程比例控制的操作機構，它原理、結構簡單，使用方 便，控制效果好。本發明的主要技術解決方案是參照一般雙作用液壓缸工作原理、渦輪蝸桿傳動 原理、彈簧的胡克定律等技術，將齒輪軸通過拔叉與方向控制閥手柄連接，從而實現常規方 向手動控制閥的遠程比例控制功能，本發明不僅僅服務于方向控制閥，同樣適用于需要遠 程比例控制的其他常規開關閥或控制閥，尤其是船舶設備。安裝時，先將齒條1通過左襯套4、右襯套5對稱安裝在殼體3內，安裝時確保齒 條1在殼體3內的左右行程相等，然后將大比例彈簧10安裝在右心軸11與齒條1連接的 一側，適合的彈簧預緊力將使左彈簧座8、右彈簧座9分別與右襯套5、右端蓋7緊密貼合， 然后將齒輪軸2通過內軸承13，外軸承14與已對稱安裝好的齒條1的軸線相互垂直嚙合于 齒條1下端的殼體型腔12之中，齒輪軸2的長軸22通過頂蓋34安裝于殼體3之上，長軸 22上延伸出頂蓋34的部位活動連接有拔叉15，且在齒條1的兩端與左襯套4、右襯套5之間，殼體3的兩端與左端蓋6、右端蓋7之間，齒輪軸2與外軸承14之間設置有密封元件， 然后將殼體3通過螺釘安裝于支架19上，而支架19則通過螺釘安裝于托架20之上，拔叉 15的另一端與常規閥的手柄，如方向控制閥手柄16相連接，整個裝置不僅可以水平安裝， 而且可以通過托架20右端的安裝孔201與安裝法藍202之間的配合安裝于任意位置，但拖 架20只是本發明實際應用時的一種安裝固定零件，除了通過安裝法藍202之外，支架式安 裝也可以，此外，還可以通過電磁換向閥來驅動控制，但該種控制方式必須借助角度或直線 位置反饋裝置。使用時，通過作用于齒條1端部的可控液壓力、大比例彈簧10的彈簧力和齒輪軸 2作用于齒條1上的反力動態平衡，實現對齒條1的在允許范圍內的任意位置直線行程控 制，從而使其帶動齒輪軸2轉動，再由齒輪軸2上的長軸22通過拔叉15帶動常規開關閥或 手操閥的控制手柄，如方向控制閥手柄16，進而使其按比例轉動，實現對常規閥的遠程比例 控制，齒條1的左右運動性能以及左右行程相同的設計能夠實現對方向控制閥手柄16的 雙向比例控制，該種比例控制可通過輸入的連續變化壓力實現對控制目標回轉運動的無級 改變，整個動作是隨動性質，控制性較強，另外，本操作機構能夠在緊急情況下，通過拔叉15 實現與控制裝置的脫離，從而對控制裝置起保護作用。由上可見，本發明不僅結構簡單、靈活性較強，而且密封性較強、能夠實現遠程比 例操作、安全性較高。
權利要求
一種方向控制閥的遠程比例操作機構，該操作機構包括互相嚙合的齒條(1)與齒輪軸(2)，且齒條(1)與齒輪軸(2)均安裝于殼體(3)的內部，其特征在于所述齒條(1)在殼體(3)的內部對稱安裝，齒條(1)的左端與殼體左端(31)之間設置有左襯套(4)，右端與殼體右端(32)之間設置有右襯套(5)，中部與齒輪軸(2)嚙合連接，殼體左端(31)上固定連接有左端蓋(6)，殼體右端(32)上固定連接有右端蓋(7)；所述右端蓋(7)的內部的兩端分別設置有左彈簧座(8)與右彈簧座(9)，左彈簧座(8)、右彈簧座(9)之間設置有大比例彈簧(10)，大比例彈簧(10)的內部貫穿設置有右心軸(11)，右心軸(11)的一端與齒條(1)的右端螺紋連接，另一端與右彈簧座(9)固定連接。
2.根據權利要求1所述的一種方向控制閥的遠程比例操作機構，其特征在于所述齒條(1)的左端與左襯套(4)之間設置有左一 0型圈(41)與左二 0型圈(42)，且 殼體左端(31)與左端蓋(6 )之間設置有左三0型圈(61)；所述齒條(1)的右端與右襯套(5)之間設置有右一 0型圈(51)與右二 0型圈(52)，且 殼體右端(32)與右端蓋(7)之間設置有右三0型圈(71)。
3.根據權利要求1或2所述的一種方向控制閥的遠程比例操作機構，其特征在于所 述齒輪軸(2)安裝于齒條(1)下端的殼體型腔(12)內，且齒輪軸(2)與齒條(1)相互垂直 嚙合。
4.根據權利要求3所述的一種方向控制閥的遠程比例操作機構，其特征在于所述齒 輪軸(2)—端的短軸(21)通過內軸承(13)與殼體(3)的背蓋(33)相配合，另一端的長軸 (22)通過外軸承(14)與殼體(3)的頂蓋(34)相配合。
5.根據權利要求4所述的一種方向控制閥的遠程比例操作機構，其特征在于所述齒 輪軸(2)的長軸(22)上延伸出頂蓋(34)外的部位通過半圓鍵與拔叉(15)活動連接，拔叉 (15)的另一端與方向控制閥手柄(16)相連接。
6.根據權利要求4或5所述的一種方向控制閥的遠程比例操作機構，其特征在于所 述長軸(22)與頂蓋(34)之間設置有齒輪軸0型圈(17)與油封(18)。
7.根據權利要求4或5所述的一種方向控制閥的遠程比例操作機構，其特征在于所 述殼體(3)與支架(19)的內表面固定連接，支架(19)的外表面與托架(20)固定連接。
8.根據權利要求7所述的一種方向控制閥的遠程比例操作機構，其特征在于所述托 架(20)的另一端上設置有與安裝法藍(202)相配合的安裝孔(201)。
全文摘要
一種方向控制閥的遠程比例操作機構，包括位于殼體內部的互相嚙合的齒條與齒輪軸，齒條在殼體內部對稱安裝，其左右兩端通過左襯套、右襯套與殼體相配合，其下端與齒輪軸垂直嚙合連接，齒條的右端設置有左彈簧座、右彈簧座，兩彈簧座之間設置有大比例彈簧，大比例彈簧通過右心軸與齒條的右端螺紋連接，齒輪軸通過撥叉與方向控制閥手柄相連接，殼體通過支架與托架相連接，托架的另一端上設置有與安裝法蘭相配合的安裝孔，且在齒條與左右襯套之間、殼體與左右端蓋之間、齒輪軸與外軸承之間設置有密封元件。不僅結構簡單、靈活性較強，而且密封性較強、能夠實現遠程比例操作、安全性較高。
文檔編號F15B13/02GK101900221SQ20101025881
公開日2010年12月1日 申請日期2010年8月20日 優先權日2010年8月20日
發明者任建輝, 徐兵, 李劼人, 楊振華, 熊小平, 王榮軍, 鄧規勇 申請人:武漢船用機械有限責任公司