閥門緊急切斷裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種閥門緊急切斷裝置，包括回轉(zhuǎn)閥門電動裝置、離合器部和渦簧部，能在事故發(fā)生時，動力失效時，也能緊急自動啟或閉閥門，保障運(yùn)行安全。
【專利說明】閥門緊急切斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于供水、供熱、液化氣、天然氣、有害氣體管道等的閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種閥門緊急切斷裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]實(shí)現(xiàn)供水、供熱、液化氣、天然氣、有害氣體管道等流體介質(zhì)的接通和截斷，由閥門電動裝置及配套的閥門實(shí)現(xiàn)控制，
[0003]在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，實(shí)用新型人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:如果因發(fā)生事故，尤其是災(zāi)害性事故，供電電源突然切斷，或者控制電路故障，致使閥門電動裝置的動力失效，閥門不可緊急開啟或關(guān)閉，亦即不可接通和截斷管道內(nèi)流體介質(zhì)，使事故不能得到及時和有效的控制，或?qū)⒃斐蓢?yán)重后果。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種事故發(fā)生時，動力失效時，也能緊急自動啟或閉閥門，保障運(yùn)行安全的閥門緊急切斷裝置。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種閥門緊急切斷裝置，包括回轉(zhuǎn)閥門電動裝置、離合器部和渦簧部；
[0006]所述回轉(zhuǎn)閥門電動裝置包括殼體、主軸、偏心套、電動蝸輪、電動蝸桿、行星齒輪、靜齒輪、輸出軸，所述主軸可轉(zhuǎn)動地安裝在殼體上，所述偏心套固定在主軸上，電動蝸輪固定在偏心套上并設(shè)有電動蝸桿與電動蝸輪相嚙合，行星齒輪可轉(zhuǎn)動地套裝在偏心套上，所述偏心套安裝行星齒輪的部分的軸線與主軸的軸線有一個偏距；所述靜齒輪上設(shè)有與行星齒輪相嚙合的內(nèi)齒圈，所述靜齒輪與行星齒輪有一個齒數(shù)差；所述輸出軸與撥盤固定連接，所述撥盤通過滑塊與靜齒輪滑動連接；
[0007]所述離合器部包括電磁離合器；
[0008]所述渦簧部包括渦簧、接盤和驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸可轉(zhuǎn)動地安裝在接盤上，所述驅(qū)動軸通過電磁離合器與輸出軸連接；所述渦簧設(shè)置在接盤內(nèi)，渦簧一端與輸出軸固定連接，另一端與接盤固定連接。
[0009]所述靜齒輪外周設(shè)有外蝸輪，并設(shè)有手動蝸桿與靜齒輪的外蝸輪相嚙合。
[0010]所述滑塊為十字滑塊聯(lián)軸器，通過十字滑塊聯(lián)軸器連接靜齒輪和撥盤。
[0011]還包括驅(qū)動電動蝸輪的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括電機(jī)，所述電動蝸桿上設(shè)有蝸桿齒輪，所述電機(jī)的電機(jī)齒輪與蝸桿齒輪相嚙合。
[0012]所述主軸上設(shè)有電位器齒輪，并設(shè)有電位器與電位器齒輪相嚙合。
[0013]所述行星齒輪通過軸承套裝在偏心套上。
[0014]所述渦簧為平面渦卷彈簧，用62Si2MnA鋼帶繞制而成。
[0015]所述靜齒輪外蝸輪和手動蝸桿的螺旋線升角小于6°。
[0016]所述手動蝸桿端部設(shè)有手輪。
[0017]所述殼體上設(shè)有連接電動蝸桿內(nèi)線路的接線盒。
[0018]上述技術(shù)方案中的一個技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果，一旦發(fā)生事故，管道爆裂、有毒氣體泄漏等導(dǎo)致斷電，致使該裝置的動力失效時，電磁離合器分離，儲能的渦簧立即釋放，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，可緊急自動關(guān)閉或開啟閥門，切斷或接通供水、供熱、液化氣、天然氣、有害氣體等流體介質(zhì)的輸送，保障工業(yè)管網(wǎng)或城市生命管線的運(yùn)行安全。故障排除之后，供給或控制電源恢復(fù)，首先，應(yīng)使該裝置關(guān)閉(或開啟)到位，目的是使電磁離合器得電吸合，該裝置的控制操作則進(jìn)入正常程序。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的閥門緊急切斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為圖1的局部放大圖；
[0021 ] 圖3為圖1的A-A剖視圖；
[0022]圖4為圖3的C-C剖視圖；
[0023]圖5為圖1的B-B剖視圖；
[0024]圖6為圖1的傳動簡圖；
[0025]圖7為圖6的A向視圖；
[0026]上述圖中的標(biāo)記均為:1、主軸，2、偏心套，3、電動蝸輪，4、電動蝸桿，5、行星齒輪，
6、靜齒輪，7、手動蝸桿,8、輸出軸,9、撥盤,10、滑塊,11、連接軸，12、電磁尚合器，13、驅(qū)動軸，14、渦簧，15、接盤，16、電位器齒輪，17、電位器，18、行程控制機(jī)構(gòu)，19、接線盒，20、手輪，21、電機(jī)，22、電機(jī)齒輪，23、蝸桿齒輪。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0028]參見圖1，一種閥門緊急切斷裝置，包括回轉(zhuǎn)閥門電動裝置、離合器部和渦簧部；
[0029]1、少齒差行星齒輪減速機(jī)構(gòu):
[0030]如圖2、3、6所示，回轉(zhuǎn)閥門電動裝置包括殼體、主軸1、偏心套2、電動蝸輪3、電動蝸桿4、行星齒輪5、靜齒輪6、輸出軸8，主軸I可轉(zhuǎn)動地安裝在殼體上，偏心套2固定在主軸I上，電動蝸輪3固定在偏心套2上并設(shè)有電動蝸桿4與電動蝸輪3相嚙合，行星齒輪5可轉(zhuǎn)動地套裝在偏心套2上，偏心套2安裝行星齒輪5的部分的軸線與主軸I的軸線有一個偏距；靜齒輪6上設(shè)有與行星齒輪5相嚙合的內(nèi)齒圈,靜齒輪6與行星齒輪5有一個齒數(shù)差；輸出軸8與撥盤9固定連接，撥盤9通過滑塊10與靜齒輪6滑動連接；行星齒輪5通過軸承套裝在偏心套2上。
[0031 ] 該減速機(jī)構(gòu)由靜齒輪6 (內(nèi)齒)，行星齒輪5 (外齒)，十字滑塊，輸出軸8等七個自制件及軸承等組成，其工作原理是:當(dāng)偏心套2轉(zhuǎn)動時，迫使行星齒輪5繞固定不動的內(nèi)齒輪作行星自轉(zhuǎn)運(yùn)動(公轉(zhuǎn))，由干內(nèi)外齒輪存在著很少的齒數(shù)差，因而又使行星齒輪5繞自身軸線產(chǎn)生反向低速自轉(zhuǎn)運(yùn)動，再借助十字滑塊(平行軸間聯(lián)軸器)將自轉(zhuǎn)運(yùn)動傳給輸出軸8，達(dá)到減速目的；其速比:當(dāng)行星齒輪5Z1與固定不動的靜齒輪6Z2嚙合一周時，其速比:iH = -zl+(z2-zl)，負(fù)號表示轉(zhuǎn)向相反，根椐不同的傳動比，齒數(shù)差也可以為二齒，三齒；速比也可以分別為Zl/2，Z1/3。
[0032]少齒差行星減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計:因?qū)賰?nèi)嚙合漸開線齒輪傳動，齒數(shù)差又少，需避免各種干涉現(xiàn)象:一、要降低齒頂高系數(shù)，從齒高方向消除齒廓重疊和齒頂相碰。二、合理選擇正變位系數(shù)，增大內(nèi)輪齒間寬度，減少外齒輪齒頂部份的厚度，從齒厚方向消除齒廓重疊；同時為了嚙合的連續(xù)和平穩(wěn)，還必須具有足夠的重合系數(shù)。
[0033]該減速機(jī)構(gòu)緊湊、零件少，雖‘小巧’但不‘單薄’，體積重量比一般行星減速機(jī)構(gòu)下降60%以上，造價也相應(yīng)降低40%左右，設(shè)計時經(jīng)嚴(yán)格的強(qiáng)度校核，并數(shù)次作超負(fù)荷的破壞性試驗(yàn)，均安然無恙。
[0034]1.1、手動機(jī)構(gòu):
[0035]如圖4所不，靜齒輪6外周設(shè)有外蝸輪,并設(shè)有手動蝸桿7與靜齒輪6的外蝸輪相口四合。
[0036]少齒差行星減速機(jī)構(gòu)的靜齒輪6 (內(nèi)齒)的定位外圓上統(tǒng)制蝸輪齒，與手動蝸桿7嚙合，手動蝸桿7軸頭上裝手輪20，因螺旋線升角小于6。，該蝸桿蝸輪傳動具有自鎖性。當(dāng)行星齒輪5轉(zhuǎn)動時，靜齒輪6因手動蝸桿7的鎖緊而不能轉(zhuǎn)動，當(dāng)手動蝸桿7轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動靜齒輪6而使行星齒輪5帶動輸出軸8使閥門啟閉，這種手動機(jī)構(gòu)不需要切換，既簡單又可靠，而且轉(zhuǎn)動輕松自如。
[0037]2、離合器部
[0038]離合器部包括電磁離合器12 ;部份回轉(zhuǎn)閥門電動裝置的軸上安裝有電磁離合器12，電磁離合器12與機(jī)械式牙嵌離合器基本相同，電磁離合器12靠對磁軛內(nèi)的線圈通入24VDC的激磁電流產(chǎn)生磁場，使磁軛和銜鐵以及相連的牙齒嚙合而傳遞轉(zhuǎn)矩。軸上安裝的電磁離合器12，通電后，即可由軸同步驅(qū)動有榫孔的接頭及其連接的驅(qū)動軸13、閥桿，使閥門進(jìn)入運(yùn)行。斷電后，磁軛和銜鐵以及相連的牙齒分離，銜鐵靠彈簧復(fù)位，故軸與有榫孔的接頭及其連接的驅(qū)動軸13、閥桿等也相應(yīng)分離。有榫孔的接頭及其連接的驅(qū)動軸13、閥桿等處于無約束，如果施以外力，可使其獨(dú)自轉(zhuǎn)動。另外，電磁離合器12因用電磁力接合，可用于遠(yuǎn)距離操縱。
[0039]3、渦簧部套
[0040]如圖5所示，渦簧部包括渦簧14、接盤15和驅(qū)動軸13，驅(qū)動軸13可轉(zhuǎn)動地安裝在接盤15上，驅(qū)動軸13通過電磁離合器12與輸出軸8連接；渦簧14設(shè)置在接盤15內(nèi)，渦簧14 一端與輸出軸8固定連接，另一端與接盤15固定連接。
[0041]正常工作時，由部份回轉(zhuǎn)閥門電動裝置經(jīng)電磁離合器12驅(qū)動驅(qū)動軸13(連接閥桿)，使閥門實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，同時，與驅(qū)動軸13連接的渦簧14被繞緊或釋放，在閥門關(guān)到位(或開到位)時，渦簧14處于繞緊狀態(tài)(儲能)，一旦發(fā)生故障，電源斷失，電磁離合器12分離，有榫孔的接頭及其連接的輸出軸8、閥桿等無約束，因被繞緊在驅(qū)動軸13上的渦簧14此時釋放，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動驅(qū)動軸13 (連接閥桿)，回轉(zhuǎn)90° -0°，使閥門關(guān)閉或開啟到位，截斷或接通管道內(nèi)流體介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)管控之目的。
[0042]渦簧14為平面渦卷彈簧，用62Si2MnA鋼帶繞制而成。利用該簧在垂直于其軸的平面內(nèi)，形成扭轉(zhuǎn)力矩，借以貯存能量，應(yīng)力形式為非接觸形，其具有較高的綜合力學(xué)性能，良好的沖擊韌性，熱處理后強(qiáng)度高、性能可靠、穩(wěn)定。雖然制造工藝比較復(fù)雜，但其優(yōu)點(diǎn)是:剛度大，變形少，即使長時間處于壓縮狀態(tài)，也不致于衰減，這是圓彈簧所不能比擬的。
[0043]4、電氣控制
[0044]如圖7所示,還包括驅(qū)動電動蝸輪3的驅(qū)動裝置,驅(qū)動裝置包括電機(jī)21,電動蝸桿4上設(shè)有蝸桿齒輪23，電機(jī)21的電機(jī)齒輪22與蝸桿齒輪23相嚙合。
[0045]主軸I上設(shè)有電位器齒輪16，并設(shè)有電位器17與電位器齒輪16相嚙合。
[0046]殼體上設(shè)有連接電動蝸桿4內(nèi)線路的接線盒19。
[0047]裝置可以在現(xiàn)場控制或遠(yuǎn)程控制，既可以按開關(guān)量控制，也可以按模擬量控制，以及實(shí)現(xiàn)與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)自動控制。
[0048]根椐不同的生產(chǎn)工藝要求，管道流體介質(zhì)要控制其流量大小，對閥門開啟程度要實(shí)現(xiàn)比例調(diào)節(jié)，所以電氣控制系統(tǒng)配置有調(diào)節(jié)模塊，接收來自DCS或PLC等的DC4?20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，完成對閥門開啟程度的比例調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)模塊具有相序自動調(diào)整、比例調(diào)節(jié)、隔離放大、閥位變送、功率驅(qū)動等諸多功能，并具有缺相保護(hù)、電子互鎖保護(hù)、禁動延時保護(hù)、丟信保護(hù)、溫度保護(hù)等完善的保護(hù)功能。
[0049]5、該裝置適用條件及主要技術(shù)指標(biāo):
[0050]5.1、大氣壓力:80 ?IlOkPa ；
[0051]5.2、環(huán)境溫度:-2(TC?+6(TC ；
[0052]5.3、相對濕度:不大于 90% (+250C )；
[0053]5.4、電源:AC:380V, 50Hz ;220V，50Hz。
[0054]5.5、防護(hù)等級:IP67。
[0055]5.6、防爆型的防爆等級:ExdIIBT4。
[0056]5.7、調(diào)節(jié)型:反饋信號4_20mA，精度I %。
[0057]5.8、最大控制轉(zhuǎn)矩(N.m):50 ?100。
[0058]5.9、輸出轉(zhuǎn)速(r/min):0.5 ?4。
[0059]5.10、啟閉行程(度):0?90。
[0060]5.U、復(fù)位時間(S):彡 2。
[0061]采用上述的結(jié)構(gòu)后，該裝置與相配套的閥門組合能夠?qū)崿F(xiàn)接通和截斷管道內(nèi)流體介質(zhì)，適用于供水、供熱、液化、天然氣、有害氣體管道等的閥門控制，實(shí)現(xiàn)開、關(guān)、停。并可對閥門開啟程度實(shí)現(xiàn)比例調(diào)節(jié)，從而根椐需要控制管道流體介質(zhì)的流量大小，該裝置既可以現(xiàn)場控制，也可以遠(yuǎn)程控制，以及實(shí)現(xiàn)與計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)自動控制。
[0062]一旦發(fā)生事故，管道爆裂、有毒氣體泄漏等導(dǎo)致斷電，致使該裝置的動力失效時，電磁離合器12分離，儲能的渦簧14立即釋放，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，可緊急自動關(guān)閉或開啟閥門，切斷或接通供水、供熱、液化氣、天然氣、有害氣體等流體介質(zhì)的輸送，保障工業(yè)管網(wǎng)或城市生命管線的運(yùn)行安全。
[0063]故障排除之后，供給或控制電源恢復(fù)，首先，應(yīng)使該裝置關(guān)閉(或開啟)到位，目的是使電磁離合器12得電吸合，該裝置的控制操作則進(jìn)入正常程序。
[0064]上面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性描述，顯然本實(shí)用新型具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種閥門緊急切斷裝置，其特征在于，包括回轉(zhuǎn)閥門電動裝置、離合器部和渦簧部； 所述回轉(zhuǎn)閥門電動裝置包括殼體、主軸(I)、偏心套(2)、電動蝸輪(3)、電動蝸桿(4)、行星齒輪(5)、靜齒輪￠)、輸出軸(8)，所述主軸(I)可轉(zhuǎn)動地安裝在殼體上，所述偏心套(2)固定在主軸(I)上，電動蝸輪(3)固定在偏心套(2)上并設(shè)有電動蝸桿(4)與電動蝸輪(3)相嚙合，行星齒輪(5)可轉(zhuǎn)動地套裝在偏心套(2)上，所述偏心套(2)安裝行星齒輪(5)的部分的軸線與主軸(I)的軸線有一個偏距；所述靜齒輪(6)上設(shè)有與行星齒輪(5)相嚙合的內(nèi)齒圈，所述靜齒輪(6)與行星齒輪(5)有一個齒數(shù)差；所述輸出軸(8)與撥盤(9)固定連接，所述撥盤(9)通過滑塊(10)與靜齒輪(6)滑動連接； 所述離合器部包括電磁離合器(12)； 所述渦簧部包括渦簧(14)、接盤(15)和驅(qū)動軸(13)，所述驅(qū)動軸(13)可轉(zhuǎn)動地安裝在接盤(15)上，所述驅(qū)動軸(13)通過電磁離合器(12)與輸出軸(8)連接；所述渦簧(14)設(shè)置在接盤(15)內(nèi)，渦簧(14) 一端與輸出軸(8)固定連接，另一端與接盤(15)固定連接。
2.如權(quán)利要求1所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述靜齒輪(6)外周設(shè)有外蝸輪，并設(shè)有手動蝸桿(X)與靜齒輪(6)的外蝸輪相哨合。
3.如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述滑塊(10)為十字滑塊聯(lián)軸器，通過十字滑塊聯(lián)軸器連接靜齒輪(6)和撥盤(9)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，還包括驅(qū)動電動蝸輪(3)的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置包括電機(jī)(21)，所述電動蝸桿(4)上設(shè)有蝸桿齒輪(23)，所述電機(jī)(21)的電機(jī)齒輪(22)與蝸桿齒輪(23)相嚙合。
5.如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述主軸(I)上設(shè)有電位器齒輪(16)，并設(shè)有電位器(17)與電位器齒輪(16)相哨合。
6.如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述行星齒輪(5)通過軸承套裝在偏心套(2)上。
7.如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述渦簧(14)為平面渦卷彈簧，用62Si2MnA鋼帶繞制而成。
8.如權(quán)利要求2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述靜齒輪(6)外蝸輪和手動蝸桿(7)的螺旋線升角小于6°。
9.如權(quán)利要求8所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述手動蝸桿(7)端部設(shè)有手輪(20)。
10.如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述殼體上設(shè)有連接電動蝸桿⑷內(nèi)線路的接線盒(19)。
【文檔編號】F16K31/04GK203979575SQ201420388425
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】項(xiàng)美根, 韓新民, 項(xiàng)曉明 申請人:黃山良業(yè)閥門有限公司