一种速闭机的制作方法

本发明涉及闸门控制机构，尤其涉及一种速闭机。

背景技术：

普通的闸门及启闭机一般用于管网或水处理厂的泵站等水处理或水利工程中的构筑物上，控制水流的流通。虽然工程中一般都采用双电源设计，但在实际使用过程中，双电源的相应时间也不能满足安全需要。为了防止水流冲击、倒灌等事故的发生，目前在这些紧要关口，一般都会安装速闭启闭机，为的是能在停电或人为操作的情况下，迅速切断水流，保证后续工艺、设备以及人员的安全。

目前，国内在用的速闭机数量较多，结构基本相似，但工作性能和稳定性有待进一步提高；其存在以下问题：在断电时，通常依靠重力脱开离合器，实现闸门关闭，稳定性差；各零件之间刚性连接，其通过主轴单一动作，实现闸门的启闭，难以形成轴向位移。

技术实现要素：

本发明针对以上问题，提供了一种结构精巧，响应快、性能稳定，动作可靠的速闭机。

本发明的技术方案是：包括电动执行机构，所述电动执行机构的下方设有主轴，所述主轴从上到下依次设有牙嵌式离合器、锥齿轮组、电磁制动器、齿轮传动机构和离心限速器，

所述电动执行机构通过三爪联轴器一连接牙嵌式离合器的静部，牙嵌式离合器的动部、锥齿轮组、电磁制动器的静部依次连接主轴的上轴体，电磁制动器的动部、齿轮传动机构和离心限速器依次连接主轴的下轴体；

所述齿轮传动机构包括主圆柱齿轮、从圆柱齿轮和丝杆螺旋副，所述下轴体设在主圆柱齿轮内，所述丝杆螺旋副设在从圆柱齿轮内，所述主圆柱齿轮和从圆柱齿轮相啮合，所述丝杆螺旋副包括丝杆螺母和丝杆，所述丝杆螺母固定设在从圆柱齿轮内，所述丝杆位于丝杆螺母内，所述丝杆的顶部设有缓冲器、底部连接闸门。

所述牙嵌式离合器位于上箱体内，所述上箱体呈n形，所述牙嵌式离合器的静部包括转体、线圈、转体牙嵌、外壳和固定座一，所述三爪联轴器一连接转体，所述外壳套设在转体上，所述外壳与固定座一相连，所述固定座一通过螺栓连接上箱体和电动执行机构，所述线圈位于转体和外壳之间，所述转体牙嵌连接所述转体；

所述牙嵌式离合器的动部包括牙嵌外圈、簧片、内齿圈和固定座二，所述固定座二连接上轴体，所述固定座二通过螺栓连接内齿圈，所述牙嵌外圈套设在内齿圈上，所述牙嵌外圈和内齿圈相啮合，所述簧片设在牙嵌外圈和内齿圈之间。

所述锥齿轮组设在下箱体内，所述上箱体与下箱体相连接，所述下箱体呈h形，所述下箱体的中部设有通孔，所述上轴体通过直线轴承连接在通孔内；

所述锥齿轮组位于下箱体的上口内、包括小伞齿轮、大伞齿轮、螺旋副和支承圈，所述小伞齿轮设在下箱体的一侧，所述螺旋副设在大伞齿轮内，所述螺旋副包括螺套和螺母，所述螺母固定设在大伞齿轮内，所述螺套位于螺母内，所述螺套套设在直线轴承上，所述支承圈位于牙嵌外圈和螺套之间。

所述电磁制动器位于下箱体的下口内，所述电磁制动器的动部位于电磁制动器的静部上方，所述上轴体连接在电磁制动器的动部的内孔内、且伸入电磁制动器的静部的内孔，所述上轴体的底部连接三爪联轴器二，所述下轴体的顶部连接三爪联轴器三，

所述电磁制动器的静部固定设在箱体端盖上。

所述齿轮传动机构设在箱体总成内，所述箱体端盖固定设在箱体总成上。

所述离心限速器包括转盘和若干限位块，若干限位块呈环形、均布设在箱体总成的底面，所述转盘设在下轴体的底部，所述转盘上均布设有若干固定块，所述固定块上设有滑动连接的滑块，所述滑块与限位块一一对应、且通过斜面接触连接。

所述缓冲器包括活塞杆、活塞和缸筒，所述活塞杆的一端固定连接丝杆，另一端连接活塞，所述活塞杆伸入缸筒，所述活塞位于缸筒内，所述活塞上设有排气帽，所述缸筒设在箱体总成的上部。

还包括防尘罩，所述防尘罩连接在箱体总成和缸筒之间，所述活塞杆位于防尘罩内。

还包括拉簧，所述拉簧分别连接缸筒和箱体总成。

所述三爪联轴器二和三爪联轴器三之间设有钢球。

本发明包括电动执行机构、牙嵌式离合器、锥齿轮组、电磁制动器、齿轮传动机构和离心限速器，在牙嵌式离合器与电磁制动器之间设置锥齿轮组，采用整轴滑动形式，方便手电切换操作，锥齿轮组中的小伞齿轮通过带动大伞齿轮上的螺旋副动作，螺旋副中的螺套通过支承圈带动牙嵌外圈动作，使得牙嵌式离合器啮合；同时，在簧片的作用下，可实现牙嵌式离合器脱开动作；

在电动执行机构通过手柄切换手动或电动工作时，锥齿轮组更换不同的动作形式。

电磁制动器动作时，电磁制动器的静部吸合电磁制动器的动部，使得牙嵌式离合器脱开，使得闸门具有可靠停位；

离心限速器采用可调速型式，便于不同规格之间的调整；

缓冲器通过活塞杆拉动缸筒内活塞，改变过去靠自重就位的方法，动作更稳定可靠。

本发明结构合理，闭门速度快，性能稳定，操作方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明中电磁制动器的静部的结构示意图，

图3是本发明中电磁制动器的动部的结构示意图，

图4是电磁制动器的结构示意图，

图5是三爪联轴器二和三爪联轴器三的内部结构示意图；

图中1是电动执行机构，2是主轴，21是上轴体，22是下轴体，

3是牙嵌式离合器，31是牙嵌式离合器的静部，311是转体，312是线圈，313是转体牙嵌，314是外壳，315是固定座一，

32是牙嵌式离合器的动部，321是牙嵌外圈，322是簧片，323是内齿圈，324是固定座二，

4是锥齿轮组，41是小伞齿轮，42是大伞齿轮，43是螺旋副，431是螺套，432是螺母，44是支承圈，

5是电磁制动器，51是电磁制动器的动部，52是电磁制动器的静部，

6是齿轮传动机构，61是主圆柱齿轮，62是从圆柱齿轮，63是丝杆螺旋副，631是丝杆螺母，632是丝杆，

7是离心限速器，71是转盘，72是限位块，73是固定块，74是滑块，

8是缓冲器，81是活塞杆，82是活塞，83是缸筒，84是排气帽，85是防尘罩，86是拉簧，

9是三爪联轴器一，10是上箱体，11是下箱体，12是箱体端盖，13是箱体总成，14是三爪联轴器二，15是三爪联轴器三，16是手轮，17是直线轴承，18是钢球。

具体实施方式

本发明如图1-5所示，包括电动执行机构1，所述电动执行机构的1下方设有主轴2，所述主轴从上到下依次设有牙嵌式离合器3、锥齿轮组4、电磁制动器5、齿轮传动机构6和离心限速器7，

所述电动执行机构1通过三爪联轴器一9连接牙嵌式离合器的静部31，牙嵌式离合器的动部32、锥齿轮组4、电磁制动器的静部52依次连接主轴的上轴体21，电磁制动器的动部51、齿轮传动机构6和离心限速器7依次连接主轴的下轴体22；

所述齿轮传动机构6包括主圆柱齿轮61、从圆柱齿轮62和丝杆螺旋副63，所述下轴体22设在主圆柱齿轮61内，所述丝杆螺旋副63设在从圆柱齿轮62内，所述主圆柱齿轮61和从圆柱齿轮62相啮合，所述丝杆螺旋副63包括丝杆螺母631和丝杆632，所述丝杆螺母631固定设在从圆柱齿轮62内，所述丝杆632位于丝杆螺母631内，所述丝杆的顶部设有缓冲器8、底部连接闸门。

本发明在工作中，通过电动执行机构提供动力，电动执行机构上设有手柄，可切换手动或电动操作，手动操作时，通过摇动手轮16。

牙嵌式离合器啮合状态时，电动执行机构动作，带动主轴驱动齿轮传动机构将闸门开启；脱开状态时，闸门关闭；

电磁制动器在闸门开启后动作，使得牙嵌式离合器脱开，使得制动可靠；待闸门关闭时，电磁制动器失电；

离心限速器能控制下降速度；缓冲器能有效防止自由落体冲击；

锥齿轮组使得在断电情况下，牙嵌式离合器产生通电和断电的效果。

本发明在工作中，牙嵌式离合器、电磁制动器可靠地实现上轴体的轴向移动以及复位动作，结构精巧，具有可靠的停位、动作范围。

所述牙嵌式离合器3位于上箱体10内，所述上箱体10呈n形，所述牙嵌式离合器的静部31包括转体311、线圈312、转体牙嵌313、外壳314和固定座一315，所述三爪联轴器一9连接转体311，所述外壳314套设在转体上，所述外壳314与固定座一315相连，所述固定座一315通过螺栓连接上箱体和电动执行机构，所述线圈312位于转体和外壳之间，所述转体牙嵌313连接所述转体；

所述牙嵌式离合器的动部32包括牙嵌外圈321、簧片322、内齿圈323和固定座二324，所述固定座二324连接上轴体21，所述固定座二324通过螺栓连接内齿圈323，所述牙嵌外圈321套设在内齿圈323上，所述牙嵌外圈和内齿圈相啮合，牙嵌外圈和内齿圈之间可轴向动作；所述簧片设在牙嵌外圈和内齿圈之间，起到两者复位作用。

牙嵌式离合器分动、静二部分，通电时，动、静二部分吸合联结成一体，从而传递力矩，此时，牙嵌外圈和转体牙嵌啮合动作，此时，电动执行机构通过三爪联轴器一带动转体，转体带动转体牙嵌，转体牙嵌带动牙嵌外圈，由于牙嵌外圈和内齿圈啮合，内齿圈固定在固定座二上，固定座二进而带动上轴体动作；

断电时，动、静二部分失去吸力，在簧片的作用下，转体牙嵌带动牙嵌外圈分离，牙嵌式离合器脱开。

所述锥齿轮组4设在下箱体11内，所述上箱体10与下箱体11相连接，所述下箱体呈h形，所述下箱体的中部设有通孔，所述上轴体21通过直线轴承17连接在通孔内，使得上轴体可在直线轴承内轴向窜动；

所述锥齿轮组4位于下箱体的上口内、包括小伞齿轮41、大伞齿轮42、螺旋副43和支承圈44，所述小伞齿轮41设在下箱体的一侧，所述螺旋副43设在大伞齿轮内，所述螺旋副43包括螺套431和螺母432，所述螺母固定设在大伞齿轮内，所述螺套位于螺母内，所述螺套套设在直线轴承上，所述支承圈44位于牙嵌外圈和螺套之间。

锥齿轮组在工作中，大伞齿轮可旋转、无轴向窜动，小伞齿轮整体结构装于下箱体内，当大伞齿轮旋转时带动螺旋副旋转，产生轴向位移，因而使支承圈44产生窜动，从而使牙嵌式离合器产生通电和断电的效果。

所述电磁制动器5位于下箱体11的下口内，所述电磁制动器的动部51位于电磁制动器的静部52上方，所述上轴体21连接在电磁制动器的动部的内孔内、且伸入电磁制动器的静部的内孔，所述上轴体的底部连接三爪联轴器二14，所述下轴体的顶部连接三爪联轴器三15，三爪联轴器二和三爪联轴器三之间啮合；

所述电磁制动器的静部52固定设在箱体端盖12上。

由于主轴的结构形式为分体式（即在两个三爪联轴器处分断），电磁制动器的静部即下部设有线圈和动部即上部设有摩擦铁，两者中间均为内孔，工作中，三爪联轴器三无轴向窜动，三爪联轴器二随轴有窜动，两者靠电磁吸合，靠簧片322分开。

电动状态下，牙嵌式离合器啮合工作时，将闸门升起后，电磁制动器吸合，将牙嵌式离合器脱开，起到可靠制动。其中，吸合时，带动上轴体通过固定座二带动内齿圈，使得簧片拉伸；这时，通过电磁制动器，强制将三爪联轴器二和三爪联轴器三吸合；

闸门关闭时，电磁制动器断电，在簧片322作用下，电磁制动器的动部和静部分开。

所述齿轮传动机构6设在箱体总成13内，所述箱体端盖12固定设在箱体总成上。箱体总成为速闭机主体部分，负责支承所有零部件和力矩传递（滚珠丝杠和螺母之间）。

所述离心限速器7包括转盘71和若干限位块72，若干限位块呈环形、均布设在箱体总成的底面，所述转盘71设在下轴体22的底部，所述转盘71上均布设有若干固定块73，所述固定块上设有滑动连接的滑块74，所述滑块和固定块上设有对应的滑孔，所述滑块内设有嵌块，使得滑块在离心力的作用下，能够滑动；

所述滑块与限位块一一对应、且通过斜面接触连接。采用倾斜的摩擦面，通过改变力臂的大小，从而实现速度可调。

离心限速器装于下轴体上，当转速超过一定值后，起到刹车作用，从而实现降速，与传统的离心限速器比较，主要区别是力矩（速度）可调，确保适合不同规格的需要。

所述缓冲器8包括活塞杆81、活塞82和缸筒83，所述活塞杆81的一端固定连接丝杆632，另一端连接活塞81，所述活塞杆81伸入缸筒，所述活塞位于缸筒内，所述活塞上设有排气帽84，所述缸筒83设在箱体总成的上部。

缓冲器固定于丝杠的上端，当闸门提升到位后，活塞杆应处于伸出状态，反之应处于压缩状态，传统的缓冲器靠自重实现伸出状态，往往性能不太稳定，本发明实行强制拉拽到位。

还包括防尘罩85，所述防尘罩85连接在箱体总成和缸筒之间，所述活塞杆81位于防尘罩内；起到防尘作用。

还包括拉簧86，所述拉簧86分别连接缸筒83和箱体总成13，起到可靠拉拽的效果，同时，避免因距离误差产生硬拉现象，动作稳定可靠，有效解决靠重力复位不稳定的现象。

在丝杆升起时，缸筒和活塞升起动作，设置拉簧，使得缸筒向下动作，此时，活塞位于缸筒的上部，便于丝杆下降时，起到可靠缓冲动作。

如图5所示，所述三爪联轴器二14和三爪联轴器三15之间设有钢球18；设置钢球，使得三爪联轴器二和三爪联轴器三之间方便滑动，省力、滑动可靠。

本发明的工作过程为：

1、手动工作：

当需要打开闸门时：（1）操作电动执行机构切换手柄（切换至手动）；（2）摇动锥齿轮组，使牙嵌式离合器处于啮合状态；（3）摇动电动执行机构上的手轮，将闸门升至最高处（打开状态）

当需要关闭闸门时：（1）摇动锥齿轮组，使牙嵌式离合器处于脱开状态；（2）闸门先慢后快下落，达到一定速度后，离心限速器工作，使闸门下落速度减慢后再变快重复，最终关闭。

2、电动工作：

当需要打开闸门时：（1）操作电动执行机构切换手柄（切换至电动）；（2）摇动锥齿轮组，使牙嵌式离合器处于脱开状态；（3）按下启动按钮，使牙嵌式离合器处于啮合状态，电动执行机构动作，使闸门处于完全打开位置，动作结束后，电磁制动器动作，使牙嵌式离合器处于脱开状态，制动由电磁制动器控制。

当需要关闭闸门时：（1）电磁制动器突然失电；（2）闸门先慢后快下落，达到一定速度后，离心限速器工作，使闸门下落速度减慢后再变快重复，在最终关闭的前一刹那，缓冲器工作，使闸门安全关到位。

本发明具有以下有益效果：

1、结构合理，闭门速度快，性能稳定，操作方便，可以替代现有的速闭启闭机、启闭机；

2、牙嵌式离合器与电磁制动器动作协调，有效解决了轴向窜动问题；

3、离心限速器实现了转速可调的性能，使之用途更广；

4、缓冲器采用强制拉拽形式，确保每次动作到位。