紧急关断阀电动装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种使用计算机控制，利用弹簧蓄能，在供电中断的情况下自动关闭/开启阀门的紧急关断阀电动装置。本发明使用的技术方案是：使用行星减速机驱动结构，在锁定弹簧的电磁制动器上面加装一个棘轮，当棘爪压在棘轮上时，可以限制弹簧工作。在蜗杆轴上装有机械离合器，在离合器闭合使手轮和蜗杆轴连接起来的同时，把棘爪压在棘轮上。通过手轮可以打开阀门并上紧弹簧，也可以关闭阀门。供电恢复后，电脑控制电磁铁吸合，拉动止动杆使棘爪释放棘轮恢复正常电动状态。电动装置的力矩控制是通过控制电磁制动器的供给电流实现的。
【专利说明】紧急关断阀电动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阀门控制装置，尤其是使用计算机控制，利用弹簧蓄能，在供电中断的情况下自动关闭/开启阀门的紧急关断阀电动装置。
【背景技术】
[0002]目前使用的使用弹簧蓄能的紧急关断阀电动装置主要有2种结构，一种结构是使用行星减速结构。这种结构利用行星减速器的特性，用带刹车装置的电动机驱动行星减速机的内齿圈，弹簧驱动行星减速机的太阳轮操纵阀门开关。使用电动机驱动阀门打开之时可以把弹簧上紧，弹簧上紧后用一个电磁制动器把弹簧锁定，弹簧锁定后相当于一个太阳轮固定的行星减速器，由电动机驱动行星减速器内齿圈操纵阀门的开关。由于电动机带刹车装置，在电动机不工作时，相当于内齿圈固定的行星减速器。断电时，电磁制动器失电释放弹簧，由弹簧驱动行星减速器的太阳轮将阀门关闭。另一种结构是在现有的部分回转阀门电动装置下面安装一个电磁离合器，电磁离合器一端与阀门电动装置输出轴连接，另一端联接一个涡卷弹簧轴，由这个轴连接到阀门驱动轴上。当正常工作时，给电磁离合器供电，将阀门电动装置的输出轴与涡卷弹簧轴连接在一起，由阀门电动装置驱动阀门工作。当故障断电的情况下，电磁离合器失电，阀门电动装置输出轴与涡卷弹簧轴脱开，涡卷弹簧驱动阀门关闭。这两种装置都有一个问题，就是在断电的情况下无法手动操作，这在调试时很不方便。特别是在特殊情况下，需要在断电状态下打开阀门时，这种结构无法实现。因此，限制了其使用范围。
【发明内容】
[0003]为了使紧急关断阀电动装置在供电故障时，还可以通过手动装置操作阀门，本发明提供一种由电脑控制的，在断电状态时可以通过手动装置操纵阀门工作的紧急关断阀电
动装置。
[0004]本发明使用的技术方案是:使用行星减速机驱动结构，电机驱动太阳轮，弹簧驱动内齿圈，使用电磁制动器通过内齿圈锁定弹簧，在电磁制动器上面加装一个棘轮，当棘爪压在棘轮上时，可以限制弹簧单向工作。在蜗杆轴的一端装有机械离合器，机械离合器的另一端连接手轮。通过一个手动杆推动拨杆，拨杆推动离合器，在离合器闭合使手轮和蜗杆轴连接起来的同时，通过一个可压缩拉杆把棘爪压在棘轮上。拨杆上装有一个带槽的止动轮，当止动轮转动时一个由弹簧和电磁铁控制的止动杆在弹簧的拉动下自动卡在止动轮的槽里，限制止动轮回转，使棘爪保持与棘轮的连接状态。通过手轮驱动蜗杆，带动行星减速器的太阳轮工作，由于棘轮阻止了弹簧的回转，因而可以打开阀门并上紧弹簧，也可以关闭阀门。在供电恢复后，电脑控制电磁铁吸合，拉动止动杆脱离止动轮，使拨杆在弹簧的作用下带动机械离合器脱离手动状态，同时拉动棘爪释放棘轮。止动杆复位后会压动一个微动开关，电脑根据微动开关信号停止电磁铁的供电，恢复正常电动状态。电脑根据力矩控制要求控制电磁制动器的电流大小，实现对电动装置的力矩控制。当弹簧锁定后，电磁制动器的供电电流决定了电磁制动器的摩擦制动力矩。当电动机驱动阀门开关时，如果力矩过载则会引起电磁制动器滑动。电脑监测弹簧和输出轴的位置，根据这些数据的变化判断出力矩是否过载，然后采取相应措施。
[0005]本发明的有益效果是:使紧急关断阀可以在断电时可以通过手动方式操作阀门，并且简化了阀门力矩的控制方式。
【专利附图】
【附图说明】
[0006]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0007]图1是本发明的外观示意图。
[0008]图2是本发明实施例的部分结构示意图。
[0009]图3是本发明的传动结构示意图。
[0010]图4是本发明中可压缩拉杆的示意图。
[0011]图5是控制电路框图。
[0012]图1中1、手动杆，2、阀体，3、手轮，23、定位螺栓。
[0013]图2中3、手轮，4、止动杆弹簧，5、止动盘，6、可压缩拉杆，7、电磁制动器，8、棘爪，
9、棘轮，10、位置输出轴，11、弹簧位置传感器，12、涡卷弹簧，13、阀门位置传感器，14、止动杆微动开关，15、电动机，16、蜗杆，17、电磁铁,18、止动杆，19、离合器蜗杆端,20、离合器手轮端，21、拨杆。
[0014]图3中1、手动杆，4、止动杆弹簧，5、止动盘，6、可压缩拉杆，7、电磁制动器，8、棘爪，9、棘轮，10、位置输出轴，11、弹簧位置传感器，12、涡卷弹簧，13、阀门位置传感器，14、止动杆微动开关，15、电动机，16、蜗杆，17、电磁铁,18、止动杆,20、离合器手轮端,21、拨杆，22、挡块，23、定位螺栓，24、行星减速器，25、涡卷弹簧齿轮，26、弹簧位置检测齿轮，27、磁铁，28、位置检测齿轮，29、增速齿轮系，30、拨杆复位弹簧，31、拨杆轴，32、手动拨块，33、蜗轮。
[0015]图4中34、滑动杆,35、外壳,36、弹簧,37、固定杆。
[0016]在图1中显示的是外观整体图，在断电情况下阀门会自动关闭，此时可以扳动手动杆(I)，转动手轮(3)打开阀门。定位螺栓(23)用于紧急关断阀电动装置输出位置定位。
[0017]在图2中可压缩拉杆(6) —端连接止动盘(5)，另一端连接棘爪(8)。参见图3，当拨杆轴(31)转动时，止动盘(5)带动可压缩拉杆(6)推动棘轮爪(8)压在棘轮(9)上。止动盘(5)上带有止动槽,止动杆弹簧(4)拉动止动杆(18),当止动杆(18)的卡钩落在止动槽里时，拨杆轴(31)无法自动返回。棘轮(9)通过齿轮系(29)和行星减速器(24)的内齿圈限制涡卷弹簧(12)只能单向运动，手动操作开阀门时可以上紧涡卷弹簧(12)，关闭时涡卷弹簧(12)不能释放。在拨杆轴(31)转动的同时推动离合器手轮端(20)与离合器蜗杆端(19)啮合，此时可以操作手轮(I)开关阀门。止动杆弹簧(4)将止动杆(18)压在止动盘(5)上，电磁铁(17)的拉杆也连接在止动杆(18)上，当供电恢复时，如果止动杆(18)的卡钩在止动盘(5)的沟槽里，由于位置关系，止动杆微动开关(14)的触点闭合，电脑可以根据此触点信号判断止动杆(18)的位置，给电磁铁(17)的供电，驱动电磁铁(17)拉动止动杆(18)，使止动杆(18)上的卡钩从止动盘(5)的卡槽脱出，参见图3，在拨杆复位弹簧(30)的作用下使拨杆(31)复位，棘爪(8)脱开棘轮(9)，如果电脑不给电磁制动器(7)供电，成为脱离状态，使涡卷弹簧(12)驱动行星减速器工作关闭阀门。拨杆(21)卡在机械离合器手轮端(20)的槽内，控制机械离合器的离合。参见图3，拨杆(21)连接在拨杆轴(31)下部，与拨杆轴(31)同步运动。离合器蜗杆端(19)安装在蜗杆(16)上，正常工作时，机械离合器出于分离状态，离合器手轮端(20)与离合器蜗杆端(19)脱开，由电动机(15)通过齿轮带动蜗杆(16)工作。
[0018]在图3中，行星减速器(24)的内齿圈外面的齿轮与装在涡卷弹簧(12)上的涡卷弹簧齿轮(25)啮合，同时还与增速齿轮系(29)啮合。蜗轮(33)与行星减速器(24)的太阳轮连在一起，电动机(15)通过齿轮驱动蜗杆(16)。涡卷弹簧(12)的上面有弹簧位置传感器(11)，通过齿轮(26)上安装的磁铁(27)检测涡卷弹簧(12)的位置。阀门位置传感器
(13)通过行星减速器(24)的位置输出轴(10)上的位置检测齿轮(28)检测输出轴位置。在行星减速器(24)的输出轴(10)下面装有挡块(22)，定位螺栓(23)安装在箱体(2)上，通过调整定位螺栓(23)，可以限定输出轴(10)的转动角度，从而控制阀门开闭位置。在增速齿轮系(29)的输出轴上安装有电磁制动器(7)和棘轮(9)。在阀门安装后的第一次工作时，在开阀门的过程中，电动机(15)通过齿轮驱动蜗杆(16)带动蜗轮(33)，驱动行星减速器(24)通过输出轴(10)打开阀门，阀门打开后电动机(15)继续工作直到上紧涡卷弹簧(12)。当控制电路通过弹簧位置传感器(11)检测到涡卷弹簧(12)上紧后，停止电动机(15)工作，并给电磁离合器(7)供电，电磁制动器(7)吸合，产生摩擦力矩，通过增速齿轮系(29)，将行星减速器(24)的内齿圈固定，形成内齿圈固定的行星减速器机。之后，电动机
(15)可以通过蜗轮(16)和行星减速器(24)的输出轴(10)对阀门进行正常的开关操作。蜗杆(16)是自锁蜗杆，当蜗杆(16)不工作时，相当于把行星减速器(24)的太阳轮固定，变成由内齿圈驱动，太阳轮固定的行星减速机。当供电故障或者计算机根据需要对阀门紧急关闭时，电磁制动器(7)的供电中断，电磁制动器(7)释放，在涡卷弹簧(12)的驱动下，关闭阀门。
[0019]拨杆轴(31)安装在手动杆(I)的轴线上部，手动拨杆(I)带动手动拨块(32)推动拨杆轴(31)转动。拨杆复位弹簧(30)的作用是在止动杆(18)托开制动盘(5)时，驱动拨杆轴(31)复位。
[0020]参见附图5，计算机根据设定力矩大小，通过供电电流控制电磁制动器(7)的摩擦力矩。在正常工作中，电磁制动器(7)通过齿轮系(29)固定住行星减速器(24)的内齿圈，电动机(15)驱动内齿圈固定的行星减速器(24)驱动阀门。如果阀门阻力矩过载，输出轴
(10)被卡死，行星减速器(24)变成行星轮架固定的减速机，当行星减速器(24)的内齿圈力矩超过电磁制动器(7)的摩擦力矩时，电磁制动器(7)将会产生相对滑动，从而引起与行星减速器(24)内齿圈啮合的涡卷弹簧(12)的位置变化。计算机根据弹簧位置传感器(11)检测信号变化判断出力矩过载，停止电动机(15)工作，并发出相应的故障信号。
[0021]图4中显示了可压缩拉杆(6)的详细结构。滑动杆(34)安装在外壳(35)内，在弹簧(36)的作用下，使拉杆达到最大长度。滑动杆(34)可以在外壳(35)内滑动。在手动工作状态，当棘轮(9)转动时，可压缩拉杆(6)补偿棘轮(9)轮齿引起的长度变化。
[0022]图5中显示了电路控制方框图。
【权利要求】
1.一种紧急关断阀电动装置，其特征是:电脑控制的，使用行星减速机结构，电机驱动太阳轮，弹簧驱动内齿圈；使用电磁制动器通过内齿圈锁定弹簧，在电磁制动器上面装有一个棘轮，当棘爪压在棘轮上时，可以限制弹簧单向工作；在蜗杆轴和手轮间装有机械离合器，用一个手动杆推动拨杆操纵离合器闭合，通过手轮操作阀门；一个由弹簧和电磁铁控制的止动杆在弹簧的拉动下可以卡在止动轮的槽里，限制止动轮转动；电磁铁吸合时可以拉动止动杆脱离止动轮，使拨杆在弹簧的作用下带动机械离合器脱离手动状态，同时拉动棘爪释放棘轮；电动装置的力矩控制是通过控制电磁制动器的供给电流实现的。
2.根据权利要求1所述的紧急关断阀电动装置，其特征是:电磁制动器轴上装有一个棘轮，在止动轮上通过一个可压缩拉杆推动棘爪压在棘轮上，可压缩拉杆补偿棘轮轮齿引起的拉杆长度变化。
3.根据权利要求1所述的紧急关断阀电动装置，其特征是:推动离合器的拨杆上装有一个带槽的止动轮，当止动轮转动时止动杆在弹簧的拉动下自动卡在止动轮的槽里，限制止动轮回转，使棘爪压在棘轮上；还有一个电磁铁连接在止动杆上，电磁铁吸合可以拉动止动杆脱离止动轮，使拨杆在弹簧的作用下带动机械离合器脱离手动状态，同时拉动棘爪释放棘轮；止动杆复位后会压动一个微动开关，给电脑提供止动杆位置信号。
4.根据权利要求1所述的紧急关断阀电动装置，其特征是:电脑根据控制力矩要求控制对电磁制动器的供给电流大小，并根据弹簧位置信号和阀门位置信号判断电动装置是否力矩过载。
【文档编号】F16K31/05GK104033642SQ201410206692
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】王庆宪, 李亚平, 杨前进 申请人:保定市新华石化设备制造有限公司, 机械科学研究总院