[發明專利]一種實現閥門平穩關閉的凸輪機構運動軌跡設計方法

有效

• 申請號: 201610373434.5
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN107448669B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 劉洋;殷亞芳;吳剛;薛光磊;范國偉;郝耀紅;郭琦
• 申請（專利權）人: 中核新能核工業工程有限責任公司
• 主分類號: F16K31/524
• 分類號: F16K31/524
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 張雅丁

本發明屬于鈾濃縮領域的六氟化鈾系統，涉及一種實現閥門平穩關閉的凸輪機構運動軌跡設計方法。凸輪機構運動軌跡包括斜直線、阿基米德螺線以及二者之間的過渡段。本發明技術方案通過合理設置凸輪運動軌跡的壓力角、阿基米德螺線升角高度、閥門關閉時閥芯在軌跡中的位置，實現了閥門的平穩關閉及可靠密封。安裝該凸輪機構運動軌跡的轉筒真空閥門已通過了多種方位的共1500次閥門啟閉動作試驗，滿足系統應用要求。

技術領域

本發明屬于鈾濃縮領域的六氟化鈾系統，涉及一種轉筒真空閥門中實現閥門平穩關閉的凸輪機構運動軌跡設計方法。

背景技術

轉筒真空閥門是鈾濃縮系統中的重要設備。此類閥門關閉動作的特點是驅動機構帶動閥芯組件旋轉90°后停止旋轉，再推動閥芯組件中的封閉盤直行至閥口，實現閥門關閉同時達到通道密封。凸輪機構的作用是設定閥芯組件運動軌跡，使閥芯組件在驅動機構的帶動下由旋轉運動變為直線運動，并在規定的時間內實現平穩關閉，達到有效密封。

凸輪機構是利用過渡斜直線及阿基米德螺線組成的軌跡將旋轉運動變為直線運動。現有小口徑閥門閥芯組件的實際運行軌跡是驅動機構帶動閥芯組件中的杠桿運動到斜直線和阿基米德螺線的過渡線位置，閥門即實現關閉，這種情況并沒有充分發揮阿基米德螺線的作用。對于小口徑轉筒真空閥門，由于閥芯質量較輕，沖擊力較小，影響并不明顯，但隨著閥門口徑的增大，閥芯質量增大，沖擊力也隨之增加，閥門關閉的平穩性將受到嚴重影響，并引起閥門通道泄漏。

因此，亟需研制一種平緩的凸輪機構運動軌跡設計方法以解決上述問題，保證閥門在規定的時間里關閉平穩、通道密封有效。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種平緩的凸輪機構運動軌跡設計方法，通過合理設定閥門關閉位置處合適的軌跡位置，確定驅動機構中主軸的旋轉角度，以保證閥門在規定的時間里關閉平穩，通道密封有效。

為了實現這一目的，本發明采取的技術方案是：

一種實現閥門平穩關閉的凸輪機構運動軌跡設計方法，凸輪機構運動軌跡包括斜直線、阿基米德螺線以及二者之間的過渡段，按照如下方法進行設計：

(1)基本設定

閥芯組件從完全打開狀態旋轉90°后停止旋轉，再推動閥芯組件中的封閉盤進行直線運動至閥口，實現閥門關閉和通道密封；

閥芯組件從完全關閉狀態推動閥芯組件中的封閉盤進行直線運動至離開閥口，然后閥芯組件再旋轉90°，實現閥門開啟；

(2)閥芯組件從完全打開狀態到閥門關閉狀態過程中的軌跡設計如下：

設定閥門的主軸從完全打開位置順時針旋轉135°時閥門關閉并達到密封；

(2.1)閥門的主軸沿順時針方向從0°旋轉到90°的過程中，閥芯組件進行旋轉運動，閥芯通道由介質流通方向旋轉到介質截斷方向，封閉盤對準閥口；

(2.2)閥門的主軸沿順時針方向從90°旋轉到112.5°的過程中，閥芯組件進行直線運動，杠桿在斜直線及斜直線與阿基米德螺線之間的過渡線位置上運動，閥芯組件中的封閉盤進行直線運動；

斜直線是凸輪軌跡中的一條與水平方向直線成40°角的直線，其起始位置是閥芯組件中杠桿運動的起點；

(2.3)閥門的主軸沿順時針方向從112.5°旋轉到135°的過程中，閥芯沿阿基米德螺旋線軌跡進行直線運動，杠桿在阿基米德螺線上運動，閥芯組件中的封閉盤進行直線運動；

(3)閥芯組件從完全關閉狀態到閥門打開狀態過程中的軌跡設計與上述步驟(2)中的軌跡設計相反。