[發明專利]閥門操作機械手

在審

• 申請號: 201610531432.4
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN107559479A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 周易通;劉一謙;徐波;雷青松;李帥;吳小海;周拯曄
• 申請（專利權）人: 中核核電運行管理有限公司
• 主分類號: F16K31/60
• 分類號: F16K31/60;F16K31/53
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 高尚梅

技術領域

本發明屬于核電站運行技術領域，具體涉及一種閥門操作機械手。

背景技術

在核電廠運行崗位中，啟閉、調整手動閥門等操作是一項重要的工作。對于一些大力矩長行程手動閥門的操作時常會用到手提F扳手，純手工操作，勞動強度很大而且耗時乏味。扳閥門這類操作花費了運行人員大量時間和精力。

市場調研發現，市面上銷售的用于手動閥門的驅動裝置有英國史密斯流體控制有限公司的EasiDrive便攜式閥門驅動器，此產品需要通過機械機構固定在閥門本體上，安裝復雜，成本高，不能操作多類型閥門。此外還有WACHS公司生產的開閥器，體積巨大，效率不高，價格昂貴。市場現有產品皆不符合運行人員對閥門操作簡單、普適、便攜的使用要求。

發明內容

本發明的目的是減少核電站運行過程中手動閥門操作體力消耗，提高閥門操作速度，提供了一種閥門操作機械手。

本發明是這樣實現的：

一種閥門操作機械手，包括閥門操作適配部件、傳動部件、驅動部件、電源及控制部件和輔助部件；驅動部件安裝在輔助部件內部；傳動部件安裝在輔助部件上；電源及控制部件安裝在輔助部件和驅動部件上；操作適配部件安裝在傳動部件上；閥門操作適配部件用于實現本工具與被操作閥門對象的適配；傳動部件的功能是實現動力傳遞，提供符合設計的扭矩和轉速；驅動部件的功能是為本工具提供動力；電源及控制部件用于提供直流電源，實現啟停、轉速、 轉向控制；輔助部件的功能是提供結構支撐，保持傳動穩定和實現模式切換。

如上所述的輔助部件包括穿心齒輪箱、鎖定桿、鎖定桿卡箍和手柄；手柄整體為中空的圓柱體形，右端與傳動部件固定連接；鎖定桿卡箍設置在手柄右部的下端，其上端與手柄固定連接；鎖定桿的左部從鎖定桿卡箍中穿過；鎖定桿卡箍用于將鎖定桿固定在手柄上；穿心齒輪箱整體為中空結構，左部的上端面開有圓孔，右部的上、下端面均開有圓孔，形成穿心孔；穿心齒輪箱的左端與鎖定桿的右端固定連接。

如上所述的傳動部件包括大齒輪、小齒輪、棘輪、驅動塊、曲軸、驅動輪、行星輪、固定輪和太陽輪；行星輪、固定輪和太陽輪構成行星輪減速器；固定輪的左端固定在手柄的右端；行星輪和太陽輪位于固定輪的內部，太陽輪位于固定輪的中心位置，與行星輪嚙合；行星輪位于太陽輪的外側，與固定輪嚙合實現減速功能；曲軸的左端通過花鍵與驅動輪連接，行星輪通過驅動輪左側的三根軸連接驅動輪；驅動塊套裝在曲軸右端；驅動輪通過曲軸和驅動塊驅動棘輪在棘輪頭中轉動；棘輪的下端通過方頭套筒與小齒輪連接，方頭套筒穿過輔助部件中穿心齒輪箱左部的圓孔進入穿心齒輪箱，小齒輪安裝在方頭套筒的下端；小齒輪和大齒輪均安裝在穿心齒輪箱內，大齒輪位于小齒輪的右側，與小齒輪嚙合；大齒輪的內緣設置有環形凸起，用于固定閥門操作適配部件；大齒輪位于輔助部件中穿心齒輪箱右部穿心孔的位置；傳動部件的總減速比為60:1至900:1。

如上所述的閥門操作適配部件包括手輪適配器和輻條卡釘；手輪適配器整體為圓盤形，分為內圓和外圓，內圓和外圓為同心圓，內圓高度高于外圓，內圓和外圓之間通過均布的多根肋條連接；內圓上端面固定在傳動部件中大齒輪下端面的環狀凸起上；輻條卡釘共有多個，均布在手輪適配器的的外圓的下端 面上；輻條卡釘用于與閥門手輪固定。

如上所述的驅動部件包括直流電機及其驅動電路；直流電機設置在輔助部件手柄內部的右端，輸出端通過過盈配合與傳動部件的太陽輪連接。

如上所述的電源及控制部件包括換向鍵、點動開關、鋰電池及控制電路組成；鋰電池安裝在輔助部件手柄的左端，點動開關和控制電路安裝在手柄的內部；控制電路分別與鋰電池和驅動部件的直流電機驅動電路連接，點動開關設置在控制電路上，用于控制直流電機的開啟與關閉；換向鍵設置在棘輪頭上，用于控制棘輪的正反方向轉動。

如上所述的行星輪減速器的減速比為300:1。

如上所述的手輪適配器、輻條卡釘、穿心齒輪箱、鎖定桿、鎖定桿卡箍均采用鋁合金材料制成，大齒輪和小齒輪均采用中碳合金鋼制成，手柄采用塑料制成。

如上所述的穿心孔的直徑為25mm至58mm；手輪適配器的內圓直徑為50mm至150mm，外圓直徑為150mm至450mm，內圓高于外圓20mm至100mm；輻條卡釘的高度為10mm至55mm，輻條卡釘的數量為1至9個。

如上所述的直流電機的工作轉矩2N·m至150N·m，工作轉速1r/min至60r/min，額定功率為10W至160W；鋰電池額定電壓為4.2V至48V，容量為2000mAh至20000mAh，額定電流為2A至20A。