[發(fā)明專利]直驅(qū)式碟簧儲能復(fù)位型直行程快速關(guān)斷執(zhí)行機構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010138194.7
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111425645A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田中山;賴少川;楊昌群;王永飛;趙升噸;牛道東;張晨;李炬森;高偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石化銷售股份有限公司華南分公司;西安交通大學(xué)
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04;F16K31/05;F16K31/50;F16K31/53;H02K3/47;H02K5/04;H02K7/116
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務(wù)所 11430
• 代理人: 朱偉軍

本發(fā)明公開了一種直驅(qū)式碟簧儲能復(fù)位型直行程快速關(guān)斷執(zhí)行機構(gòu)，包括動力機構(gòu)、動力切換機構(gòu)、傳動系統(tǒng)和儲能復(fù)位機構(gòu)；動力機構(gòu)帶動傳動系統(tǒng)實現(xiàn)行程輸出；動力機構(gòu)包括電力驅(qū)動系統(tǒng)和手動操作系統(tǒng)；動力切換機構(gòu)用于實現(xiàn)電力驅(qū)動系統(tǒng)和手動操作系統(tǒng)之間的切換；儲能復(fù)位機構(gòu)用于當(dāng)電力驅(qū)動系統(tǒng)失電時對電動執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行關(guān)斷。本發(fā)明的交流伺服電機在給電情況下電機帶動螺母轉(zhuǎn)動，從而使得絲杠上下移動，當(dāng)突然失電情況下，電機和電磁抱閘都失電，絲杠螺母處于自由移動狀態(tài)，碟簧儲能機構(gòu)釋放彈性勢能推動絲杠向上移動，從而實現(xiàn)快速關(guān)斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動執(zhí)行機構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種直驅(qū)式碟簧儲能復(fù)位型直行程快速關(guān)斷執(zhí)行機構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著我國管道建設(shè)的快速發(fā)展，實現(xiàn)油氣管道關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化的必要性日益迫切。油氣管道關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化既是國家的要求，也是輸油氣企業(yè)降低建設(shè)和運營成本的需要，其國產(chǎn)化對于降低工程造價、打破國外的產(chǎn)品壟斷和價格壁壘以及發(fā)展我們的民族產(chǎn)業(yè)、推動油氣管道裝備水平的提高具有重要意義。隨著過程自動化控制過程中的安全要求與日俱增，尤其在石油石化系統(tǒng)對大口徑閥的安全需求已十分迫切，而電動執(zhí)行器作為大口徑閥控制系統(tǒng)的終端執(zhí)行機構(gòu)，其工作的可靠性將直接影響到整個系統(tǒng)的性能水平和系統(tǒng)安全。

傳統(tǒng)電動執(zhí)行器主要包括固定殼體、電機、減速器、減速器輸出軸、螺母、絲杠以及操控電機運行的控制系統(tǒng)組成。其工作原理主要是：通過控制系統(tǒng)操控電機運動，電機帶動減速器工作，減速器輸出軸與絲杠相連接，轉(zhuǎn)動螺母從而實現(xiàn)直行程運動。但傳統(tǒng)電動執(zhí)行器存在以下缺點：①由于動力源來自于電力系統(tǒng)，當(dāng)事故或者其它原因造成電力系統(tǒng)停電時，電動執(zhí)行器不能將閥門動作到安全位置，從而造成人員傷亡和財產(chǎn)損失；②使用普通交流電機轉(zhuǎn)速無法調(diào)節(jié)，且需要減速器來降低轉(zhuǎn)速，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；③沒有手輪裝置，不能切換為手動模式操控行程上下；④使用螺母作為行程輸出端，對于螺母的加工要求增高。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種直驅(qū)式碟簧儲能復(fù)位型直行程快速關(guān)斷執(zhí)行機構(gòu)，將“交流伺服直驅(qū)”和“碟簧儲能復(fù)位”的思想應(yīng)用到傳統(tǒng)電動執(zhí)行器的設(shè)計過程中去，從而簡化電動執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)、優(yōu)化電動執(zhí)行器的使用過程、提高電動執(zhí)行器的工作效率、降低電動執(zhí)行器的能耗。

本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案是：一種直驅(qū)式碟簧儲能復(fù)位型直行程快速關(guān)斷執(zhí)行機構(gòu)，其特殊之處在于：

包括動力機構(gòu)、動力切換機構(gòu)、傳動系統(tǒng)和儲能復(fù)位機構(gòu)；

所述動力機構(gòu)帶動傳動系統(tǒng)實現(xiàn)行程輸出；

所述動力機構(gòu)包括電力驅(qū)動系統(tǒng)和手動操作系統(tǒng)；

所述動力切換機構(gòu)用于實現(xiàn)電力驅(qū)動系統(tǒng)和手動操作系統(tǒng)之間的切換；

所述儲能復(fù)位機構(gòu)用于當(dāng)電力驅(qū)動系統(tǒng)失電時對電動執(zhí)行機構(gòu)進(jìn)行關(guān)斷。

進(jìn)一步地，上述傳動機構(gòu)包括異形螺母、絲杠，異形螺母與絲杠之間螺紋連接。

進(jìn)一步地，上述電力驅(qū)動系統(tǒng)包括中間定子結(jié)構(gòu)盤式交流伺服電機，中間定子結(jié)構(gòu)盤式交流伺服電機的動力輸出端與異形螺母固連。

進(jìn)一步地，上述手動操作系統(tǒng)包括包括手輪和減速器；

所述減速器包括行星齒輪組，行星齒輪組包括行星齒輪組太陽齒輪、行星齒輪組行星小齒輪和行星齒輪架，手輪與行星齒輪組太陽齒輪相連，行星齒輪組太陽齒輪與行星齒輪組行星小齒輪之間相嚙合，行星齒輪架與行星齒輪組行星小齒輪配合。

進(jìn)一步地，上述動力切換機構(gòu)包括離合器接合套、撥叉，所述離合器接合套通過花鍵與異形螺母連接；離合器接合套可通過花鍵沿著異形螺母滑動，行星齒輪架可通過花鍵與離合器接合套結(jié)合傳遞扭矩，

撥叉與離合器接合套連接。