[發明專利]飛輪儲能復位伺服直驅型角行程快速切斷執行機構

在審

• 申請號: 202010138663.5
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111431332A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 田中山;賴少川;楊昌群;王永飛;趙升噸;牛道東;張晨;張華鼎;呂闊
• 申請（專利權）人: 中國石化銷售股份有限公司華南分公司;西安交通大學
• 主分類號: H02K7/02
• 分類號: H02K7/02;H02K7/116;H02K7/06;H02K41/02
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 朱偉軍

本發明公開了一種飛輪儲能復位伺服直驅型角行程快速切斷執行機構，包括動力機構、傳動系統、角行程輸出組件和儲能復位機構；所述動力機構通過傳動系統帶動角行程輸出組件運動，實現行程輸出；所述儲能復位機構用于當動力機構失電時對執行機構進行關斷；所述儲能復位機構為飛輪儲能復位機構。本發明提供一種飛輪儲能復位伺服直驅型角行程快速切斷執行機構，將交流伺服直驅和飛輪儲能復位的思想應用到普通電動執行器的設計過程中去，從而簡化電動執行器的結構、優化電動執行器的使用過程、提高電動執行器的工作效率。

技術領域

本發明涉及電動執行機構技術領域，具體涉及一種飛輪儲能復位伺服直驅型角行程快速切斷執行機構。

背景技術

隨著我國管道建設的快速發展，實現油氣管道關鍵設備國產化的必要性日益迫切。油氣管道關鍵設備國產化既是國家的要求，也是輸油氣企業降低建設和運營成本的需要，其國產化對于降低工程造價、打破國外的產品壟斷和價格壁壘以及發展我們的民族產業、推動油氣管道裝備水平的提高具有重要意義。

近年來，隨著自動化控制過程中對安全要求的與日俱增，尤其在石油石化系統對大口徑閥的安全需求已十分迫切。而電動執行器作為大口徑閥控制系統的終端執行機構，其動力源來自于電力系統，當事故或者其它原因造成電力系統停電，電動執行器不能將閥門調整到安全需求位置，進而造成人員傷亡和財產損失。

傳統電動執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、蝸輪蝸桿機構以及操控電機運行的控制系統組成。其工作原理主要是：通過控制系統操控電機運動，電機帶動減速器工作，減速器輸出軸與絲杠相連接，絲杠將動力通過蝸輪蝸桿傳遞到閥門，從而實現角行程快速切斷。但傳統電動執行器存在以下缺點：①由于動力源來自于電力系統，當事故或者其它原因造成電力系統停電，電動執行器不能將閥門動作到安全需求位置，從而造成人員傷亡和財產損失；②使用普通交流電機轉速無法調節，還需要減速器來降低轉速，結構復雜；③通常斷電復位執行器大多數采用的是電池蓄能或彈簧儲能。電池蓄能復位型電動執行器應用環境溫度范圍較窄，大概在5℃～55℃。并且電池的蓄能和工作特性會隨著溫度的變化而變化。由于電池充放電次數的限制，電池蓄能復位型電動執行器的使用壽命也有限。其次鋰電池的安全性能，對制造工藝的要求更加嚴苛。而彈簧儲能復位型電動執行器結構比較復雜，制造工藝復雜，加工精度要求高，制造成本高。此外，彈簧復位瞬間沖擊力大，對構件強度要求高。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種飛輪儲能復位伺服直驅型角行程快速切斷執行機構，將交流伺服直驅和飛輪儲能復位的思想應用到普通電動執行器的設計過程中去，從而簡化電動執行器的結構、優化電動執行器的使用過程、提高電動執行器的工作效率。

本發明解決上述問題的技術方案是：一種飛輪儲能復位伺服直驅型角行程快速切斷執行機構，其特殊之處在于：

包括動力機構、傳動系統、角行程輸出組件和儲能復位機構；

所述動力機構通過傳動系統帶動角行程輸出組件運動，實現行程輸出；

所述儲能復位機構用于當動力機構失電時對執行機構進行關斷；

所述儲能復位機構為飛輪儲能復位機構。

進一步地，上述動力機構包括伺服直驅電機，所述伺服直驅電機的動力輸出端為伺服直驅電機一體式蝸桿。

進一步地，上述傳動機構包括異形絲杠、臺階形螺母、渦輪；渦輪安裝在臺階形螺母上，臺階形螺母與異形絲杠進行配合，渦輪與伺服直驅電機一體式蝸桿進行嚙合。

進一步地，上述角行程輸出組件包括直線電機動子式齒條、角行程齒輪；所述異形絲杠的一端與直線電機動子式齒條的一端固連，直線電機動子式齒條與角行程齒輪嚙合。