[發明專利]碟簧儲能復位伺服直驅式角行程快速關斷執行裝置

在審

• 申請號: 202010139435.X
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111425648A
• 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;李澤源;趙飛
• 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: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04;F16K31/05;F16K31/50;F16K31/53;H02K7/116
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 朱偉軍

本發明公開了一種碟簧儲能復位伺服直驅式角行程快速關斷執行裝置，包括動力機構、動力切換機構、傳動系統和儲能復位機構；動力機構帶動傳動系統實現行程輸出；動力機構包括電力驅動系統和手動操作系統；動力切換機構用于實現電力驅動系統和手動操作系統之間的切換；儲能復位機構用于當電力驅動系統失電時對電動執行機構進行關斷；傳動機構包括蝸輪軸、蝸桿軸、第二蝸輪，蝸輪軸上設有第一蝸輪，蝸桿軸與蝸輪軸固連，第二蝸輪與蝸桿軸嚙合。本發明將“交流伺服直驅”和“碟簧儲能”的思想應用到普通電動執行器的設計過程中去，從而使得整個電動執行器具有快速應對突發故障、提高電動執行器的工作效率、降低電動執行器的能耗。

技術領域

本發明涉及電動執行機構技術領域，具體涉及一種碟簧儲能復位伺服直驅式角行程快速關斷執行裝置。

背景技術

隨著油氣管道在工業和民用上的逐步推廣普及，油氣管道網建設發展迅速。油氣管道設備制造是重要的基礎產業和戰略性產業，推動油氣管道設備的國產化，對于保障國家能源貯備充足、戰略安全，優化能源結構，轉變能源生產與消費方式，以及提高油氣使用率，促進經濟可持續健康發展等，具有十分重要的意義。其中，與管道閥門配套的電動執行機構又在天然氣管道建設中起到了舉足輕重的作用。電動執行機構作為大口徑閥控制系統的終端執行機構，人們對其工作性能和可靠性的要求與日俱增。在一些危險性的場合，電動執行機構能夠很好的保護人身財產安全。

傳統的角行程電動執行機構主要包括普通交流電機、減速器、蝸輪蝸桿等。其主要工作原理是：利用普通交流電機作為主要動力源，通過減速器進行減速，將動力通過蝸桿傳遞到蝸輪上，蝸輪控制角行程閥。但傳統角行程電動執行器存在以下缺點：①唯一的動力源為普通交流電機，當遇到電力故障或發生緊急情況時，傳統的角行程電動執行機構無法及時關閉角行程閥，導致角行程閥長期處于開啟狀態，存在一定的危險隱患；②由于使用的是普通直流伺服電機，轉速無法進行及時的調節；③沒有手動原件，無法進行手動操控；④運行較慢，容易發生故障，對現場維護人員的技術要求就相對要高一些。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種碟簧儲能復位伺服直驅式角行程快速關斷執行裝置，將“交流伺服直驅”和“碟簧儲能”的思想應用到普通電動執行器的設計過程中去，從而使得整個電動執行器具有快速應對突發故障、提高電動執行器的工作效率、降低電動執行器的能耗。

本發明解決上述問題的技術方案是：一種碟簧儲能復位伺服直驅式角行程快速關斷執行裝置，其特殊之處在于：

包括動力機構、動力切換機構、傳動系統和儲能復位機構；

所述動力機構帶動傳動系統實現行程輸出；

所述動力機構包括電力驅動系統和手動操作系統；

所述動力切換機構用于實現電力驅動系統和手動操作系統之間的切換；

所述儲能復位機構用于當電力驅動系統失電時對電動執行機構進行關斷；

所述傳動機構包括蝸輪軸、蝸桿軸、第二蝸輪，所述蝸輪軸上設有第一蝸輪，蝸桿軸與蝸輪軸固連，第二蝸輪與蝸桿軸嚙合。

進一步地，上述電力驅動系統包括交流伺服電機，交流伺服電機的動力輸出軸為交流伺服螺桿輸出軸，動力輸出軸為交流伺服螺桿輸出軸上的螺桿部分與第一蝸輪嚙合。

進一步地，上述手動操作系統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。

進一步地，上述動力切換機構包括帶內花鍵槽的離合器接合套、手動撥叉、外花鍵軸；