[發明專利]直線電機和擺動缸協同驅動式閥芯閥座分離型無摩擦球閥

有效

• 申請號: 202010732646.4
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN112096902B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 田中山;袁軍;楊昌群;馮玉龍;牛道東;陳詩洋;李育特;張揚
• 申請（專利權）人: 國家石油天然氣管網集團有限公司華南分公司;西安航天遠征流體控制股份有限公司
• 主分類號: F16K5/06
• 分類號: F16K5/06;F16K5/08;F16K27/06;F16K31/04;F16K31/12
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 朱偉軍

本發明涉及無摩擦球閥領域，具體涉及一種直線電機和擺動缸協同驅動式閥芯閥座分離型無摩擦球閥，包括環形永磁體組、初級繞組塊，初級繞組塊與輸出軸相固連；輸出軸穿過固定在傳動機構安裝架上的擺動油缸后通過銷軸與錐形閥芯相固連；中空球形閥體的上端與傳動機構安裝架相固連，中空球形閥體的內部配合安裝有外球內錐形閥座，外球內錐形閥座的內部與錐形閥芯配合。本發明利用分散多動力和伺服電直驅思想，采用了特殊形式的直線電機和擺動油缸組合，共同驅動同一根輸出軸輸出動力，該輸出軸即可同時輸出直線位移和轉動兩種運動類型，由此省去了復雜的分時傳動機構，達到了更高的工作效率，且動力分散輸出使系統更加穩定可靠。

技術領域

本發明涉及無摩擦球閥領域，具體涉及一種直線電機和擺動缸協同驅動式閥芯閥座分離型無摩擦球閥。

背景技術

我國作為石油運輸、消耗大國，用于石油運輸的管道總長度已經超過2萬公里，并且呈逐年遞增趨勢。而球閥作為調節管道流量的重要部件被廣泛應用于油、氣運輸管線路中。由于球閥具有流體阻力小，啟閉速度快和操作簡單等特點，因此廣泛使用在在石油、化工、電站等行業。球閥的密封是通過球體和閥座之間預先設定的預緊力加上液體壓力在閥座密封面上引起的作用力形成的。

傳統球閥普遍存在著以下缺陷：①、在閥門的開啟與關閉過程中，球體始終與閥座緊密貼合，旋轉時摩擦力大，長期多次使用后，球體與閥座磨損現象嚴重。②、長期頻繁操作后，閥芯產生磨損使閥門在導通或關閉狀態下會產生泄露等不良狀況，使用壽命較短。③、啟閉操作十分費力，常常受到使用環境包括流動截止溫度、壓力的限制。大型的球閥其驅動裝置設計也不夠完善，減速器等部分體積較大，不利于安裝等問題都影響了其使用性能，難以滿足現代工業生產的需要。

目前市場上存在的無摩擦球閥可分為兩大類。一類是偏置式無摩擦球閥，通過偏心撥桿撥動閥芯整體沿底部中軸線產生偏移，閥芯與閥座脫離接觸，進而使得開閉閥門過程無摩擦；另一類是軌道式無摩擦球閥，此類無摩擦球閥閥芯部分多為楔形閥芯，且閥芯閥瓣分開制作，相互配合移動，可將上下豎直位移轉化為閥瓣的水平位移進而達到無摩擦的效果。上述兩大類無摩擦球閥也都存在傳動機構設計復雜，且偏置式的無摩擦偶發密封效果存在較大缺陷，不可在關鍵管路中使用。

發明內容

為解決上述背景技術中存在的問題，本發明提出一種直線電機和擺動缸協同驅動式閥芯閥座分離型無摩擦球閥，將電動直驅、分散多動力、閥芯與閥座組合可脫離的思想應用到現代的無摩擦球閥設計中，從而達到動力元件精確控制，傳動結構簡單且效率高，分散動力源輸出更加可靠，閥體開閉過程均與閥座無接觸摩擦運動的目的。

本發明實現上述功能的技術方案是：一種直線電機和擺動缸協同驅動式閥芯閥座分離型無摩擦球閥，其特殊之處在于：

包括環形永磁體組，環形永磁體組下端安裝有初級繞組塊，初級繞組塊與輸出軸相固連；

輸出軸穿過固定在傳動機構安裝架上的擺動油缸后通過銷軸與錐形閥芯相固連；

擺動油缸內部安裝有固定板以及滑環，滑環通過鍵槽與輸出軸相固連；

還包括中空球形閥體，中空球形閥體的上端與傳動機構安裝架相固連，中空球形閥體的內部配合安裝有外球內錐形閥座，外球內錐形閥座的內部與錐形閥芯配合，錐形閥芯的下端凹槽插入上端光軸下端螺紋式泄放螺栓，上端光軸下端螺紋式泄放螺栓與中空球形閥體底部螺紋配合固連。

進一步地，上述環形永磁體組下端1～2mm氣隙處安裝有初級繞組塊。

進一步地，上述初級繞組塊通過長螺栓與輸出軸相固連。

本發明的優點：

1、本發明利用分散多動力和伺服電直驅思想，采用了特殊形式的直線電機和擺動油缸組合，共同驅動同一根輸出軸輸出動力，該輸出軸即可同時輸出直線位移和轉動兩種運動類型，由此省去了復雜的分時傳動機構，達到了更高的工作效率，且動力分散輸出使系統更加穩定可靠；