一種閥門緊急切斷裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種閥門緊急切斷裝置，包括回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置、離合器部和渦簧部，能在事故發(fā)生時(shí)，動(dòng)力失效時(shí)，也能緊急自動(dòng)啟或閉閥門，保障運(yùn)行安全。
【專利說明】一種閥門緊急切斷裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于供水、供熱、液化氣、天然氣、有害氣體管道等的閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉 及一種閥門緊急切斷裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 實(shí)現(xiàn)供水、供熱、液化氣、天然氣、有害氣體管道等流體介質(zhì)的接通和截?cái)啵砷y門 電動(dòng)裝置及配套的閥門實(shí)現(xiàn)控制，
[0003] 在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題：如果因發(fā)生事 故，尤其是災(zāi)害性事故，供電電源突然切斷，或者控制電路故障，致使閥門電動(dòng)裝置的動(dòng)力 失效，閥門不可緊急開啟或關(guān)閉，亦即不可接通和截?cái)喙艿纼?nèi)流體介質(zhì)，使事故不能得到及 時(shí)和有效的控制，或?qū)⒃斐蓢?yán)重后果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種事故發(fā)生時(shí)，動(dòng)力失效時(shí)，也能緊急自動(dòng) 啟或閉閥門，保障運(yùn)行安全的閥門緊急切斷裝置。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種閥門緊急切斷裝置，包 括回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置、離合器部和渦簧部；
[0006] 所述回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置包括殼體、主軸、偏心套、電動(dòng)蝸輪、電動(dòng)蝸桿、行星齒輪、 靜齒輪、輸出軸，所述主軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在殼體上，所述偏心套固定在主軸上，電動(dòng)蝸輪固 定在偏心套上并設(shè)有電動(dòng)蝸桿與電動(dòng)蝸輪相嚙合，行星齒輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在偏心套上，所 述偏心套安裝行星齒輪的部分的軸線與主軸的軸線有一個(gè)偏距；所述靜齒輪上設(shè)有與行星 齒輪相嚙合的內(nèi)齒圈，所述靜齒輪與行星齒輪有一個(gè)齒數(shù)差；所述輸出軸與撥盤固定連接， 所述撥盤通過滑塊與靜齒輪滑動(dòng)連接；
[0007] 所述離合器部包括電磁離合器；
[0008] 所述渦簧部包括渦簧、接盤和驅(qū)動(dòng)軸，所述驅(qū)動(dòng)軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在接盤上，所述驅(qū) 動(dòng)軸通過電磁離合器與輸出軸連接；所述渦簧設(shè)置在接盤內(nèi)，渦簧一端與輸出軸固定連接， 另一端與接盤固定連接。
[0009] 所述靜齒輪外周設(shè)有外蝸輪，并設(shè)有手動(dòng)蝸桿與靜齒輪的外蝸輪相嚙合。
[0010] 所述滑塊為十字滑塊聯(lián)軸器，通過十字滑塊聯(lián)軸器連接靜齒輪和撥盤。
[0011] 還包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)蝸輪的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)，所述電動(dòng)蝸桿上設(shè)有 蝸桿齒輪，所述電機(jī)的電機(jī)齒輪與蝸桿齒輪相嚙合。
[0012] 所述主軸上設(shè)有電位器齒輪，并設(shè)有電位器與電位器齒輪相嚙合。
[0013] 所述行星齒輪通過軸承套裝在偏心套上。
[0014] 所述渦簧為平面渦卷彈簧，用62Si2MnA鋼帶繞制而成。
[0015] 所述靜齒輪外蝸輪和手動(dòng)蝸桿的螺旋線升角小于6°。
[0016] 所述手動(dòng)蝸桿端部設(shè)有手輪。
[0017] 所述殼體上設(shè)有連接電動(dòng)蝸桿內(nèi)線路的接線盒。
[0018] 上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果，一旦發(fā)生事故，管道 爆裂、有毒氣體泄漏等導(dǎo)致斷電，致使該裝置的動(dòng)力失效時(shí)，電磁離合器分離，儲(chǔ)能的渦簧 立即釋放，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，可緊急自動(dòng)關(guān)閉或開啟閥門，切斷或接通供水、供熱、液化氣、天 然氣、有害氣體等流體介質(zhì)的輸送，保障工業(yè)管網(wǎng)或城市生命管線的運(yùn)行安全。故障排除之 后，供給或控制電源恢復(fù)，首先，應(yīng)使該裝置關(guān)閉（或開啟）到位，目的是使電磁離合器得電 吸合，該裝置的控制操作則進(jìn)入正常程序。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的閥門緊急切斷裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為圖1的局部放大圖；
[0021] 圖3為圖1的A-A剖視圖；
[0022] 圖4為圖3的C-C剖視圖；
[0023] 圖5為圖1的B-B剖視圖；
[0024] 圖6為圖1的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖；
[0025] 圖7為圖6的A向視圖；
[0026] 上述圖中的標(biāo)記均為：1、主軸，2、偏心套，3、電動(dòng)蝸輪，4、電動(dòng)蝸桿，5、行星齒輪， 6、靜齒輪，7、手動(dòng)蝸桿，8、輸出軸，9、撥盤，10、滑塊，11、連接軸，12、電磁尚合器，13、驅(qū)動(dòng) 軸，14、渦簧，15、接盤，16、電位器齒輪，17、電位器，18、行程控制機(jī)構(gòu)，19、接線盒，20、手輪， 21、電機(jī)，22、電機(jī)齒輪，23、蝸桿齒輪。

【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0028] 參見圖1，一種閥門緊急切斷裝置，包括回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置、離合器部和渦簧部；
[0029] 1、少齒差行星齒輪減速機(jī)構(gòu)：
[0030] 如圖2、3、6所示，回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置包括殼體、主軸1、偏心套2、電動(dòng)蝸輪3、電動(dòng) 蝸桿4、行星齒輪5、靜齒輪6、輸出軸8,主軸1可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在殼體上，偏心套2固定在主 軸1上，電動(dòng)蝸輪3固定在偏心套2上并設(shè)有電動(dòng)蝸桿4與電動(dòng)蝸輪3相嚙合，行星齒輪5 可轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在偏心套2上，偏心套2安裝行星齒輪5的部分的軸線與主軸1的軸線有一 個(gè)偏距；靜齒輪6上設(shè)有與行星齒輪5相嚙合的內(nèi)齒圈,靜齒輪6與行星齒輪5有一個(gè)齒數(shù) 差；輸出軸8與撥盤9固定連接，撥盤9通過滑塊10與靜齒輪6滑動(dòng)連接；行星齒輪5通過 軸承套裝在偏心套2上。
[0031] 該減速機(jī)構(gòu)由靜齒輪6 (內(nèi)齒），行星齒輪5 (外齒），十字滑塊，輸出軸8等七個(gè)自 制件及軸承等組成，其工作原理是：當(dāng)偏心套2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，迫使行星齒輪5繞固定不動(dòng)的內(nèi)齒 輪作行星自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（公轉(zhuǎn)），由干內(nèi)外齒輪存在著很少的齒數(shù)差，因而又使行星齒輪5繞自 身軸線產(chǎn)生反向低速自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，再借助十字滑塊（平行軸間聯(lián)軸器）將自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給輸出 軸8,達(dá)到減速目的；其速比：當(dāng)行星齒輪5Z1與固定不動(dòng)的靜齒輪6Z2嚙合一周時(shí)，其速 比： iH = -zl+(z2-zl)，負(fù)號(hào)表示轉(zhuǎn)向相反，根椐不同的傳動(dòng)比，齒數(shù)差也可以為二齒，三 齒；速比也可以分別為Zl/2, Zl/3。
[0032] 少齒差行星減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：因?qū)賰?nèi)嚙合漸開線齒輪傳動(dòng)，齒數(shù)差又少，需避免各 種干涉現(xiàn)象：一、要降低齒頂高系數(shù)，從齒高方向消除齒廓重疊和齒頂相碰。二、合理選擇正 變位系數(shù)，增大內(nèi)輪齒間寬度，減少外齒輪齒頂部份的厚度，從齒厚方向消除齒廓重疊；同 時(shí)為了嚙合的連續(xù)和平穩(wěn)，還必須具有足夠的重合系數(shù)。
[0033] 該減速機(jī)構(gòu)緊湊、零件少，雖'小巧'但不'單薄'，體積重量比一般行星減速機(jī)構(gòu)下 降60%以上，造價(jià)也相應(yīng)降低40%左右，設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)嚴(yán)格的強(qiáng)度校核，并數(shù)次作超負(fù)荷的破 壞性試驗(yàn)，均安然無恙。
[0034] 1. 1、手動(dòng)機(jī)構(gòu)：
[0035] 如圖4所不，靜齒輪6外周設(shè)有外蝸輪，并設(shè)有手動(dòng)蝸桿7與靜齒輪6的外蝸輪相 口四合。
[0036] 少齒差行星減速機(jī)構(gòu)的靜齒輪6 (內(nèi)齒）的定位外圓上f先制蝸輪齒，與手動(dòng)蝸桿7 嚙合，手動(dòng)蝸桿7軸頭上裝手輪20,因螺旋線升角小于6°，該蝸桿蝸輪傳動(dòng)具有自鎖性。當(dāng) 行星齒輪5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，靜齒輪6因手動(dòng)蝸桿7的鎖緊而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)手動(dòng)蝸桿7轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng) 靜齒輪6而使行星齒輪5帶動(dòng)輸出軸8使閥門啟閉，這種手動(dòng)機(jī)構(gòu)不需要切換，既簡(jiǎn)單又可 靠，而且轉(zhuǎn)動(dòng)輕松自如。
[0037] 2、離合器部
[0038] 離合器部包括電磁離合器12 ;部份回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置的軸上安裝有電磁離合器 12,電磁離合器12與機(jī)械式牙嵌離合器基本相同，電磁離合器12靠對(duì)磁軛內(nèi)的線圈通入 24VDC的激磁電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使磁軛和銜鐵以及相連的牙齒嚙合而傳遞轉(zhuǎn)矩。軸上安裝的電 磁離合器12,通電后，即可由軸同步驅(qū)動(dòng)有榫孔的接頭及其連接的驅(qū)動(dòng)軸13、閥桿，使閥門 進(jìn)入運(yùn)行。斷電后，磁軛和銜鐵以及相連的牙齒分離，銜鐵靠彈簧復(fù)位，故軸與有榫孔的接 頭及其連接的驅(qū)動(dòng)軸13、閥桿等也相應(yīng)分離。有榫孔的接頭及其連接的驅(qū)動(dòng)軸13、閥桿等 處于無約束，如果施以外力，可使其獨(dú)自轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，電磁離合器12因用電磁力接合，可用 于遠(yuǎn)距離操縱。
[0039] 3、渦簧部套
[0040] 如圖5所示，渦簧部包括渦簧14、接盤15和驅(qū)動(dòng)軸13,驅(qū)動(dòng)軸13可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在 接盤15上，驅(qū)動(dòng)軸13通過電磁離合器12與輸出軸8連接；渦簧14設(shè)置在接盤15內(nèi)，渦簧 14 一端與輸出軸8固定連接，另一端與接盤15固定連接。
[0041] 正常工作時(shí)，由部份回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置經(jīng)電磁離合器12驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸13(連接閥 桿），使閥門實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，同時(shí)，與驅(qū)動(dòng)軸13連接的渦簧14被繞緊或釋放，在閥門關(guān)到位（或 開到位）時(shí)，渦簧14處于繞緊狀態(tài)（儲(chǔ)能），一旦發(fā)生故障，電源斷失，電磁離合器12分離， 有榫孔的接頭及其連接的輸出軸8、閥桿等無約束，因被繞緊在驅(qū)動(dòng)軸13上的渦簧14此時(shí) 釋放，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸13(連接閥桿），回轉(zhuǎn)90° -0°，使閥門關(guān)閉或開啟到位， 截?cái)嗷蚪油ü艿纼?nèi)流體介質(zhì)，以實(shí)現(xiàn)管控之目的。
[0042] 渦簧14為平面渦卷彈簧，用62Si2MnA鋼帶繞制而成。利用該簧在垂直于其軸的 平面內(nèi)，形成扭轉(zhuǎn)力矩，借以貯存能量，應(yīng)力形式為非接觸形，其具有較高的綜合力學(xué)性能， 良好的沖擊韌性，熱處理后強(qiáng)度高、性能可靠、穩(wěn)定。雖然制造工藝比較復(fù)雜，但其優(yōu)點(diǎn)是： 剛度大，變形少，即使長(zhǎng)時(shí)間處于壓縮狀態(tài)，也不致于衰減，這是圓彈簧所不能比擬的。
[0043] 4、電氣控制
[0044] 如圖7所示,還包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)蝸輪3的驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)21,電動(dòng)蝸桿 4上設(shè)有蝸桿齒輪23,電機(jī)21的電機(jī)齒輪22與蝸桿齒輪23相嚙合。
[0045] 主軸1上設(shè)有電位器齒輪16,并設(shè)有電位器17與電位器齒輪16相嚙合。
[0046] 殼體上設(shè)有連接電動(dòng)蝸桿4內(nèi)線路的接線盒19。
[0047] 裝置可以在現(xiàn)場(chǎng)控制或遠(yuǎn)程控制，既可以按開關(guān)量控制，也可以按模擬量控制，以 及實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制。
[0048] 根椐不同的生產(chǎn)工藝要求，管道流體介質(zhì)要控制其流量大小，對(duì)閥門開啟程度要 實(shí)現(xiàn)比例調(diào)節(jié)，所以電氣控制系統(tǒng)配置有調(diào)節(jié)模塊，接收來自DCS或PLC等的DC4?20mA 標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，完成對(duì)閥門開啟程度的比例調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)模塊具有相序自動(dòng)調(diào)整、比例調(diào) 節(jié)、隔離放大、閥位變送、功率驅(qū)動(dòng)等諸多功能，并具有缺相保護(hù)、電子互鎖保護(hù)、禁動(dòng)延時(shí) 保護(hù)、丟信保護(hù)、溫度保護(hù)等完善的保護(hù)功能。
[0049] 5、該裝置適用條件及主要技術(shù)指標(biāo)：
[0050] 5. 1、大氣壓力：80 ?llOkPa ;
[0051] 5. 2、環(huán)境溫度：-2(TC?+6(TC ;
[0052] 5. 3、相對(duì)濕度：不大于 90% (+25°C );
[0053] 5. 4、電源：AC :380V，50Hz ;220V，50Hz。
[0054] 5· 5、防護(hù)等級(jí)：IP67。
[0055] 5· 6、防爆型的防爆等級(jí)：ExdIIBT4。
[0056] 5. 7、調(diào)節(jié)型：反饋信號(hào)4_20mA，精度1 %。
[0057] 5. 8、最大控制轉(zhuǎn)矩（N. m) : 50 ?100。
[0058] 5. 9、輸出轉(zhuǎn)速（r/min) :0· 5 ?4。
[0059] 5. 10、啟閉行程（度）：0?90。
[0060] 5. 11、復(fù)位時(shí)間（S):彡 2。
[0061] 采用上述的結(jié)構(gòu)后，該裝置與相配套的閥門組合能夠?qū)崿F(xiàn)接通和截?cái)喙艿纼?nèi)流體 介質(zhì)，適用于供水、供熱、液化、天然氣、有害氣體管道等的閥門控制，實(shí)現(xiàn)開、關(guān)、停。并可對(duì) 閥門開啟程度實(shí)現(xiàn)比例調(diào)節(jié)，從而根椐需要控制管道流體介質(zhì)的流量大小，該裝置既可以 現(xiàn)場(chǎng)控制，也可以遠(yuǎn)程控制，以及實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)控制。
[0062] 一旦發(fā)生事故，管道爆裂、有毒氣體泄漏等導(dǎo)致斷電，致使該裝置的動(dòng)力失效時(shí)， 電磁離合器12分離，儲(chǔ)能的渦簧14立即釋放，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩，可緊急自動(dòng)關(guān)閉或開啟閥門， 切斷或接通供水、供熱、液化氣、天然氣、有害氣體等流體介質(zhì)的輸送，保障工業(yè)管網(wǎng)或城市 生命管線的運(yùn)行安全。
[0063] 故障排除之后，供給或控制電源恢復(fù)，首先，應(yīng)使該裝置關(guān)閉（或開啟）到位，目的 是使電磁離合器12得電吸合，該裝置的控制操作則進(jìn)入正常程序。
[〇〇64] 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實(shí)現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實(shí)質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改 進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種閥門緊急切斷裝置，其特征在于，包括回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置、離合器部和渦簧部； 所述回轉(zhuǎn)閥門電動(dòng)裝置包括殼體、主軸（1)、偏心套（2)、電動(dòng)蝸輪（3)、電動(dòng)蝸桿（4)、 行星齒輪（5)、靜齒輪￠)、輸出軸（8)，所述主軸（1)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在殼體上，所述偏心套 (2)固定在主軸（1)上，電動(dòng)蝸輪（3)固定在偏心套（2)上并設(shè)有電動(dòng)蝸桿（4)與電動(dòng)蝸 輪（3)相嚙合，行星齒輪（5)可轉(zhuǎn)動(dòng)地套裝在偏心套（2)上，所述偏心套（2)安裝行星齒輪 (5)的部分的軸線與主軸（1)的軸線有一個(gè)偏距；所述靜齒輪（6)上設(shè)有與行星齒輪（5)相 嚙合的內(nèi)齒圈，所述靜齒輪（6)與行星齒輪（5)有一個(gè)齒數(shù)差；所述輸出軸（8)與撥盤（9) 固定連接，所述撥盤（9)通過滑塊（10)與靜齒輪（6)滑動(dòng)連接； 所述離合器部包括電磁離合器（12); 所述渦簧部包括渦簧（14)、接盤（15)和驅(qū)動(dòng)軸（13)，所述驅(qū)動(dòng)軸（13)可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝 在接盤（15)上，所述驅(qū)動(dòng)軸（13)通過電磁離合器（12)與輸出軸⑶連接；所述渦簧（14) 設(shè)置在接盤（15)內(nèi)，渦簧（14) 一端與輸出軸（8)固定連接，另一端與接盤（15)固定連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述靜齒輪（6)外周設(shè)有外蝸 輪，并設(shè)有手動(dòng)蝸桿（7)與靜齒輪（6)的外蝸輪相哨合。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述滑塊（10)為十字滑 塊聯(lián)軸器，通過十字滑塊聯(lián)軸器連接靜齒輪（6)和撥盤（9)。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)電動(dòng)蝸輪（3) 的驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)（21)，所述電動(dòng)蝸桿（4)上設(shè)有蝸桿齒輪（23)，所述電 機(jī)（21)的電機(jī)齒輪（22)與蝸桿齒輪（23)相嚙合。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述主軸（1)上設(shè)有電位 器齒輪（16)，并設(shè)有電位器（17)與電位器齒輪（16)相哨合。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述行星齒輪（5)通過軸 承套裝在偏心套（2)上。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述渦簧（14)為平面渦 卷彈簧，用62Si2MnA鋼帶繞制而成。
8. 如權(quán)利要求2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述靜齒輪（6)外蝸輪和手動(dòng) 蝸桿（7)的螺旋線升角小于6°。
9. 如權(quán)利要求8所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述手動(dòng)蝸桿（7)端部設(shè)有手 輪（20)。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的閥門緊急切斷裝置，其特征在于，所述殼體上設(shè)有連接電 動(dòng)蝸桿⑷內(nèi)線路的接線盒（19)。
【文檔編號(hào)】F16K31/04GK104089068SQ201410334242
【公開日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月14日
【發(fā)明者】項(xiàng)美根, 韓新民, 項(xiàng)曉明 申請(qǐng)人:黃山良業(yè)閥門有限公司