CN100578052C - 粉末状固体密封排料单电机双插板阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开粉末状固体密封排料单电机双插板阀，适用于冶金行业作密封排料，该阀以三相交流电源为动力，通过单个电机及一套完整的机械传动机构来实现驱动上下两层插板有规律的交替运行，实现均匀排料和锁气密封的目的。在传动方式上完全不同于传统的密封排料机构。本发明的插板阀包括箱体、上阀板、下阀板、电机，上、下阀板通过传动机构与电机相连，所述传动机构分为上阀板传动机构与下阀板传动机构。其插板运动时靠单电机带动一套完整的传动机构来实现的，整个传动机构是完全由机械机构构成的。机构内没有电气行程开关。插板的行程是靠机构的尺寸来保证的，避免了由于行程开关的损坏而插板不到位造成系统不密封。

Description

粉末状固体密封排料单电机双插板阀

技术领域：

本发明涉及一种粉末状固体密封排料单电机双插板阀，该阀应用于粉末状固体密封排料，主要应用于冶金行业。

背景技术：

目前国内在粉末状固体密封排料技术主要采用以下几种方式：1)星型阀排料，2)双电机双插板阀排料。

以上两种方式的排料机构存在以下几个方面的问题：

1、对于星型阀排料方式，普遍存在机构笨重，在粉末状固体吸潮板结后沾附在星型齿间，使得星型齿逐渐成为一个圆柱体，不能有效地排料，容易造成排料口的堵塞。如图1所示，其结构包括箱体1、星型齿2。

2、对于双电机双插板阀排料方式，如图2所示，包括箱体1、带齿条的上阀板2、上电机3、下电机4、带齿条的下插板5，上、下插板分别用一个电机驱动，电机控制采用行程开关来保证行程的到位；同时电机采用正反转方式来驱动上、下阀板的打开和闭合。由于其动作原理的局限性，存在很多不可靠因素：电机在工作时频繁换向，而电机换向时的电流是正常工作时的3-4倍，极容易造成电机由于发热而损坏，而且能耗增大；同时由于电机换向靠行程开关来实现，行程开关在高粉尘的环境下频繁使用极易损坏。另外，电机的频繁换向造成对整个排料机构的冲击和震动，噪声大。不仅如此，由于电机运转靠行程开关来实现控制，在遇到阀板受堵时，电机由于没有达到行程极限而一直保持堵转状态，极易损坏。

发明内容：

本发明针对上述现有排料结构存在的问题，提供一种单电机双插板阀，该阀动作灵敏，运行平稳，上、下两插板动作不重叠，确保系统密封。

本发明的目的是通过以下措施实现的：

一种粉末状固体密封排料单电机双插板阀，包括箱体、上插板、下插板、电机，其特征在于所述上、下插板通过传动机构与电机相连，所述传动机构分为上插板传动机构与下插板传动机构，

所述上插板传动机构包括与电机相连的连杆I、连杆III、分别与连杆I及连杆III铰接的连杆II、上运动副、上连杆、上挂钩及上复位弹簧，连杆III与上运动副相铰接，上连杆两端分别与上运动副和上插板相铰接；

所述下插板传动机构包括有上插板传动机构中的连杆I、连杆III、分别与连杆I及连杆III铰接的连杆II，还包括下运动副、下连杆、下挂钩及下复位弹簧，所述连杆III与下运动副相铰接，下连杆两端分别与下运动副和下插板相铰接；

所述连杆III与上、下运动副均设有长度相当的拐臂，三者于拐角处固定铰接在一起，连杆III的拐臂上设有两对挡块，包括带动上、下运动副运动的上、下随动挡块，带动上、下运动副复位的上、下逆程随动挡块，用于上、下运动副运动互锁动作的上、下行程挡块固定在箱体上；

所述上挂钩铰接在上运动副拐臂的末端，上挂钩的钩端钩于上逆程随动挡块，后端通过复位弹簧连接在上运动副杆体上；上行程挡块固定在箱体上，其作用是在上插板关到位时使上挂钩脱钩；所述下挂钩铰接在下运动副拐臂的末端，下挂钩的钩端钩于下逆程随动挡块，后端通过复位弹簧连接在下运动副杆体上，下行程挡块24固定在箱体上。

上、下插板均包括阀板与两根刚性导辊，阀板沿运动方向的两侧边部分别嵌装在刚性导辊内，箱体外部对应导辊运动方向设有导轮。

阀板前端加工成尖三角形；箱体外侧沿两侧导辊运动方向分别固装二对导轮；每对导轮的弧形表面与导辊的外径相适配。

本发明相比现有技术具有如下优点：

本发明的单电机双插板阀是用于冶金行业作密封排料用，该阀以三相交流电源为动力，通过单个电机及一套完整的机械传动机构来实现驱动上下两层插板有规律的交替运行，实现均匀排料和锁气密封的目的。变频调速器调速驱动电机，上、下两插板动作时间可通过变频调速器连续调节，从而实现排料量的改变。在传动方式上完全不同于传统的密封排料机构，它采用单电机向同一方向运转，避免了双电机或单电机双向启动易损坏电机排料机构冲击大的弊病。该阀操作简单可靠，可实现远程控制，为国内首创。

附图说明

图1为现有的星型阀排料方式示意图。

图2为现有的双电机双插板阀排料方式示意图。

图3为本发明的结构示意图。

图4为上、下法兰板的结构示图。

图5为上、下插板的结构示意图。

图6为图5的截面图。

图7为图5的另一截面图。

图8为上、下插板与导轮装配示意图。

图9为传动机构的部件分解图。

图10为四连杆传动机构示意图。

图11为上传动机构示意图。

图中，1、箱体，2、上插板，3、下插板，4、电机(带摆线针轮减速器)，5、上法兰盘，6、上运动副，7、下运动副，8、下法兰盘，9、阀板，10、导棍，11、导轮，12、上挂钩，13、上连杆，14、上逆程随动挡块，15、上行程挡块，16、上复位弹簧，17、连杆I，18、连杆II，19、连杆III，20、下逆程随动挡块，21、下复位弹簧，22、上随动挡块，23、下随动挡块，24、下行程挡块，25、下挂钩，26、下连杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：

如图3、图9所示，本发明的粉末状固体密封排料单电机双插板阀，包括箱体1、上插板2、下插板3、电机4，上、下插板通过传动机构与电机4相连，传动机构分为上插板传动机构与下插板传动机构。如图5所示，上、下插板均包括阀板9、两根刚性导辊10，阀板9沿运动方向的两侧边部分别嵌装在刚性导辊10内，箱体1外部对应导辊10运动方向设有导轮11，阀板9前端加工成尖三角形。箱体1外侧沿两侧导辊10运动方向分别固装二对导轮11，每对导轮11的弧形表面与导辊10的外径相适配，这种设计既为了减小插板进出时的滑动摩擦，同时起到控制插板运动方向及定位的作用。

上插板传动机构包括与电机4相连的连杆I 17、分别与连杆I 17及连杆III19铰接的连杆II 18、连杆III19、上运动副6、上连杆13、上挂钩12及上复位弹簧16，连杆III19与上运动副6相铰接，上连杆13两端分别与上运动副6和上插板2相铰接。下插板传动机构包括有上插板传动机构中的连杆I 17、分别与连杆I 17及连杆III19铰接的连杆II 18、连杆III19，还包括下运动副7、下连杆26、下挂钩25及下复位弹簧21，连杆III19与下运动副7相铰接，下连杆26两端分别与下运动副7和下插板3相铰接；

连杆III19与上、下运动副均设有长度相当的拐臂，拐臂的拐角与其长度有关，保证传动机构的上、下极限位置时，上、下插板能开到位，即正好完全拨出箱体1。拐臂复位至水平位置时，上、下插板能关到位，即上、下插板正好完全插入箱体1，可以保证箱体1密封。本发明中连杆III19与上、下运动副拐臂的拐角可分别采用115°，65°，65°，三者于拐角处固定铰接在一起。连杆III19的拐臂上固装有两对挡块，包括带动上、下运动副运动的上、下随动挡块22、23，带动上、下运动副复位的上、下逆程随动挡块14、20。上随动挡块22连接在连杆III19拐臂的上部，下随动挡块23连接在连杆III19拐臂的下部。

上挂钩12铰接在上运动副6拐臂的末端，上挂钩12的钩端钩于上逆程随动挡块14，后端通过上复位弹簧16连接在上运动副6的杆体上。上行程挡块15固定在箱体1上，其作用是在上插板2关到位时使上挂钩12脱钩；所述下挂钩25铰接在下运动副7拐臂的末端，下挂钩25的钩端钩于下逆程随动挡块20，后端通过下复位弹簧21连接在下运动副7杆体上，下行程挡块24固定在箱体1上，其作用是在下插板3关到位时使下挂钩25脱钩。用于上、下运动副运动互锁动作的上行程挡块15、下行程挡块24固定在箱体1上，其位置位于上、下运动副关到位的位置，即与各拐臂末端水平位置对应的箱体1上或安装在机架上，其作用是在上、下插板关到位时使上、下挂钩脱钩。脱钩是通过上、下行程挡块通过上、下挂钩的设置的横杆使其脱钩。

本发明的单电机双插板阀主要由以下几个部分组成：

1、排料箱：排料箱(简称箱体)为钢板焊接而成的长方体结构，其水平截面积为正方形，在排料箱内上、下插板间的容积即为每次所排料量。排料箱上下分别设有上法兰盘5、下法兰盘8，用于跟送料斗及排料管道连接，如图4所示。

2、如图5、图6、图7、图8所示，上、下插板完全一样，其由两根刚性导棍10及阀板9组成。上、下插板的宽度与箱体1的宽度相当，插装在箱体1上端、下端相应的插板槽内。两根刚性导棍10均镀铬处理，以保持其硬度及耐磨性。阀板9发黑处理。为了减小阀板9向内运动时的摩擦力，阀板9前端加工成尖三角形，同时尖端部分采用硬质合金材料。插板运动时刚性导棍10在导轮11上滚动，此时只需要克服金属粉末和阀板之间的滑动摩擦力，以及刚性导棍10和导轮11之间的滚动摩擦力，所以整个插板运动平稳灵敏。同时刚性导棍10在导轮11中滚动，而导轮11的圆弧同刚性导棍的直径一致，限制了整个插板的上下和左右窜动，如图8所示。

3、传动机构：该双插板阀的插板运动时靠单电机带动一套完整的传动机构来实现的。整个传动机构是完全由机械机构构成的。机构由两套上、下对称的四连杆机构及随动杆和随动挂钩组成，传动原理相同。机构内没有电气行程开关。插板的行程是靠机构的尺寸来保证的，所以不存在由于行程开关的损坏而插板不到位造成系统不密封，如图9、图10、图11所示。传动机构还可以外套机壳，以保证传动的安全性和可靠性。

4、电机：该插板阀的机构是靠单电机驱动的。由于电机一直在一个方向上连续运转，加上变频调速器的完善保护，电机使用寿命得到大大的延长。

本发明的传动机构的运转原理：

上插板动作流程：(见图11)

由连杆I 17、连杆II 18、连杆III19，连杆IV组成一个四连杆机构，连杆IV省略未画出，连杆I 17由电机4驱动作为主动连杆作顺时针转动；连杆III19作顺时针转动。如图10所示，其中A位置为关到位状态，B位置为开到位状态。

与连杆III19一体的上随动挡块22带动上运动副6作顺时针转动；通过上连杆13带动上插板2作“开动作”。

“开到位”由四连杆机构尺寸来保证；“开到位”后连杆III19急回，作逆时针转动；由安装在上运动副6上的上挂钩12带动与连杆III19一体的上逆程随动挡块14动作；上插板2作“关动作”。

“关到位”时，上行程挡块15驱动上挂钩12作逆时针转动，脱开逆程随动挡块14，上运动副6停留在该位置不再转动；上插板2“关到位”。图10中，其中A位置为上插板2关到位状态，B位置为上插板2开到位状态。

上插板2做完“开→开到位→关→关到位”动作后进入下插板动作流程

下插板动作流程：电机4带动机构(包括插板)动作周期为3-8秒，亦就是电机转速为3-8rpm。

由连杆I 17、连杆II 18、连杆III19，连杆IV组成一个四连杆机构，连杆IV省略未画出，连杆I 17由电机4驱动作为主动连杆作顺时针转动；连杆III19作逆时针转动。

与连杆III19一体的下随动挡块23带动下运动副7作逆时针转动；通过下连杆26带动下插板3作“开动作”。

“开到位”由四连杆机构尺寸来保证；“开到位”后连杆III急回，作逆时针转动；由安装在上运动副6上的上挂钩12带动与连杆III19一体的上逆程随动挡块14动作；上插板12作“关动作”。

“关到位”时，下行程挡块24驱动下挂钩25作顺时针转动，脱开下逆程随动挡块20，下运动副7停留在该位置不再转动；下插板3“关到位”。

如图10所示，其中A位置为下插板3关到位状态，C位置为下插板3开到位状态。

下插板3做完“开→开到位→关→关到位”动作后接着进入上插板2动作流程，如此往复。

产品的特殊性和优点

1、从上面的描述可以看到，一个电机在一直作顺时针转动，没有往复频繁启动，保证了电机的使用寿命，同时大大地节约了能源。这点也是其他驱动方式所无法比拟的。

2、插板到位可以通过机构的尺寸来保证的，并不存在行程开关，保证了产品的长期稳定运行。

3、插板前端的尖端设置保证了在阀板关闭时遇到粉末结块受阻时能够可靠切开结块，保证阀板关闭到位，保证了整个排料系统的密封性。

4、纯机械的机构互锁保证了上下插板必然有一块插板处于关闭状态，保证了系统的密封性。

5、电机通过变频调速器来驱动，可以很方便地实现远传，实现远程控制。

Claims (5)

1、一种粉末状固体密封排料单电机双插板阀，包括箱体、上插板、下插板、电机，其特征在于所述上、下插板通过传动机构与电机相连，所述传动机构分为上插板传动机构与下插板传动机构，

所述上插板传动机构包括与电机相连的连杆I、连杆III、分别与连杆I及连杆III铰接的连杆II、上运动副、上连杆、上挂钩及上复位弹簧，连杆III与上运动副相铰接，上连杆两端分别与上运动副和上插板相铰接；

所述下插板传动机构包括有上插板传动机构中的连杆I、连杆III、分别与连杆I及连杆III铰接的连杆II，还包括下运动副、下连杆、下挂钩及下复位弹簧，连杆III与下运动副相铰接，下连杆两端分别与下运动副和下插板相铰接；

所述连杆III与上、下运动副均设有长度相当的拐臂，三者于拐角处固定铰接在一起，连杆III的拐臂上设有两对挡块，包括带动上、下运动副运动的上、下随动挡块，带动上、下运动副复位的上、下逆程随动挡块，用于上、下运动副运动互锁动作的上、下行程挡块固定在箱体上；

所述上挂钩铰接在上运动副拐臂的末端，上挂钩的钩端钩于上逆程随动挡块，后端通过复位弹簧连接在上运动副杆体上；所述下挂钩铰接在下运动副拐臂的末端，下挂钩的钩端钩于下逆程随动挡块，后端通过复位弹簧连接在下运动副杆体上。

2、根据权利要求1所述的单电机双插板阀，其特征在于所述上、下插板均包括阀板与两根刚性导辊，阀板沿运动方向的两侧边部分别嵌装在刚性导辊内，箱体外部对应导辊运动方向设有导轮。

3、根据权利要求2所述的单电机双插板阀，其特征在于所述阀板前端加工成尖三角形。

4、根据权利要求2所述的单电机双插板阀，其特征在于箱体外侧沿两侧导辊运动方向分别固装二对导轮。

5、根据权利要求4所述的单电机双插板阀，其特征在于每对导轮的弧形表面与导辊的外径相适配。

Images