CN102361367A - 一种潜水型电动执行机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种潜水型电动执行机构，包括第一减速器、第二减速器、潜水电机、变频变压器、压力平衡装置、机械定位装置和密封装置；潜水电机输出轴与第一减速器相连，第一减速器的输出轴与第二减速器相连；变频变压器与第二减速器的终端输出轴相连；压力平衡装置设于第一减速器或第二减速器上；机械定位装置设于第二减速器的输出位置；密封装置安装于第二减速器的输出轴上。采用本发明潜水型电动执行机构能有效保证深水和变水深作业。
Description
技术领域
本发明涉及一种潜水型电动执行机构，具体涉及一种能用于深水和变水深作业的电动执行机构。
背景技术
电动执行机构又称电动执行器，在发电、供水等很多场所都得到了广泛的应用。随着生产活动的范围扩大和安全意识的提高，一些矿井、深海中都需要安全可靠的潜水型执行机构。目前已有的潜水型执行机构只能在浅水区且不能长时间工作，因此目前还不存在真正意义上的潜水性执行器。在煤矿生产中，如果发生煤矿进水，此时一般潜水型执行器就无法满足使用要求。同时，在深海中使用，执行机构需要满足较大的水压要求。因此，目前已有的潜水型执行机构无法满足矿井或深海等场所中安全可靠作业的要求。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种用于深水和变水深作业的潜水型电动执行机构。
为了达到上述目的，本发明提供了一种潜水型电动执行机构，包括第一减速器、第二减速器、潜水电机、变频变压器、压力平衡装置、机械定位装置和密封装置；潜水电机输出轴与第一减速器相连，第一减速器的输出轴与第二减速器相连；变频变压器与第二减速器的终端输出轴相连；压力平衡装置设于第一减速器或第二减速器上；机械定位装置设于第二减速器的输出位置；所述密封装置安装于第二减速器的输出轴上。
对本发明的进一步改进在于：第二减速器采用蜗轮蜗杆减速器。变频变压器采用旋钮式变频变压器。压力平衡装置为变形波纹管。机械定位装置包括螺栓和螺母，机械定位装置通过螺栓与第二减速器相连接，并通过螺母固定。
密封装置采用端面密封、盘根密封或两者方式相结合。采用端面密封时，密封装置包括密封端盖、弹性密封体、刚性密封体；密封端盖上设有圆形沟槽，弹性密封体设于圆形沟槽内，刚性密封体设于弹性密封体上端；密封端盖上设有螺栓连接孔，密封装置通过螺栓和螺栓连接孔与第二减速器箱体相连。圆形沟槽底部设有压力平衡孔。密封装置上还添加有O型圈或骨架油封密封液体。本发明相比现有技术具有以下优点：减速器采用二级传动，且腔体涉及考虑流体动力学特征，尽量减少流体搅拌损失。在对外密封上采用双密封结构，第一道密封采用端面密封或者结合盘根密封为防沙密封，第二道密封在防沙密封的基础上添加O型圈和骨架油封为液体密封。第二减速器采用蜗轮蜗杆减速器，能有效保证位置自锁。采用变形波纹管可平衡内外压差。采用本发明电动执行器能有效保证深水和变水深作业。
附图说明
图1为本发明潜水型电动执行机构的结构示意图。
图2为图1中机械定位装置与第二减速器连接处的结构示意图。
图3为图2中密封装置的局部放大图。
图中，1-第一减速器，2-潜水电机，3-变频变压器，4-压力平衡装置，5-第二减速器，6-机械定位装置，7-密封装置，8-密封端盖，9-弹性密封体，10-刚性密封体，11-空心蜗轮，12-第二减速器箱体，13-压力平衡孔，14-螺栓连接孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明潜水型电动执行机构进行详细说明。
如图1和图2所示，本发明潜水型电动执行机构包括第一减速器1、潜水电机2、变频变压器3、压力平衡装置4、第二减速器5、机械定位装置6和密封装置7。其中潜水电机2用来带动第一减速器1运转，使得第一减速器1带动第二减速器5输出扭矩。变频变压器3与第二减速器5的终端输出轴相连接，反馈输出位置。压力平衡装置4可为变形波纹管,且波纹管外设置有保护装置.当有内外压差时，通过波纹管变形实现内外压差，外部保护装置防止固体颗粒对可变形波纹管造成伤害。机械定位装置6通过限制第二减速器5的输出位置从而输出行程。
潜水电机2安装于第一减速器1上，第一减速器1安装于第二减速器5上，由第二减速器5作为最终输出，终端输出位置可以由变频变压器3实现。为了保证位置自锁，第二减速器5可以采用蜗轮蜗杆减速器。为了保证内外压力平衡，可以在减速装置合适位置上安装压力平衡装置4，保证压力平衡装置4与第一减速器1或第二减速器5的腔体相通即可达到平衡压力的目的。机械定位装置6包括螺栓和螺母，合理旋入螺栓长度并用螺母锁死，将螺纹副密封即可直接对蜗轮进行限位。
密封装置7安装于第二减速器5的输出轴端面，采用端面密封方式，包括密封端盖8、弹性密封体9及刚性密封体10，其中密封端盖8设置有圆形沟槽（图未示），沟槽底部设置有压力平衡孔13，该压力平衡孔13用来与外界形成压力平衡，保证弹性密封体9自由变形，从而保证弹性密封体9变形不受旋转压力影响。弹性密封体9为弹性材质制成，该弹性密封体9装入沟槽底部，其上装有刚性密封体10，其中刚性密封体10可为金属材质。刚性密封体10在自由状态下其密封面应高于密封端盖8的法兰连接面，以保证密封装置7安装到泵密封件上后密封面接触件之间有适当的预紧力。
其中，密封装置7对沙的密封可以起到很好作用，为了保证密封的可靠性，可以再加上盘根密封对沙进行严格密封。同时为保证液体密封，可以在防沙密封时加O型圈或者骨架油封等对液体有良好密封性能的密封装置。
带有环槽的密封端盖8内依次装入弹性体密封体9和刚性密封体10形成装配体（图未示）。密封端盖8上开设有螺栓连接孔14，装配体使用螺栓通过螺栓连接孔14连接到第二减速器箱体12上形成静密封。刚性密封体10在弹性密封体9的弹力作用下，贴紧空心蜗轮11，由弹性密封体9和刚性密封体10与外界隔离形成密封。
该电动执行机构执行前腔体内充满水，动力由充水电机提供。通过两级减速器减速后由终端输出。腔体内压与外界的压力平衡通过压力平衡装置实现。所有与外界相通的旋转部分和连接部分均采取严格密封，以保证内外无固液交换。此电动执行器可以在不同水深下运行，满足在矿井和深海等场所安全可靠作业的要求。
整体方案采用充水型设计，减速器采用二级减速，输出行程反馈不采用严格密封空间的方法，为保证其安全性，需要满足在水中可以正常使用的功能要求，变频变压器3可以采用旋钮式变频变压器或者附加螺旋机构的直线式变频变压器。变频变压器导电部分采用严格的防水措施，例如可以采用潜水电机防护方法，变频变压器可以耐高压，具有与芯片不同的耐三向压力特性，不会因为过大的三项压力而垮塌。
Claims (9)
1.一种潜水型电动执行结构，其特征在于：包括第一减速器、第二减速器、潜水电机、变频变压器、压力平衡装置、机械定位装置和密封装置；所述潜水电机输出轴与所述第一减速器相连，第一减速器的输出轴与所述第二减速器相连；所述变频变压器与第二减速器的终端输出轴相连；所述压力平衡装置设于第一减速器或第二减速器上；所述机械定位装置设于第二减速器的输出位置；所述密封装置安装于第二减速器的输出轴上。
2.根据权利要求1所述的潜水型电动执行机构，其特征在于：所述第二减速器采用蜗轮蜗杆减速器。
3.根据权利要求1所述的潜水型电动执行机构，其特征在于：所述变频变压器采用旋钮式变频变压器。
4.根据权利要求1所述的潜水型电动执行结构，其特征在于：所述压力平衡装置为变形波纹管。
5.根据权利要求1所述的潜水型电动执行结构，其特征在于：所述机械定位装置包括螺栓和螺母；所述机械定位装置通过螺栓与第二减速器相连接，并通过螺母固定。
6.根据权利要求1所述的潜水型电动执行结构，其特征在于：所述密封装置采用端面密封、盘根密封或两者方式相结合。
7.根据权利要求6所述的潜水型电动执行机构，其特征在于：所述密封装置包括密封端盖、弹性密封体、刚性密封体；所述密封端盖上设有圆形沟槽，所述弹性密封体设于圆形沟槽内，刚性密封体设于弹性密封体上端；所述密封端盖上设有螺栓连接孔，所述密封装置通过螺栓和螺栓连接孔与第二减速器箱体相连。
8.根据权利要求7所述的潜水型电动执行机构，其特征在于：所述圆形沟槽底部设有压力平衡孔。
9.根据权利要求6所述的潜水型电动执行机构，其特征在于：所述密封装置上还添加有O型圈或骨架油封密封液体。
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