CN103322269A

CN103322269A - 圆柱型直线电机驱动的电动执行机构

Info

Publication number: CN103322269A
Application number: CN2013102693912A
Authority: CN
Inventors: 林献坤; 樊振华; 陈飒; 陈湘
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-07-01
Filing date: 2013-07-01
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2033-07-01
Also published as: CN103322269B

Abstract

本发明涉及一种圆柱型直线电机驱动的电动执行机构，由手动控制组件、自动控制组件、箱体组成，手动控制组件安装在箱体内部的上部，自动控制组件安装在箱体内部的下部，其特点是：自动控制组件包括骨架油封，圆柱型直线电机，电机底座，自润滑滚珠导套，圆柱形直线电机通过电机底座安装在箱体内，电机底座的上端安装自润滑滚珠导套；自润滑滚珠导套与阀体驱动轴配合滑动连接，圆柱型直线电机的电机轴上端通过挡块与阀体驱动轴连接，圆柱型直线电机的电机轴下端通过骨架油封与箱体密封连接，阀体驱动轴上端通过电磁抱闸装置与手动控制组件连接。本发明具有手自动切换功能和电机失电保护功能，适用于机构正常工作时突发的停电保护和需要手自动切换的情况。

Description

圆柱型直线电机驱动的电动执行机构

技术领域

本发明涉及一种电动执行机构，尤其是一种具有手自动切换功能和电机失电保护功能的执行机构。

背景技术

在一些危险性的场合，自动化的执行机构装置能减少工作人员的伤害。某些特殊阀门要求在特殊情况下紧急打开或关闭，阀门执行机构能阻止危险进一步扩散同时将工厂损失减至最小。对一些高压大口径的阀门，所需的执行机构输出力矩非常大，这时所需执行机构必须提高机械效率并使用较高输出的电机，这样平稳的操作大口径阀门。

国内外大部分直行程电动执行机构都是以旋转电机驱动经过多级传动转化为阀体的直线运动，可见其结构颇为复杂，传统的电动执行机构有着复杂的传动机构，在一级的传动中功率的损失直接导致传动效率不是很高，并且响应速度较慢。效率是一个产业的命脉，直接决定着一个产业的发展速度，效率决定着成本，各个产业都在寻求效率上花费大量资金。传统的电动执行机构如DKZ型直行程电动执行机构，其以伺服电机为动力源，经过多重变向变速机构将旋转运功转化为阀体的直线运动，虽在可靠性、精度、负载能力、信号品质系数等性能方面颇为先进，但其结构颇为复杂，传动效率损失多，显然不符合社会的发展趋势。目前，国内的电动执行机构大多是以伺服电机为动力源，但是圆柱型直线电机本身驱动精度较高，如果直接用圆柱型直线电机驱动阀体，可省去复杂的结构，大大提高了传动效率，只需要解决失电保护和手动自动切换等问题，由圆柱型直线电机的直线运动直接转化为阀体的直线运动，来控制阀体的开度大小，这种电机驱动的电动执行机构响应速度较快。

发明内容

本发明是要提供一种圆柱型直线电机驱动的电动执行机构，用于解决传统电动执行机构传动效率低，响应速度慢等技术问题。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种圆柱型直线电机驱动的电动执行机构，由手动控制组件、自动控制组件、箱体组成，手动控制组件安装在箱体内部的上部，自动控制组件安装在箱体内部的下部，其特点是：自动控制组件包括骨架油封，圆柱型直线电机，电机底座，自润滑滚珠导套，圆柱形直线电机通过电机底座安装在箱体内，电机底座的上端安装自润滑滚珠导套；自润滑滚珠导套与阀体驱动轴配合滑动连接，圆柱型直线电机的电机轴上端通过挡块与阀体驱动轴连接，圆柱型直线电机的电机轴下端通过骨架油封与箱体密封连接，阀体驱动轴上端通过电磁抱闸装置与手动控制组件连接。

手动控制组件包括电磁抱闸装置，连接件，梯形螺纹丝杆，梯形螺纹螺母，导向件，手轮，手轮轴，带孔圆锥销，O型密封圈，连双向推力球轴承，隔套，锁紧螺母，触发开关，电磁抱闸装置与梯形螺纹螺母通过连接件连接，梯形螺纹螺母与梯形螺纹丝杆配合连接，梯形螺纹丝杆上端连接手轮轴，梯形螺纹螺母与导向件配合连接，导向件固定在箱体内壁上，手轮通过带孔圆锥销和手轮轴连接，手轮轴上依次安装双向推力球轴承，隔套，并由锁紧螺母固定在箱体上盖上，箱体上盖与箱体固定连接。

本发明的有益效果是：

本发明采用圆柱型直线电机直接驱动阀体，来控制阀体开度大小，完成了电动执行机构的自动控制；梯形螺纹丝杆的螺旋升角小于五度时，具有自锁功能，角度越小，自锁性越好，执行机构失电情况下或者需要手自动切换时，电磁抱闸装置制动电机轴，这样起到了失电保护功能，梯形螺纹丝杆螺母机构转换为直线运动，驱动阀体运动来控制阀体的开度。

附图说明

图1是本发明的结构主视图；

图2是图1中沿A-A剖视图；

图3是图1的左剖视图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1，2，3所示，本发明的圆柱型直线电机驱动的电动执行机构，由自动控制组件、手动控制组件和箱体5组成。

手动控制组件安装在箱体5内部的上部，自动控制组件安装在箱体5内部的下部。

自动控制组件包括骨架油封1，圆柱形直线电机2，电机底座3，自润滑滚珠导套4等。圆柱形直线电机2通过电机底座3安装在箱体5内，电机底座3的上端安装自润滑滚珠导套4；自润滑滚珠导套4与阀体驱动轴20配合滑动连接，圆柱型直线电机2的电机轴上端通过挡块21与阀体驱动轴20连接，圆柱型直线电机2的电机轴下端通过骨架油封1与箱体5密封连接，阀体驱动轴20上端通过电磁抱闸装置6与手动控制组件连接。

在正常工作条件下，仅有圆柱型直线电机2驱动阀体来控制阀体开度大小，圆柱型直线电机2的电机轴的一端加工有螺纹方便与阀体连接，另一端通过挡块21与阀体驱动轴20连接，通过电机底座3、圆柱型直线电机2和限制挡块21限制电机轴的行程，对圆柱型直线电机2的电机轴起润滑和导向作用的自润滑滚珠导套4安装在电机底座3上端。

手动控制组件包括手轮组件，O型密封圈14，梯形螺纹丝杆8，梯形螺纹螺母9，导向件10，触发开关19，连接件7，电磁抱闸装置6；手轮组件包括手轮11，手轮轴12，双向推力球轴承15，隔套16，锁紧螺母17，手轮11与手轮轴12之间由带孔圆锥销13连接，手轮轴11通过双向推力球轴承15，隔套16，由锁紧螺母17将手轮轴11固定在箱体上盖18上；手轮轴12与梯形螺纹丝杆8连接，梯形螺纹螺母9由导向件10固定，防止梯形螺纹螺母9因导向性不好导致的精度下降等，电磁抱闸装置6与梯形螺纹螺母9通过连接件7连接。密封罩24上的仪表显示窗口安装了钢化玻璃22，钢化玻璃22由压盖23压紧在密封罩24上。

本发明通过自动控制组件与手动控制组件组合，正常工作情况下，仅有自动控制组件就能完成对阀体的控制；失电或者需要手动切换时，电磁抱闸装置失电制动轴，梯形螺纹螺母，连接件，电磁抱闸装置，电机轴成为一个整体，旋转手轮，旋转运动经过螺纹丝杆螺母机构转换为直线运动，这样就能驱动阀体来控制阀体开度大小，手动切换为自动，电磁抱闸松闸，之后需要手动旋转手轮将螺母移动到导向件中间部位，与触发开关接触，为下次手自动切换做准备，这样就能实现手自动切换功能和电机失电保护功能。

Claims

1.一种圆柱型直线电机驱动的电动执行机构，由手动控制组件、自动控制组件、箱体组成，手动控制组件安装在箱体（5）内部的上部，自动控制组件安装在箱体内部的下部，其特征在于：所述自动控制组件包括骨架油封（1），圆柱型直线电机（2），电机底座（3），自润滑滚珠导套（4），圆柱形直线电机（2）通过电机底座（3）安装在箱体（5）内，电机底座（3）的上端安装自润滑滚珠导套（4）；自润滑滚珠导套（4）与阀体驱动轴（20）配合滑动连接，圆柱型直线电机（2）的电机轴上端通过挡块（21）与阀体驱动轴（20）连接，圆柱型直线电机（2）的电机轴下端通过骨架油封（1）与箱体（5）密封连接，阀体驱动轴（20）上端通过电磁抱闸装置（6）与手动控制组件连接。

2.根据权利要求1所述的圆柱型直线电机驱动的电动执行机构，其特征在于：所述手动控制组件包括电磁抱闸装置（6），连接件（7），梯形螺纹丝杆（8），梯形螺纹螺母（9），导向件（10），手轮（11），手轮轴（12），带孔圆锥销（13），O型密封圈（14），连双向推力球轴承（15），隔套（16），锁紧螺母（17），触发开关（19），电磁抱闸装置（6）与梯形螺纹螺母（9）通过连接件（7）连接，梯形螺纹螺母（9）与梯形螺纹丝杆（8）配合连接，梯形螺纹丝杆（8）上端连接手轮轴（12），梯形螺纹螺母（9）与导向件（10）配合连接，导向件（10）固定在箱体内壁上，手轮（11）通过带孔圆锥销（13）和手轮轴（12）连接，手轮轴（12）上依次安装双向推力球轴承（15），隔套（16），并由锁紧螺母（17）固定在箱体上盖（18）上，箱体上盖（18）与箱体（5）固定连接。