CN106958234B - 一种闸门启闭驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种闸门启闭驱动装置。提供了一种结构精巧，响应快、性能稳定，动作可靠的闸门启闭驱动装置。包括电动执行机构，所述电动执行机构的下方设有主轴，所述主轴从上到下依次设有牙嵌式离合器、锥齿轮组、电磁制动器和离心限速器，所述电动执行机构通过三爪联轴器一连接牙嵌式离合器的静部，牙嵌式离合器的动部、锥齿轮组、电磁制动器的静部依次连接主轴的上轴体，电磁制动器的动部和离心限速器依次连接主轴的下轴体。本发明在工作中，牙嵌式离合器、电磁制动器可靠地实现上轴体的轴向移动以及复位动作，结构精巧，具有可靠的停位、动作范围。本发明结构合理，闭门速度快，性能稳定，操作方便。

Description

一种闸门启闭驱动装置

技术领域

本发明涉及闸门控制机构，尤其涉及一种闸门启闭驱动装置。

背景技术

闸门应用的范围十分的广泛，很多闸门都是应用在水力、石油化工和给排水方面，快速闭门装置一般与壁板阀配合使用，在紧急状态下可以快速关闭壁板阀，从而能够快速的切断水流，实现对于水流的保护，防止意外情况的发生，但是目前很多闭门装置需要人工进行闸门的启闭，不能够快速对紧急情况作出反应，自动化程度不高，性能不够稳定，容易出现关闭效率低，关闭不及时的情况。

目前，闸门启闭时，通过主轴驱动齿轮传动机构从而带动闸门升降，主轴为单一轴体，这样，在断电时，闸门在重力作用下，实现关闭，稳定性差；各零件之间刚性连接，难以形成轴向位移。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种结构精巧，响应快、性能稳定，动作可靠的闸门启闭驱动装置。

本发明的技术方案是：包括电动执行机构，所述电动执行机构的下方设有主轴，所述主轴从上到下依次设有牙嵌式离合器、锥齿轮组、电磁制动器和离心限速器，

所述电动执行机构通过三爪联轴器一连接牙嵌式离合器的静部，牙嵌式离合器的动部、锥齿轮组、电磁制动器的静部依次连接主轴的上轴体，电磁制动器的动部和离心限速器依次连接主轴的下轴体。

所述牙嵌式离合器位于上箱体内，所述上箱体呈n形，所述牙嵌式离合器的静部包括转体、线圈、转体牙嵌、外壳和固定座一，所述三爪联轴器一连接转体，所述外壳套设在转体上，所述外壳与固定座一相连，所述固定座一通过螺栓连接上箱体和电动执行机构，所述线圈位于转体和外壳之间，所述转体牙嵌连接所述转体；

所述牙嵌式离合器的动部包括牙嵌外圈、簧片、内齿圈和固定座二，所述固定座二连接上轴体，所述固定座二通过螺栓连接内齿圈，所述牙嵌外圈套设在内齿圈上，所述牙嵌外圈和内齿圈相啮合，所述簧片设在牙嵌外圈和内齿圈之间。

所述锥齿轮组设在下箱体内，所述上箱体与下箱体相连接，所述下箱体呈H形，所述下箱体的中部设有通孔，所述上轴体通过直线轴承连接在通孔内；

所述锥齿轮组位于下箱体的上口内、包括小伞齿轮、大伞齿轮、螺旋副和支承圈，所述小伞齿轮设在下箱体的一侧，所述螺旋副设在大伞齿轮内，所述螺旋副包括螺套和螺母，所述螺母固定设在大伞齿轮内，所述螺套位于螺母内，所述螺套套设在直线轴承上，所述支承圈位于牙嵌外圈和螺套之间。

所述电磁制动器位于下箱体的下口内，所述电磁制动器的动部位于电磁制动器的静部上方，所述上轴体连接在电磁制动器的动部的内孔内、且伸入电磁制动器的静部的内孔，所述上轴体的底部连接三爪联轴器二，所述下轴体的顶部连接三爪联轴器三，

所述电磁制动器的静部固定设在箱体端盖上，所述箱体端盖固定设在箱体总成上。

所述离心限速器包括转盘和若干限位块，若干限位块呈环形、均布设在箱体总成的底面，所述转盘设在下轴体的底部，所述转盘上均布设有若干固定块，所述固定块上设有滑动连接的滑块，所述滑块与限位块一一对应、且通过斜面接触连接。

所述三爪联轴器二和三爪联轴器三之间设有钢球。

本发明包括电动执行机构、牙嵌式离合器、锥齿轮组、电磁制动器和离心限速器，在牙嵌式离合器与电磁制动器之间设置锥齿轮组，采用整轴滑动形式，方便手电切换操作，锥齿轮组中的小伞齿轮通过带动大伞齿轮上的螺旋副动作，螺旋副中的螺套通过支承圈带动牙嵌外圈动作，使得牙嵌式离合器啮合；同时，在簧片的作用下，可实现牙嵌式离合器脱开动作；

在电动执行机构通过手柄切换手动或电动工作时，锥齿轮组更换不同的动作形式。

电磁制动器动作时，电磁制动器的静部吸合电磁制动器的动部，使得牙嵌式离合器脱开，使得闸门具有可靠停位；

离心限速器采用可调速型式，便于不同规格之间的调整。

本发明在工作中，牙嵌式离合器、电磁制动器可靠地实现上轴体的轴向移动以及复位动作，结构精巧，具有可靠的停位、动作范围。

本发明结构合理，闭门速度快，性能稳定，操作方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明中电磁制动器的静部的结构示意图，

图3是本发明中电磁制动器的动部的结构示意图，

图4是电磁制动器的结构示意图，

图5是三爪联轴器二和三爪联轴器三的内部结构示意图，

图6是本发明的工作状态图；

图中1是电动执行机构，2是主轴，21是上轴体，22是下轴体，

3是牙嵌式离合器，31是牙嵌式离合器的静部，311是转体，312是线圈，313是转体牙嵌，314是外壳，315是固定座一，

32是牙嵌式离合器的动部，321是牙嵌外圈，322是簧片，323是内齿圈，324是固定座二，

4是锥齿轮组，41是小伞齿轮，42是大伞齿轮，43是螺旋副，431是螺套，432是螺母，44是支承圈，

5是电磁制动器，51是电磁制动器的动部，52是电磁制动器的静部，

6是齿轮传动机构，61是主圆柱齿轮，62是从圆柱齿轮，63是丝杆螺旋副，631是丝杆螺母，632是丝杆，

7是离心限速器，71是转盘，72是限位块，73是固定块，74是滑块，

8是钢球，9是三爪联轴器一，10是上箱体，11是下箱体，12是箱体端盖，13是箱体总成，14是三爪联轴器二，15是三爪联轴器三，16是手轮，17是直线轴承。

具体实施方式

本发明如图1-6所示，包括电动执行机构1，所述电动执行机构的1下方设有主轴2，所述主轴从上到下依次设有牙嵌式离合器3、锥齿轮组4、电磁制动器5和离心限速器7，

所述电动执行机构1通过三爪联轴器一9连接牙嵌式离合器的静部31，牙嵌式离合器的动部32、锥齿轮组4、电磁制动器的静部52依次连接主轴的上轴体21，电磁制动器的动部51和离心限速器7依次连接主轴的下轴体22。

工作中，主轴的下轴体上设有齿轮传动机构6，齿轮传动机构位于箱体总成内，齿轮传动机构位于电磁制动器的动部51和离心限速器7之间；

所述齿轮传动机构6包括主圆柱齿轮61、从圆柱齿轮62和丝杆螺旋副63，所述下轴体22设在主圆柱齿轮61内，所述丝杆螺旋副63设在从圆柱齿轮62内，所述主圆柱齿轮61和从圆柱齿轮62相啮合，所述丝杆螺旋副63包括丝杆螺母631和丝杆632，所述丝杆螺母631固定设在从圆柱齿轮62内，所述丝杆632位于丝杆螺母631内，所述丝杆的顶部设有缓冲器、底部连接闸门。

本发明在工作中，通过电动执行机构提供动力，电动执行机构上设有手柄，可切换手动或电动操作，手动操作时，通过摇动手轮16。

牙嵌式离合器啮合状态时，电动执行机构动作，带动主轴驱动齿轮传动机构将闸门开启；脱开状态时，闸门关闭；

电磁制动器在闸门开启后动作，使得牙嵌式离合器脱开，使得制动可靠；待闸门关闭时，电磁制动器失电；

离心限速器能控制下降速度；

锥齿轮组使得在断电情况下，牙嵌式离合器产生通电和断电的效果。

本发明在工作中，牙嵌式离合器、电磁制动器可靠地实现上轴体的轴向移动以及复位动作，结构精巧，具有可靠的停位、动作范围。

所述牙嵌式离合器3位于上箱体10内，所述上箱体10呈n形，所述牙嵌式离合器的静部31包括转体311、线圈312、转体牙嵌313、外壳314和固定座一315，所述三爪联轴器一9连接转体311，所述外壳314套设在转体上，所述外壳314与固定座一315相连，所述固定座一315通过螺栓连接上箱体和电动执行机构，所述线圈312位于转体和外壳之间，所述转体牙嵌313连接所述转体；

所述牙嵌式离合器的动部32包括牙嵌外圈321、簧片322、内齿圈323和固定座二324，所述固定座二324连接上轴体21，所述固定座二324通过螺栓连接内齿圈323，所述牙嵌外圈321套设在内齿圈323上，所述牙嵌外圈和内齿圈相啮合，牙嵌外圈和内齿圈之间可轴向动作；所述簧片设在牙嵌外圈和内齿圈之间，起到两者复位作用。

牙嵌式离合器分动、静二部分，通电时，动、静二部分吸合联结成一体，从而传递力矩，此时，牙嵌外圈和转体牙嵌啮合动作，此时，电动执行机构通过三爪联轴器一带动转体，转体带动转体牙嵌，转体牙嵌带动牙嵌外圈，由于牙嵌外圈和内齿圈啮合，内齿圈固定在固定座二上，固定座二进而带动上轴体动作；

断电时，动、静二部分失去吸力，在簧片的作用下，转体牙嵌带动牙嵌外圈分离，牙嵌式离合器脱开。

所述锥齿轮组4设在下箱体11内，所述上箱体10与下箱体11相连接，所述下箱体呈H形，所述下箱体的中部设有通孔，所述上轴体21通过直线轴承17连接在通孔内，使得上轴体可在直线轴承内轴向窜动；

所述锥齿轮组4位于下箱体的上口内、包括小伞齿轮41、大伞齿轮42、螺旋副43和支承圈44，所述小伞齿轮41设在下箱体的一侧，所述螺旋副43设在大伞齿轮内，所述螺旋副43包括螺套431和螺母432，所述螺母固定设在大伞齿轮内，所述螺套位于螺母内，所述螺套套设在直线轴承上，所述支承圈44位于牙嵌外圈和螺套之间。

锥齿轮组在工作中，大伞齿轮可旋转、无轴向窜动，小伞齿轮整体结构装于下箱体内，当大伞齿轮旋转时带动螺旋副旋转，产生轴向位移，因而使支承圈44产生窜动，从而使牙嵌式离合器产生通电和断电的效果。

所述电磁制动器5位于下箱体11的下口内，所述电磁制动器的动部51位于电磁制动器的静部52上方，所述上轴体21连接在电磁制动器的动部的内孔内、且伸入电磁制动器的静部的内孔，所述上轴体的底部连接三爪联轴器二14，所述下轴体的顶部连接三爪联轴器三15，三爪联轴器二和三爪联轴器三之间啮合；

所述电磁制动器的静部52固定设在箱体端盖12上，所述箱体端盖12固定设在箱体总成上。

由于主轴的结构形式为分体式（即在两个三爪联轴器处分断），电磁制动器的静部即下部设有线圈和动部即上部设有摩擦铁，两者中间均为内孔，工作中，三爪联轴器三无轴向窜动，三爪联轴器二随轴有窜动，两者靠电磁吸合，靠簧片322分开。

电动状态下，牙嵌式离合器啮合工作时，将闸门升起后，电磁制动器吸合，将牙嵌式离合器脱开，起到可靠制动。其中，吸合时，带动上轴体通过固定座二带动内齿圈，使得簧片拉伸；这时，通过电磁制动器，强制将三爪联轴器二和三爪联轴器三吸合；

闸门关闭时，电磁制动器断电，在簧片322作用下，电磁制动器的动部和静部分开。

所述离心限速器7包括转盘71和若干限位块72，若干限位块呈环形、均布设在箱体总成的底面，所述转盘71设在下轴体22的底部，所述转盘71上均布设有若干固定块73，所述固定块上设有滑动连接的滑块74，所述滑块和固定块上设有对应的滑孔，所述滑块内设有嵌块，使得滑块在离心力的作用下，能够滑动；

所述滑块与限位块一一对应、且通过斜面接触连接。采用倾斜的摩擦面，通过改变力臂的大小，从而实现速度可调。

离心限速器装于下轴体上，当转速超过一定值后，起到刹车作用，从而实现降速，与传统的离心限速器比较，主要区别是力矩（速度）可调，确保适合不同规格的需要。

如图5所示，所述三爪联轴器二14和三爪联轴器三15之间设有钢球8；设置钢球，使得三爪联轴器二和三爪联轴器三之间方便滑动，省力、滑动可靠。

本发明的工作过程为：

1、手动工作：

当需要打开闸门时：（1）操作电动执行机构切换手柄（切换至手动）；（2）摇动锥齿轮组，使牙嵌式离合器处于啮合状态；（3）摇动电动执行机构上的手轮，将闸门升至最高处（打开状态）

当需要关闭闸门时：（1）摇动锥齿轮组，使牙嵌式离合器处于脱开状态；（2）闸门先慢后快下落，达到一定速度后，离心限速器工作，使闸门下落速度减慢后再变快重复，最终关闭。

2、电动工作：

当需要打开闸门时：（1）操作电动执行机构切换手柄（切换至电动）；（2）摇动锥齿轮组，使牙嵌式离合器处于脱开状态；（3）按下启动按钮，使牙嵌式离合器处于啮合状态，电动执行机构动作，使闸门处于完全打开位置，动作结束后，电磁制动器动作，使牙嵌式离合器处于脱开状态，制动由电磁制动器控制。

当需要关闭闸门时：（1）电磁制动器突然失电；（2）闸门先慢后快下落，达到一定速度后，离心限速器工作，使闸门下落速度减慢后再变快重复，使闸门安全关到位。

本发明具有以下有益效果：

1、结构合理，闭门速度快，性能稳定，操作方便，可以替代现有的速闭启闭机、启闭机；

2、牙嵌式离合器与电磁制动器动作协调，有效解决了轴向窜动问题；

3、离心限速器实现了转速可调的性能，使之用途更广。

Claims (3)

1.一种闸门启闭驱动装置，其特征在于，包括电动执行机构，所述电动执行机构的下方设有主轴，所述主轴从上到下依次设有牙嵌式离合器、锥齿轮组、电磁制动器和离心限速器，

所述电动执行机构通过三爪联轴器一连接牙嵌式离合器的静部，牙嵌式离合器的动部、锥齿轮组、电磁制动器的静部依次连接主轴的上轴体，电磁制动器的动部和离心限速器依次连接主轴的下轴体；

所述牙嵌式离合器位于上箱体内，所述上箱体呈n形，所述牙嵌式离合器的静部包括转体、线圈、转体牙嵌、外壳和固定座一，所述三爪联轴器一连接转体，所述外壳套设在转体上，所述外壳与固定座一相连，所述固定座一通过螺栓连接上箱体和电动执行机构，所述线圈位于转体和外壳之间，所述转体牙嵌连接所述转体；

所述牙嵌式离合器的动部包括牙嵌外圈、簧片、内齿圈和固定座二，所述固定座二连接上轴体，所述固定座二通过螺栓连接内齿圈，所述牙嵌外圈套设在内齿圈上，所述牙嵌外圈和内齿圈相啮合，所述簧片设在牙嵌外圈和内齿圈之间；

所述锥齿轮组设在下箱体内，所述上箱体与下箱体相连接，所述下箱体呈H形，所述下箱体的中部设有通孔，所述上轴体通过直线轴承连接在通孔内；

所述锥齿轮组位于下箱体的上口内、包括小伞齿轮、大伞齿轮、螺旋副和支承圈，所述小伞齿轮设在下箱体的一侧，所述螺旋副设在大伞齿轮内，所述螺旋副包括螺套和螺母，所述螺母固定设在大伞齿轮内，所述螺套位于螺母内，所述螺套套设在直线轴承上，所述支承圈位于牙嵌外圈和螺套之间；

所述电磁制动器位于下箱体的下口内，电磁制动器的静部为线圈、动部为摩擦铁，两者中间均为内孔；

所述电磁制动器的动部位于电磁制动器的静部上方，所述上轴体连接在电磁制动器的动部的内孔内、且伸入电磁制动器的静部的内孔，所述上轴体的底部连接三爪联轴器二，所述下轴体的顶部连接三爪联轴器三，

所述电磁制动器的静部固定设在箱体端盖上，所述箱体端盖固定设在箱体总成上。

2.根据权利要求1所述的一种闸门启闭驱动装置，其特征在于，所述离心限速器包括转盘和若干限位块，若干限位块呈环形、均布设在箱体总成的底面，所述转盘设在下轴体的底部，所述转盘上均布设有若干固定块，所述固定块上设有滑动连接的滑块，所述滑块与限位块一一对应、且通过斜面接触连接。

3.根据权利要求1所述的一种闸门启闭驱动装置，其特征在于，所述三爪联轴器二和三爪联轴器三之间设有钢球。