CN109506031B - 扭力密封阀门在线驱动装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种扭力密封阀门在线驱动装置，包括：底座、升降模组和扭力密封机构。扭力密封机构包括套筒基座、马达固定套筒、伸缩套筒、伸缩套筒油缸以及阀门定位板，还包括液压马达、减速机、第一连接轴、扭矩传感器、第二连接轴、第一万向节、第二万向节、伸缩杆、阀门连接套筒和角度编码器。该扭力密封阀门在线驱动装置结构紧凑，通用性强，能在阀门组装、测试等多个过程使用，减少了劳动强度；通过扭矩传感器和角度编码器实现扭矩力的精准控制，使得阀门获得较高的装配质量。

Description

扭力密封阀门在线驱动装置

技术领域

本发明涉及扭力密封阀门在线驱动装置技术领域，尤其涉及一种扭力密封阀门在线驱动装置。

背景技术

阀门主密封结构形式的原理通常分为位置密封和扭矩密封两种。以典型的蝶阀为例，中线、单偏心及双偏心的蝶阀都是靠阀板挤压阀座造成的弹性变形产生密封效果，对密封的关闭位置要求较高，因此属于位置密封阀门。三偏心蝶阀从根本上改变了密封构造、密封断面形式由圆变成了椭圆，即从位置密封变成了扭力密封，这种结构的产生使得蝶阀在高温高压的严苛工况应用中获得了前所未有的发展。

作为扭力密封阀门，在整个装配、泄漏测试过程中都需要驱动机构始终保持一定的扭力，其扭矩和行程方面可靠的精度是阀门装配获得最佳效能的重要保证，用最小的驱动扭矩实现阀门精准的控制，使阀门性价比得到较好体现。然而由于成本、技术等原因，众多企业在研发及生产中没有开发特定的设备，而是使用精度和效率都较低的减速机或气动执行器等作为临时驱动校验装置，这就使得从阀门获取的研发数据可靠性低、量产时生产效率不高，尤其对于较大扭矩阀门，在考虑大的安全系数的情况下，性价比和竞争力都显著降低。

发明内容

本发明针对上述问题，克服至少一个不足，提出了一种扭力密封阀门在线驱动装置。

本发明采取的技术方案如下：

一种扭力密封阀门在线驱动装置，包括：底座；升降模组，具有可升降且可旋转的主轴，升降模组安装于底座上；以及扭力密封机构，安装于主轴的顶端；扭力密封机构包括套筒基座、马达固定套筒、伸缩套筒、伸缩套筒油缸以及阀门定位板，马达固定套筒设于套筒基座一端，伸缩套筒可伸缩地设于套筒基座另一端，伸缩套筒油缸连接套筒基座和伸缩套筒以控制伸缩套筒伸缩，阀门定位板设于伸缩套筒的自由端；

扭力密封机构还包括液压马达、减速机、第一连接轴、扭矩传感器、第二连接轴、第一万向节、第二万向节、伸缩杆和阀门连接套筒，液压马达设于马达固定套筒一端，减速机设于马达固定套筒内与液压马达的输出轴连接，扭矩传感器设于马达固定套筒内，并通过第一连接轴连接减速机，扭矩传感器的另一端通过第二连接轴连接第一万向节，第二连接轴从套筒基座中穿过，第二连接轴与套筒基座之间设有深沟球轴承，第二万向节连接第一万向节和伸缩杆，阀门连接套筒设于伸缩杆的自由端；第一万向节和第二万向节均设于伸缩套筒内，伸缩杆的一端从伸缩套筒连接阀门定位板的一端伸出；

扭力密封机构还包括角度编码器，第一连接轴靠近减速机的一端设有第一同步轮，角度编码器连接有第二同步轮，第一同步轮和第二同步轮通过同步带连接。

于本发明一实施例中，所述升降模组包括导柱、升降板、升降油缸、升降滚筒、链条；导柱和升降油缸均竖直安装于底座上，升降板套于导柱外侧，主轴可转动地设于升降板上，升降油缸的活塞杆连接升降滚筒，升降滚筒的两端设有齿轮，链条的一端通过连接架连接底座，链条绕过齿轮并与齿轮相啮合，链条的另一端连接升降板。

于本发明一实施例中，还包括刹车组件，刹车组件包括刹车基座、刹车套和刹车油缸，刹车基座固定于升降板上，所述刹车套与刹车基座配合套于其中一个导柱的外侧，刹车油缸安装于刹车基座上，刹车油缸的活塞杆朝向导柱伸出，用于抵住导柱进行刹车。

于本发明一实施例中，所述主轴上设有光栅尺。

于本发明一实施例中，所述升降套筒内还设有伸缩杆挡板，用于对伸缩杆的伸缩长度进行限位。

于本发明一实施例中，扭力密封机构的转动范围为0°～120°。

于本发明一实施例中，所述主轴下端设有升降旋转限位板，用于对主轴的转动进行限位。

本发明相比于现有技术的有益效果是：

本发明扭力密封阀门在线驱动装置结构紧凑，通用性强，能在阀门组装、测试等多个过程使用，减少了劳动强度；通过扭矩传感器和角度编码器实现扭矩力的精准控制，使得阀门获得较高的装配质量。该装置特别适用于扭矩值在500～13000N·m的大跨度范围的扭力密封阀门，在线扭力保持及行程控制精度高达5％，每台阀门仅依靠自身结构即可完成扭矩的传递，在不需要任何阀门夹持装置的辅助下，即可完成整台阀门的安装调试，使用效率较高。

附图说明

图1是本发明扭力密封阀门在线驱动装置的结构示意图；

图2是本发明扭力密封阀门在线驱动装置的俯视图；

图3是本发明扭力密封阀门在线驱动装置的立体图；

图4是本发明扭力密封阀门在线驱动装置的局部结构立体图。

具体实施方式

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

请参考图1-4所示，本发明提供一种扭力密封阀门在线驱动装置，包括底座1、升降模组2以及扭力密封机构3。

升降模组2具有可升降且可旋转的主轴20，升降模组2安装于底座1上。

扭力密封机构3安装于主轴20的顶端。

扭力密封机构3包括套筒基座4、马达固定套筒5、伸缩套筒6、伸缩套筒油缸7以及阀门定位板8。马达固定套筒5设于套筒基座4一端，伸缩套筒6可伸缩地设于套筒基座4另一端，伸缩套筒油缸7连接套筒基座4和伸缩套筒6以控制伸缩套筒6伸缩，阀门定位板8设于伸缩套筒6的自由端。

扭力密封机构3还包括液压马达9、减速机10、第一连接轴11、扭矩传感器12、第二连接轴13、第一万向节14、第二万向节15、伸缩杆16和阀门连接套筒17，液压马达9设于马达固定套筒5一端，减速机10设于马达固定套筒5内与液压马达9的输出轴连接，扭矩传感器12设于马达固定套筒5内，并通过第一连接轴11连接减速机10，扭矩传感器12的另一端通过第二连接轴13连接第一万向节14，第二连接轴13从套筒基座4中穿过，第二连接轴13与套筒基座4之间设有深沟球轴承，第二万向节15连接第一万向节14和伸缩杆16，阀门连接套筒17设于伸缩杆16的自由端；第一万向节14和第二万向节15均设于伸缩套筒6内，伸缩杆16的一端从伸缩套筒6连接阀门定位板8的一端伸出。

扭力密封机构3还包括角度编码器18，第一连接轴11靠近减速机10的一端设有第一同步轮111，角度编码器18连接有第二同步轮181，第一同步轮111和第二同步轮181通过同步带连接。

进行调试测试使用时，将扭力密封机构3转动至朝向阀门100的位置，手动拉出伸缩杆16，使得阀门连接套筒17套入阀杆，然后伸缩套筒油缸7控制伸缩套筒6伸长，使得阀门定位板8卡入阀门顶板，从而完成阀门100的夹持固定，之后启动液压马达9，通过减速机10、第一连接轴11、扭矩传感器12、第二连接轴13、第一万向节14、第二万向节15、伸缩杆16、阀门连接套筒17的传动，使得阀杆旋转，从而启闭阀门100，当扭矩传感器12和角度编码器18达到额定的扭力及行程后，启动扭矩保持功能，开始阀门零部件的组装和扭力的实验，完成后记录调试参数，以备下一个同规格阀门100的安装。

该扭力密封阀门在线驱动装置结构紧凑，通用性强，能在阀门组装、测试等多个过程使用，减少了劳动强度；通过扭矩传感器12和角度编码器18实现扭矩力的精准控制，使得阀门获得较高的装配质量。该装置特别适用于扭矩值在500～13000N·m的大跨度范围的扭力密封阀门，在线扭力保持及行程控制精度高达5％，每台阀门仅依靠自身结构即可完成扭矩的传递，在不需要任何阀门夹持装置的辅助下，即可完成整台阀门的安装调试，使用效率较高。

设置第一万向节14和第二万向节15可以使伸缩杆16在上下左右四个方向进行微量调节运动，方便其上的阀门连接套筒17连接阀门，且能够克服阀门中心和扭力密封机构3整体水平轴线不重合带来的扭力误差。

进一步地，所述升降模组2包括导柱21、升降板22、升降油缸23、升降滚筒24和链条25；导柱21和升降油缸23均竖直安装于底座1上，升降板22套于导柱21外侧，主轴20可转动地设于升降板22上，升降油缸23的活塞杆连接升降滚筒24，升降滚筒24的两端设有齿轮241，链条25的一端通过连接架251连接底座1，链条25绕过齿轮241并与齿轮241相啮合，链条25的另一端连接升降板22。该升降模组2形成一个类似于动滑轮的结构，非常省力，该升降模组2通过升降油缸23将升降滚筒24顶起，即可提起升降板22及其上的机构(包括主轴20和扭力密封机构3)，也就是可以将扭力密封机构3提起至合适的高度位置，使得伸缩杆16和待装配测试的阀门100位于同一水平高度，便于之后将阀杆装入阀门连接套筒17中。

由于主轴20可转动，扭力密封机构3安装于主轴20的顶端，因此，通过推动扭力密封机构3可以使得主轴20和扭力密封机构3一起转动。扭力密封机构3的转动范围为0°～120°，具有较大的转动范围，使用时可以在该范围平面上放置多个需要密封的阀门，通过转动扭力密封机构3可以对多个密封阀门进行装配和测试，大大提高了工作效率。

所述主轴20下端设有升降旋转限位板201，用于对主轴20的转动进行限位，使得主轴20的转动范围为0°～120°。

所述扭力密封阀门在线驱动装置还包括刹车组件30，刹车组件30包括刹车基座31、刹车套32和刹车油缸33，刹车基座31固定于升降板22上，所述刹车套32与刹车基座31配合套于其中一个导柱21的外侧，刹车油缸33安装于刹车基座31上，刹车油缸33的活塞杆朝向导柱21伸出，用于抵住导柱21进行刹车。将阀杆装入阀门连接套筒17，并通过阀门定位板8卡入阀门顶板，将阀门100夹持固定好之后，刹车油缸33控制活塞杆伸出顶住导柱21，使得刹车组件30抱紧导柱21，放置调试好的位置发生变化，之后再启动液压马达9进行扭力测试。刹车组件30可以固定扭力，避免阀门装配及测试时发生偏差。

所述主轴20上设有光栅尺26，可以准确测量主轴20升高的高度，对高度的控制更加精确。

所述伸缩套筒6内还设有伸缩杆挡板19，用于对伸缩杆16的伸缩长度进行限位。

所述阀门定位板8上设有把手81，方便操作人员握持该把手从而推动扭力密封机构3转动至合适的位置。

所述底座1上设有机体防护罩112，该机体防护罩112罩住升降模组2和刹车机构3，起到保护的作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种扭力密封阀门在线驱动装置，其特征在于，包括： 底座； 升降模组，具有可升降且可旋转的主轴，升降模组安装于底座上；以及 扭力密封机构，安装于主轴的顶端；扭力密封机构包括套筒基座、马达固定套筒、伸缩套筒、伸缩套筒油缸以及阀门定位板，马达固定套筒设于套筒基座一端，伸缩套筒可伸缩地设于套筒基座另一端，伸缩套筒油缸连接套筒基座和伸缩套筒以控制伸缩套筒伸缩，阀门定位板设于伸缩套筒的自由端； 扭力密封机构还包括液压马达、减速机、第一连接轴、扭矩传感器、第二连接轴、第一万向节、第二万向节、伸缩杆和阀门连接套筒，液压马达设于马达固定套筒一端，减速机设于马达固定套筒内与液压马达的输出轴连接，扭矩传感器设于马达固定套筒内，并通过第一连接轴连接减速机，扭矩传感器的另一端通过第二连接轴连接第一万向节，第二连接轴从套筒基座中穿过，第二连接轴与套筒基座之间设有深沟球轴承，第二万向节连接第一万向节和伸缩杆，阀门连接套筒设于伸缩杆的自由端；第一万向节和第二万向节均设于伸缩套筒内，伸缩杆的一端从伸缩套筒连接阀门定位板的一端伸出； 扭力密封机构还包括角度编码器，第一连接轴靠近减速机的一端设有第一同步轮，角度编码器连接有第二同步轮，第一同步轮和第二同步轮通过同步带连接。

2.如权利要求1所述的扭力密封阀门在线驱动装置，其特征在于，所述升降模组包括导柱、升降板、升降油缸、升降滚筒、链条；导柱和升降油缸均竖直安装于底座上，升降板套于导柱外侧，主轴可转动地设于升降板上，升降油缸的活塞杆连接升降滚筒，升降滚筒的两端设有齿轮，链条的一端通过连接架连接底座，链条绕过齿轮并与齿轮相啮合，链条的另一端连接升降板。

3.如权利要求2所述的扭力密封阀门在线驱动装置，其特征在于，还包括刹车组件，刹车组件包括刹车基座、刹车套和刹车油缸，刹车基座固定于升降板上，所述刹车套与刹车基座配合套于其中一个导柱的外侧，刹车油缸安装于刹车基座上，刹车油缸的活塞杆朝向导柱伸出，用于抵住导柱进行刹车。

4.如权利要求1所述的扭力密封阀门在线驱动装置，其特征在于，所述主轴上设有光栅尺。

5.如权利要求1所述的扭力密封阀门在线驱动装置，其特征在于，所述伸缩套筒内还设有伸缩杆挡板，用于对伸缩杆的伸缩长度进行限位。

6.如权利要求1所述的扭力密封阀门在线驱动装置，其特征在于，扭力密封机构的转动范围为0°～120°。

7.如权利要求1所述的扭力密封阀门在线驱动装置，其特征在于，所述主轴下端设有升降旋转限位板，用于对主轴的转动进行限位。