CN112096906B - 一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及无摩擦球阀领域，具体涉及一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀，包括直线电机、旋转电机；旋转电机磁极与环形初级绕组块均固连在同一输出轴上，旋转电机定子的下端固连有动力机构安装架；输出轴从旋转电机定子及动力机构安装架内部穿过后通过销轴与阀芯轴固连在一起；中空球形阀体内部安装有正方体形阀芯；正方体形阀芯下底面的中心处存在圆孔，圆孔中插入上端光轴下端螺纹式泄放螺栓。本发明将伺服电直驱、分散多动力、机电一体化和阀瓣可伸缩脱离阀体的思想应用到传统的球阀设计中，从而达到动力元件精确控制，分散动力各自驱动可靠性更高，减少或直接省去传动机构，阀体开闭过程均与阀座无接触摩擦运动的目的。

Description

一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀
技术领域
本发明涉及无摩擦球阀领域，具体涉及一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀。
背景技术
我国作为石油运输、消耗大国，用于石油运输的管道总长度已经超过2万公里，并且呈逐年递增趋势。而球阀作为调节管道流量的重要部件被广泛应用于油、气运输管线路中。由于球阀具有流体阻力小，启闭速度快和操作简单等特点，因此广泛使用在在石油、化工、电站等行业。球阀的密封是通过球体和阀座之间预先设定的预紧力加上液体压力在阀座密封面上引起的作用力形成的。
传统球阀普遍存在着以下缺陷：①、在阀门的开启与关闭过程中，球体始终与阀座紧密贴合，旋转时摩擦力大，长期多次使用后，球体与阀座磨损现象严重。②、长期频繁操作后，阀芯产生磨损使阀门在导通或关闭状态下会产生泄露等不良状况，使用寿命较短。③、启闭操作十分费力，常常受到使用环境包括流动截止温度、压力的限制。大型的球阀其驱动装置设计也不够完善，减速器等部分体积较大，不利于安装等问题都影响了其使用性能，难以满足现代工业生产的需要。
目前市场上存在的无摩擦球阀可分为两大类。一类是偏置式无摩擦球阀，通过偏心拨杆拨动阀芯整体沿底部中轴线产生偏移，阀芯与阀座脱离接触，进而使得开闭阀门过程无摩擦；另一类是轨道式无摩擦球阀，此类无摩擦球阀阀芯部分多为楔形阀芯，且阀芯阀瓣分开制作，相互配合移动，可将上下竖直位移转化为阀瓣的水平位移进而达到无摩擦的效果。上述两大类无摩擦球阀也都存在传动机构设计复杂，且偏置式的无摩擦偶发密封效果存在较大缺陷，不可在关键管路中使用。
发明内容
为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀，将伺服电直驱、分散多动力、机电一体化和阀瓣可伸缩脱离阀体的思想应用到传统的球阀设计中，从而达到动力元件精确控制，分散动力各自驱动可靠性更高，减少或直接省去传动机构，阀体开闭过程均与阀座无接触摩擦运动的目的。
本发明实现上述功能的技术方案是：一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀，其特殊之处在于：
包括环形初级绕组块，环形初级绕组块外侧配合安装有环形永磁体组，环形永磁体组下端固连在直线电机安装架上，直线电机安装架固连在旋转电机定子上；
旋转电机定子内部安装有多个旋转电机磁极，旋转电机磁极与环形初级绕组块均固连在同一输出轴上，旋转电机定子的下端固连有动力机构安装架；
输出轴从旋转电机定子及动力机构安装架内部穿过后通过销轴与阀芯轴固连在一起；动力机构安装架的下端固连有中空球形阀体，中空球形阀体内部安装有正方体形阀芯；
正方体形阀芯四个水平面上开设四个凹槽：第一凹槽、第二凹槽、第三凹槽、第四凹槽；其中第一凹槽和第二凹槽相对，安装两个开位阀瓣，第三凹槽、第四凹槽相对，安装两个关位阀瓣；
阀芯轴底部插入正方体形阀芯上顶面中心的方形孔内；正方体形阀芯的上顶面上四条边分别开设有长方形的第一滑道、第二滑道、第三滑道以及第四滑道；第一滑道、第二滑道、第三滑道以及第四滑道内部分别安装有第一滑块、第二滑块、第三滑块和第四滑块；第一滑块前端固连在一个开位阀瓣的背面，第二滑块前端固连在另一个开位阀瓣的背面，第三滑块前端固连在一个关位阀瓣的背面，第四滑块前端固连在另一个关位阀瓣的背面；第一滑块的另一端由第一曲柄与阀芯轴相连，第二滑块的另一端由第二曲柄与阀芯轴相连，第三滑块的另一端由第三曲柄与阀芯轴相连，第四滑块的另一端由第四曲柄与阀芯轴相连；
正方体形阀芯下底面的中心处存在圆孔，圆孔中插入上端光轴下端螺纹式泄放螺栓的上半光轴段，上端光轴下端螺纹式泄放螺栓的下半螺纹段与中空球形阀体形成固连密封。
进一步地，上述环形初级绕组块外侧1～2mm间隙处配合安装有环形永磁体组。
进一步地，上述上端光轴下端螺纹式泄放螺栓的下半螺纹段与中空球形阀体通过螺纹形成固连密封。
本发明的优点：
1、本发明采用分散多动力，伺服电直驱，机电一体化的思想进行设计，使用两套动力源，直线电机和旋转电机共同驱动同一根输出轴，使一根轴可以完成直线移动和旋转运动，互不干扰，由此可达到更高的系统可靠性和更高的传动效率；
2、本发明阀体部分采用阀芯安装阀瓣、阀瓣可以伸缩的结构，能够达到阀瓣与阀体的脱离，进而使阀工作过程中不存在摩擦，克服了以往楔形阀芯在上移过程中仍存在摩擦的问题，使得阀体寿命大大延长；
3、本发明阀瓣依靠曲柄连杆机构实现阀瓣的水平位移，不需要另一套多余的动力机构来满足这一运动需求，节省了设计空间；
4、本发明阀芯的底部的凹槽配合特殊的泄放螺栓设计，可以起到阀芯旋转过程的支撑导向作用，在阀门状态切换完毕后，拧出泄放螺栓可以排除切换过程中残存的液体。
附图说明
图1为本发明实施例中球阀完全开启时的剖面结构图；
图2为实施例中球阀完全关闭时的剖面结构图；
图3为本发明的整体外观图；
图4为旋转电机部分结构图；
图5为直线电机部分结构图；
图6为本发明中伸缩式阀芯部分整体结构轴侧图；
图7为本发明中部件阀芯10结构图；
图8为本发明中开位阀瓣和8结构图；
图9为本发明中关位阀瓣16的结构图；
图10为本发明中部件阀芯轴13的结构示。
图中：1、环形初级绕组块；2、环形永磁体组；3、直线电机安装架；4、旋转电机定子；5、旋转电机磁极；6、动力机构安装架；7、中空球形阀体；8、开位阀瓣；9、上端光轴下端螺纹式泄放螺栓；10、正方体形阀芯；101、第一滑道；102、第二滑道；103、第三滑道、104、第四滑道；105、方形孔；106、圆孔；107、第一凹槽；108、第二凹槽；109、第三凹槽；1010、第四凹槽；111、第一滑块；112、第二滑块；113、第三滑块；114、第四滑块；；121、第一曲柄；122、第二曲柄；123、第三曲柄；124、第四曲柄；13、阀芯轴；14、输出轴；15、销轴；16、关位阀瓣。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
如图1～图10所示，一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀，包括环形初级绕组块1，环形初级绕组块1外侧1～2mm间隙处配合安装有环形永磁体组2，环形永磁体组2下端固连在直线电机安装架3上，直线电机安装架3固连在旋转电机定子4上。旋转电机定子4内部安装有多个旋转电机磁极5，旋转电机磁极5与环形初级绕组块1均固连在同一输出轴14上，旋转电机定子4的下端固连有动力机构安装架6。输出轴14从旋转电机定子4及动力机构安装架6内部穿过后通过销轴15与阀芯轴13固连在一起。动力机构安装架6的下端固连有中空球形阀体7，中空球形阀体7内部安装有正方体形阀芯10。正方体形阀芯10四个水平面上开设四个凹槽，第一凹槽107、第二凹槽108、第三凹槽109、第四凹槽1010。其中第一凹槽107和第二凹槽108相对，安装两个开位阀瓣8。第三凹槽109、第四凹槽1010相对，安装两个关位阀瓣16。阀芯轴13底部插入正方体形阀芯10上顶面中心的方形孔105内。正方体形阀芯10的上顶面上四条边分别开设有长方形的第一滑道101，第二滑道102，第三滑道103以及第四滑道104。第一滑道101，第二滑道102，第三滑道103以及第四滑道104内部分别安装有第一滑块111，第二滑块112，第三滑块113和第四滑块114。第一滑块111前端固连在一个开位阀瓣8的背面，第二滑块112前端固连在另一个开位阀瓣8的背面，第三滑块113前端固连在一个关位阀瓣16的背面，第四滑块114前端固连在另一个关位阀瓣16的背面；第一滑块111的另一端由第一曲柄121与阀芯轴13相连，第二滑块112的另一端由第二曲柄122与阀芯轴13相连，第三滑块113的另一端由第三曲柄123与阀芯轴13相连，第四滑块114的另一端由第四曲柄124与阀芯轴13相连。正方体形阀芯10下底面的中心处存在圆孔106，圆孔106中插入上端光轴下端螺纹式泄放螺栓9的上半光轴段，上端光轴下端螺纹式泄放螺栓9的下半螺纹段与中空球形阀体7通过螺纹形成固连密封。
参见图1，球阀在开启状态时，阀芯轴13处于竖直高度位置最低点，与正方体形阀芯10顶面方形孔105最底部接触，第一曲柄121和第二曲柄122推处第一滑块111和第二滑块112处于滑道最外端，推动2个开位阀瓣8处于伸出状态，球面与中空球形阀体7内腔完全接触贴合，通孔与管道重合，流体可以流过，阀门打开。
图2为阀门关闭的状态，相较图1传动机构整体以及阀芯整体结构均已旋转了90°(顺/逆时针都可以)，阀芯轴13处于最低点，2个关位阀瓣16伸出与管道重合，堵住流体，阀门关闭。
参见图4，旋转电机结构由直接固连在输出轴上的多块极性不同的永磁体作为旋转电机磁极5和旋转电机定子4组成。磁极的形状是具有一定厚度的弧形片，外径小于环形永磁体的内径，则二者也存1～2mm的气隙。磁极长度大于旋转电机定子4的高度，二者差值大于阀芯轴13上升运动的距离，使输出轴在上升或下降后仍然有大部分的磁极处于定子圆柱体内，以此保证磁通的变换波动较小，不影响旋转电机的旋转运动输出。
图5为环形永磁体组2的部分环形永磁体，多个环形永磁体沿轴向高度之和大于环形初级绕组块1，且二者差值大于阀芯轴13上升运动的距离。如图6与图7所示，正方体形阀芯10顶面的4个滑道所在位置，每个滑道左右两面存在凸起边，与4个滑块侧面凹槽相配合，由此限制4个滑块不能在竖直方向离开滑道。参见图10，阀芯轴13结构分为4段，最上端开出的销孔用于安装传动的销轴15，次级无作用，再次级的一段为正方形柱体，4个面用于安装4个曲柄，最底段正方形柱体段插入正方体形阀芯10顶面中心的方形孔105，传递旋转运动。
本发明的工作原理为：
1、本发明阀门由开启转换到关闭的过程：直线电机的环形初级绕组块1通电产生磁场，环形永磁体组2的磁性排列是N-S-N-S……多块循环堆叠放置，且与环形初级绕组块1存在均匀气隙，即可产生电磁力，由此拉动环形初级绕组块1竖直向上运动，与其固连的输出轴14同时竖直向上移动，输出轴14下端通过销轴15带动阀芯轴13竖直向上运动，阀芯轴13带动第一曲柄121，第二曲柄122，第三曲柄123，第四曲柄124末端抬升，滑块和滑道的自由度限制使滑块只能沿滑道做平移运动，因此4个曲柄的抬升进一步带动第一滑块111，第二滑块112，第三滑块113和第四滑块114向中心方向移动，进而带动开位阀瓣8向内水平移动，此时开位阀瓣8的球面即与中空球形阀体7内腔处脱离接触。整体上升运动完成后(上升后阀芯轴13最底段方形柱体仍然处于阀芯10顶面中心方形孔105中)，旋转电机点定子4的三相绕组通电，产生旋转的旋转电磁场，与旋转电机磁极5产生闭合磁通回路，因此带动旋转电机磁极5，进一步带动输出轴14进行旋转90°(顺时针或逆时针均可)停止，通过销轴15传递扭矩，阀芯轴13跟随转动90°，带动正方体形阀芯10同时旋转90°至关位阀瓣16与管道流路平行，然后旋转电机停止供电，直线电机中的环形初级绕组块1通入产生竖直向下的电磁力的电流，带动输出轴14和阀芯轴13竖直向下运动，直至阀芯轴13最底部的底面与阀芯10顶面中心方形孔105最底部接触，运动被限制停止，阀芯轴13向下运动过程中，带动4个曲柄末端下移，推动4个滑块向外运动，进一步推动关位阀瓣16向外运动直到球面与中空球形阀体7内腔完全贴合，由此关位阀瓣16堵住管道，阀门完全关闭。
2、本发明阀门由关闭转换到开启的过程：阀门开启的过程与阀门关闭的过程执行动作完全一致，阀芯轴13先竖直上升，带动关位阀瓣16脱离接触后再旋转90°至开位阀瓣8与管道平行，再下降阀芯轴13推动开位阀瓣8伸缩至与阀座体完全贴合，流体可以通过，阀门完全打开。
3、本发明阀门状态切换完毕排放残余液体过程：上端光轴下端螺纹式泄放螺栓9的上端光轴部分在上述两个过程中均起到了对锥形阀芯运动的导向和限位作用。在状态切换完毕后，从外部旋转出上端光轴下端螺纹式泄放螺栓9与中空球形阀体7底部脱离，即可排出腔内残余液体。
以上所述仅为本发明的实施例，并非以此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的系统领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀，其特征在于：
包括环形初级绕组块(1)，环形初级绕组块(1)外侧配合安装有环形永磁体组(2)，环形永磁体组(2)下端固连在直线电机安装架(3)上，直线电机安装架(3)固连在旋转电机定子(4)上；
旋转电机定子(4)内部安装有多个旋转电机磁极(5)，旋转电机磁极(5)与环形初级绕组块(1)均固连在同一输出轴(14)上，旋转电机定子(4)的下端固连有动力机构安装架(6)；
输出轴(14)从旋转电机定子(4)及动力机构安装架(6)内部穿过后通过销轴(15)与阀芯轴(13)固连在一起；动力机构安装架(6)的下端固连有中空球形阀体(7)，中空球形阀体(7)内部安装有正方体形阀芯(10)；
正方体形阀芯(10)四个水平面上开设四个凹槽：第一凹槽(107)、第二凹槽(108)、第三凹槽(109)、第四凹槽(1010)；其中第一凹槽(107)和第二凹槽(108)相对，安装两个开位阀瓣(8)，第三凹槽(109)、第四凹槽(1010)相对，安装两个关位阀瓣(16)；
阀芯轴(13)底部插入正方体形阀芯(10)上顶面中心的方形孔(105)内；正方体形阀芯(10)的上顶面上四条边分别开设有长方形的第一滑道(101)、第二滑道(102)、第三滑道(103)以及第四滑道(104)；第一滑道(101)、第二滑道(102)、第三滑道(103)以及第四滑道(104)内部分别安装有第一滑块(111)、第二滑块(112)、第三滑块(113)和第四滑块(114)；第一滑块(111)前端固连在一个开位阀瓣(8)的背面，第二滑块(112)前端固连在另一个开位阀瓣(8)的背面，第三滑块(113)前端固连在一个关位阀瓣(16)的背面，第四滑块(114)前端固连在另一个关位阀瓣(16)的背面；
第一滑块(111)的另一端由第一曲柄(121)与阀芯轴(13)相连，第二滑块(112)的另一端由第二曲柄(122)与阀芯轴(13)相连，第三滑块(113)的另一端由第三曲柄(123)与阀芯轴(13)相连，第四滑块(114)的另一端由第四曲柄(124)与阀芯轴(13)相连；
正方体形阀芯(10)下底面的中心处存在圆孔(106)，圆孔(106)中插入上端光轴下端螺纹式泄放螺栓(9)的上半光轴段，上端光轴下端螺纹式泄放螺栓(9)的下半螺纹段与中空球形阀体(7)形成固连密封。
2.根据权利要求1所述的一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀，其特征在于：
所述环形初级绕组块(1)外侧1～2mm间隙处配合安装有环形永磁体组(2)。
3.根据权利要求1或2所述的一种直线和旋转电机协同驱动的伸缩式无摩擦球阀，其特征在于：
上端光轴下端螺纹式泄放螺栓(9)的下半螺纹段与中空球形阀体(7)通过螺纹形成固连密封。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114719043B (zh) * 2022-04-12 2024-02-13 衡阳泰豪通信车辆有限公司 一种真空组合阀

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1529689A (fr) * 1967-03-30 1968-06-21 Neyrpic Ets Perfectionnements aux robinets sphériques
JPS59151669A (ja) * 1983-02-17 1984-08-30 Hitachi Metals Ltd 回転型調節弁
US4936547A (en) * 1989-12-11 1990-06-26 Worcester Controls Corporation Eccentric ball valve
CN203395244U (zh) * 2013-08-14 2014-01-15 浙江石化阀门有限公司 撑开式无摩擦球面闸阀
CN204878818U (zh) * 2015-06-17 2015-12-16 广州市昊封流体工程技术有限公司 伸缩式球面旋转阀芯及无磨损增压球阀
CN106523731A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 重庆川仪调节阀有限公司 锁斗锁渣球阀
KR101816771B1 (ko) * 2016-12-20 2018-01-09 밸프 주식회사 링크로드 세그먼트형 무(無)시트 볼밸브
CN109707865A (zh) * 2019-01-29 2019-05-03 中国石化销售有限公司华南分公司 一种四阀瓣式无摩擦球阀
CN110159785A (zh) * 2019-06-19 2019-08-23 韩国昊 一种改进型球阀
CN110242770A (zh) * 2019-07-02 2019-09-17 李军 一种三通球阀
CN110594442A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 淄博沃泰斯石化设备有限公司 一种dbb强制密封阀及操作装置

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1529689A (fr) * 1967-03-30 1968-06-21 Neyrpic Ets Perfectionnements aux robinets sphériques
JPS59151669A (ja) * 1983-02-17 1984-08-30 Hitachi Metals Ltd 回転型調節弁
US4936547A (en) * 1989-12-11 1990-06-26 Worcester Controls Corporation Eccentric ball valve
CN203395244U (zh) * 2013-08-14 2014-01-15 浙江石化阀门有限公司 撑开式无摩擦球面闸阀
CN204878818U (zh) * 2015-06-17 2015-12-16 广州市昊封流体工程技术有限公司 伸缩式球面旋转阀芯及无磨损增压球阀
CN106523731A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 重庆川仪调节阀有限公司 锁斗锁渣球阀
KR101816771B1 (ko) * 2016-12-20 2018-01-09 밸프 주식회사 링크로드 세그먼트형 무(無)시트 볼밸브
CN109707865A (zh) * 2019-01-29 2019-05-03 中国石化销售有限公司华南分公司 一种四阀瓣式无摩擦球阀
CN110159785A (zh) * 2019-06-19 2019-08-23 韩国昊 一种改进型球阀
CN110242770A (zh) * 2019-07-02 2019-09-17 李军 一种三通球阀
CN110594442A (zh) * 2019-09-20 2019-12-20 淄博沃泰斯石化设备有限公司 一种dbb强制密封阀及操作装置

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