CN201739607U - 电动阀门执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电动阀门执行器，包括壳体、安装在壳体内的电机、与电机连接的电机转轴，电机驱动电机转轴旋转，其特征在于：电机转轴连接有蜗杆，在壳体中还安装有主轴，主轴上安装有蜗轮，蜗杆与蜗轮啮合，主轴下端连接阀杆，当电机转动时，电机转轴带动蜗杆、蜗轮转动，使得主轴和阀杆上升/下降，从而实现自动操作，主轴上还连接有联动器，联动器上结合有旋转手轮，在蜗轮与联动器之间安装有手动/自动切换块，并且手动/自动切换块与手动/自动切换手柄连接，当手动/自动切换手柄进行手动操作切换时，带动手动/自动切换块运动，使得蜗轮和联动器分开，当手动转动旋转手轮时，旋转手轮带动主轴和阀杆上升/下降，从而实现手动操作。

Description

电动阀门执行器

技术领域

本实用新型涉及一种阀门执行机构，具体地讲，涉及一种全智能非侵入式电动阀门执行器。

背景技术

电动阀门执行器广泛应用于冶金、化工、石油、电力、天然气和水利等自动化控制系统，提供管路截流、限流等作用。

随着工业管路自动化控制领域整体规模的不断发展，对于电动阀门执行器的性能和技术水平要求越来越高，现有的电动阀门执行器在响应速度、控制精度、灵敏度等诸多方面已经不能满足需要。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型提供一种电动阀门执行器，所述电动阀门执行器包括壳体、安装在壳体内的电机、与电机连接的电机转轴，电机驱动电机转轴旋转，其特征在于：电机转轴连接有蜗杆，在壳体中还安装有主轴，主轴上安装有蜗轮，蜗杆与蜗轮啮合，主轴下端连接阀杆，当电机转动时，电机转轴带动蜗杆、蜗轮转动，使得主轴和阀杆上升/下降，从而实现自动操作，主轴上还连接有联动器，联动器上结合有旋转手轮，在蜗轮与联动器之间安装有手动/自动切换块，并且手动/自动切换块与手动/自动切换手柄连接，当手动/自动切换手柄进行手动操作切换时，带动手动/自动切换块运动，使得蜗轮和联动器分开，当手动转动旋转手轮时，旋转手轮带动主轴和阀杆上升/下降，从而实现手动操作。

所述电动阀门执行器还包括切换弹簧，切换弹簧的一端卡在壳体的卡槽内，切换弹簧的另一端卡在手动/自动切换手柄的卡槽内，当手动/自动切换手柄切换之后，手动/自动切换手柄通过切换弹簧的预紧力返回其初始位置。

在联动器上端安装有联动器弹簧，当需要从手动操作切换为自动操作时，在蜗轮转动一圈后，手动/自动切换块自动落回其原始位置，联动器在联动器弹簧的作用下与蜗轮接触，通过蜗轮与联动器接触面上的传动销轴带动联动器转动，联动器带动主轴转动，从而切换为自动操作。

所述电动阀门执行器还包括大锥齿轮和小锥齿轮，大锥齿轮安装在主轴上，小锥齿轮安装在设置于壳体内的小锥齿轮轴上，并与大锥齿轮啮合，当主轴转动时，主轴带动大锥齿轮和小锥齿轮转动，小锥齿轮在转动同时带动安装在小锥齿轮轴上的磁环转动，磁环每转动一周，安装在壳体内的非接触式磁脉冲感应装置接收到磁脉冲信号，并反馈所述磁脉冲信号，从而对主轴的旋转角度进行计数和测量。

蜗杆上安装有蜗杆套，蜗杆套上安装有应变片盖板，安装在应变片盖板和蜗杆套之间安装有应变片，当蜗杆的扭矩产生窜动时，应变片拾取所述扭矩窜动，将其转化成电信号并反馈该电信号，从而对蜗杆的输出扭矩进行控制。

所述电动阀门执行器还包括处理器，所述处理器接收非接触式磁脉冲感应装置反馈的脉冲信号、应变片反馈的电信号以及用户输入的控制命令。

当蜗杆的输出扭矩达到或超过预设值时，处理器控制电机停止运行。

在电机的线圈内安装有热动开关，当电机的线圈的温度超过预定值时，热动开关的触点断开，从而切断电机的电源。

所述电动阀门执行器还包括安装在壳体上的开关旋钮，所述开关旋钮对电动阀门执行器的运行状态进行控制。

所述电动阀门执行器还包括安装在壳体上的液晶显示屏，所述液晶显示屏显示所述电动阀门执行器的状态信息和参数配置。

根据本实用新型的电动阀门执行器的传动比大，输出力矩高、整机结构致密、质量轻，可实现现场手动控制、自动控制和远程自动控制，该电动阀门执行器具有智能化、安全性强、操作简单、免维护等优良性能。

附图说明

通过结合附图，从下面的实施例的描述中，本实用新型这些和/或其它方面及优点将会变得清楚，并且更易于理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的外观形状的视图；

图2是从另一方向观察的全智能非侵入式电动阀门执行器的外观形状的视图；

图3和图4是示出根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的内部结构图；

图5是示出根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的传动部件关系图；

图6是示出根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的自动/手动切换结构图；

图7是示出根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的安装状态的示例的参考图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本实用新型的实施例。

图1是根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的外观形状，图2是从另一方向观察的全智能非侵入式电动阀门执行器的外观形状的视图，图3和图4是示出根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的内部结构图，图5是示出根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的传动部件关系图，图6是示出根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的自动/手动切换结构图。

参照图3至图6，该全智能非侵入式电动阀门执行器包括壳体1、电机2、电机转轴3、蜗杆4、蜗轮5、旋转手轮6、手动/自动切换手柄7、非接触式磁脉冲感应装置8、主轴9、联动器10。

壳体1可分为多个部分，诸如接线仓101、控制仓102等。接线仓101上布置有接线仓入口103，可采用防爆接头进线。

电机2安装在壳体1中，电机2与电机转轴3连接，并驱动电机转轴3旋转，电机转轴3连接有蜗杆4。主轴9安装在壳体1中，主轴9上安装有蜗轮5，蜗杆4与蜗轮5啮合。

当电机2转动时，驱动电机转轴3旋转，与电机转轴3连接的蜗杆4随之旋转，与蜗杆4啮合的蜗轮5随之旋转，与蜗轮5连接的主轴9随之旋转，导致主轴9上升或下降，使得连接到主轴9下端的阀杆(未示出)也随之上升或下降，从而打开或关闭阀门。电机2的正转/反转可控制主轴9的上升/下降，从而实现自动打开/关闭阀门。

电机转轴3与蜗杆4相互独立，以便快速更换；电机2可采用低惯量、高扭矩的电机，使得电机不受环境温度影响而处于最佳热容量中。

当由于特定原因(如电机断电)而不能自动控制电动阀门执行器时，需要手动操作。因此，主轴9上还连接有联动器10，联动器10与旋转手轮6结合。在蜗轮5与联动器10之间安装有手动/自动切换块14，并与手动/自动切换手柄7连接。当手动/自动切换手柄7沿着向下的方向切换时(手动/自动切换手柄7下方有一个切换限位螺栓(未示出))，带动手动/自动切换块14运动，使得蜗轮5和联动器10分开，此时操作者可手动转动旋转手轮6，使得与旋转手轮6结合的联动器10带动主轴进行旋转，从而实现手动打开/关闭阀门。

当操作者将手动/自动切换手柄7沿着向下的方向切换之后，手动/自动切换手柄7可通过切换弹簧18的预紧力返回其初始位置，其中，切换弹簧18的一端卡在壳体1的卡槽内，切换弹簧18的另一端卡在手动/自动切换手柄7的卡槽内。

当需要对该电动阀门执行器自动操作时，电机2通电，通过电机2驱动蜗杆4和蜗轮5转动，当蜗轮5转动一圈时，手动/自动切换块14自动落回其原始位置，联动器10在安装在其上端的联动器弹簧(未示出)作用下落下与蜗轮5接触，通过蜗轮5与联动器10接触面上的传动销轴(未示出)带动联动器10转动，联动器10内的花键(未示出)带动主轴9转动，从而实现自动操作。

参照图5，根据本发明的电动阀门执行器还包括大锥齿轮11、小锥齿轮12。大锥齿轮11安装在主轴9上，与主轴9一起旋转，小锥齿轮12安装在设置于壳体内的小锥齿轮轴13上，并与大锥齿轮11啮合。

在手动过程中，旋转手轮6带动联动器10转动，联动器10在带动主轴9转动的同时带动大锥齿轮11、小锥齿轮12转动，小锥齿轮12在转动同时带动安装在小锥齿轮轴13上的磁环(未示出)一起转动，磁环每转动一周，固定在壳体内的非接触式磁脉冲感应装置8会接收到一个磁脉冲信号，并反馈回电动阀门执行器的控制系统，从而对主轴9的旋转角度进行计数和测量，实现精确控制。

类似地，在自动过程中，电机3驱动蜗杆4、蜗轮5转动，蜗轮5带动联动器10驱动主轴9转动，主轴9转动时带动大锥齿轮11、小锥齿轮12一起转动，小锥齿轮12带动磁环转动，磁环每转动一周，非接触式磁脉冲感应装置8会接收到一个磁脉冲信号，并反馈回电动阀门执行器的控制系统，从而对主轴9的旋转角度进行计数和测量，实现精确控制。

非接触式磁脉冲感应装置8可精确进行阀位控制，精确计量电动阀门执行器的行程，并对电机2的磁通量、电流、扭矩进行精确测量，将测量值作为反馈，从而提高控制精度。

为了测量蜗杆4的扭矩，该电动阀门执行器还可包括应变片17。蜗杆套15安装在蜗杆4上，应变片盖板16安装在蜗杆套15上，应变片17安装在应变片盖板16和蜗杆套15之间。优选地，应变片17的中心线和蜗杆4、蜗杆套15的中心线重合。当蜗杆4的扭矩产生窜动时，应变片17就拾取这个机械变化而将其转变成电信号并将该电信号反馈到电动阀门执行器的控制系统，从而对蜗杆4的输出扭矩进行有效控制。当蜗杆4的输出扭矩达到或超过预设值时，该电动阀门执行器将立即停止动作并报警，实现过扭矩保护。

参照图4，所述控制系统可以是工业级的处理器104，可安装在壳体1的控制仓102中，能够接收非接触式磁脉冲感应装置8的磁脉冲信号、应变片17拾取的扭矩窜动以及用户输入的控制命令，实现精确控制。此外，当蜗杆4的输出扭矩达到或超过预设值时，处理器控制电机2停止运行。

该处理器104能够与集散控制系统或PLC(可编程逻辑控制器)通过多种方式通讯，可以选择配置总线控制功能，通过集散控制系统或PLC串行口完成全部控制和监测功能。

该处理器104可采用先进的FPGA(现场可编程逻辑阵列)+DSP(数字信号处理器)构架，运用现场可编程逻辑阵列SOC技术，使系统元件数大大减少，具有高集成化、强抗干扰能力的特点。采样速度及稳定性较采用MCU(单片机)为处理器的执行器有显著的提高。高速、低功耗的DSP保证了对数据的实对处理及对复杂逻辑的快速反应，保证了电动阀门执行器对信号的快速响应、精确控制、灵敏度等。

参照图4，该电动阀门执行器还可包括安装在壳体1的控制仓上的开关旋钮105，采用磁感应对电动阀门执行器的运行状态进行控制(例如，控制电机2的通电、断电等)。

另外，还可采用红外线技术通过遥控器与处理器104通信，对电动阀门执行器的运行状态进行控制。

参照图4，该电动阀门执行器还可包括安装在壳体1的控制仓上的液晶显示屏106，液晶显示屏106可精确指示阀门和电机2等的运行状态、报警状况等，并通过连接端子向处理器104发送与故障相关的信息。

该电动阀门执行器可对阀门两端介质流量进行实时监控，阀门发生泄漏超过安全值可迅速现场和远程报警，确保阀门和环境安全。该电动阀门执行器可适用于危险和易燃易爆等对泄漏量有严格要求的作业使用环境。

该电动阀门执行器可由防爆大功率电机通过蜗轮蜗杆减速传动来驱动阀门，结构紧凑，传动比大，输出力矩高。壳体可采用铝合金压铸生产，使整机结构致密、质量轻，整机防护等级能够达到IP68，隔爆性能达到EExDIICT4。可使用非接触式磁脉冲感应装置，对电机和阀门旋转角度进行实时监测，保证阀位长期稳定准确，防止了长期运行磨损后造成阀位漂移和精度下降的出现。该电动阀门执行器可以实现现场手动控制、自动控制和远程自动控制，可以通过液晶显示屏，清晰地掌握电动阀门执行器的各种状态信息和参数配置，可采用红外线进行参数设置，以便用户进行现场调试、操作和观察。该电动阀门执行器具有智能化、安全性强、操作简单、超强输出力矩、免维护等优良性能。

该电动阀门执行器内部采用相同步器自动校正三相电源的相序来达到电源保护。可通过在电机线圈内安装热动开关来电机保护。具体地，当电机线圈的温度超过预定值时，热动开关的触点将断开，从而切断电机的电源。

同时，该电动阀门执行器还可具有阀门卡塞保护、反转保护、阀门管线的中断定时保护、联锁控制和ESD(紧急保护)等功能。

图7是示出根据本实用新型实施例的全智能非侵入式电动阀门执行器的安装状态的示例的参考图。参照图7，根据本发明的全智能非侵入式电动阀门执行器701通过转接法兰盘702安装在管线703上，蝶阀704连接到主轴9的下端，蝶阀704随着主轴9上升/下降而上升/下降，从而打开/关闭阀门。

虽然本实用新型是参照其示例性的实施例被具体描述和显示的，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本实用新型的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。

Claims (9)

1.一种电动阀门执行器，包括壳体、安装在壳体内的电机、与电机连接的电机转轴，电机驱动电机转轴旋转，其特征在于：电机转轴连接有蜗杆，在壳体中还安装有主轴，主轴上安装有蜗轮，蜗杆与蜗轮啮合，主轴下端连接阀杆，

主轴上还连接有联动器，联动器上结合有旋转手轮，在蜗轮与联动器之间安装有手动/自动切换块，并且手动/自动切换块与手动/自动切换手柄连接。

2.根据权利要求1所述的电动阀门执行器，其特征在于，所述电动阀门执行器还包括切换弹簧，切换弹簧的一端卡在壳体的卡槽内，切换弹簧的另一端卡在手动/自动切换手柄的卡槽内，当手动/自动切换手柄切换之后，手动/自动切换手柄通过切换弹簧的预紧力返回其初始位置。

3.根据权利要求2所述的电动阀门执行器，其特征在于，在联动器上端安装有联动器弹簧。

4.根据权利要求3所述的电动阀门执行器，其特征在于，所述电动阀门执行器还包括大锥齿轮和小锥齿轮，大锥齿轮安装在主轴上，小锥齿轮安装在设置于壳体内的小锥齿轮轴上，并与大锥齿轮啮合。

5.根据权利要求4所述的电动阀门执行器，其特征在于，蜗杆上安装有蜗杆套，蜗杆套上安装有应变片盖板，在应变片盖板和蜗杆套之间安装有应变片。

6.根据权利要求5所述的电动阀门执行器，其特征在于，所述电动阀门执行器还包括处理器，所述处理器接收安装在壳体内的非接触式磁脉冲感应装置反馈的脉冲信号、应变片反馈的电信号以及用户输入的控制命令。

7.根据权利要求6所述的电动阀门执行器，其特征在于，在电机的线圈内安装有热动开关，当电机的线圈的温度超过预定值时，热动开关的触点断开，从而切断电机的电源。

8.根据权利要求7所述的电动阀门执行器，其特征在于，所述电动阀门执行器还包括安装在壳体上的开关旋钮，所述开关旋钮对电动阀门执行器的运行状态进行控制。

9.根据权利要求7所述的电动阀门执行器，其特征在于，所述电动阀门执行器还包括安装在壳体上的液晶显示屏，所述液晶显示屏显示所述电动阀 门执行器的状态信息和参数配置。 

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