CN201764066U - 失电自动复位阀门电动执行器 - Google Patents

Abstract

一种失电自动复位阀门电动执行器，主要由减速电动机、传动机构、棘轮控制机构、凸轮行程控制机构、弹簧复位机构、开阀关阀指示组件、超越离合器滚针轴承、微动开关、直流电磁铁、整流桥等组成。其利用扭转弹簧储能原理，提供电动执行器在失电后迅速复位阀门的动力，利用超越离合器滚针轴承超越和自锁两种工作状态，实现关阀后电机轴同主轴脱离功能。能在失电后快速复位，解决了现有技术中的阀门执行器在系统故障断电或者电动驱动装置突然失电后不能自行复位的问题。其结构简单，复位速度快，能在系统失电或者得到指令后迅速完成阀门复位，从而拓宽了电动阀门执行器的应用领域。

Description

失电自动复位阀门电动执行器

所属领域：

本实用新型涉及一种电动执行器，尤其是一种适用于在失电后能快速复位的开关型失电自动复位阀门电动执行器。

背景技术：

阀门与电动装置通过选配组合成为电动阀门，其具有动力源广泛，操作迅速、方便，容易满足各种控制要求等特点，广泛用于电力、石油、化工等行业的管道系统中，实现管路接通和关闭操作功能，并为系统提供远程控制信号和反馈信号。

但是在一些特殊场合，如电厂锅炉点火系统油角阀，由于电动阀门的操作必须依靠电力来提供控制信号和动力源，在故障断电或者系统突然失电后，阀门不能立即关闭，就会造成燃油继续喷射，存在安全隐患，限制了电动阀门在此类场合的应用。这是因为在关阀的过程中，力的传动方向与开阀相反，这样一来，齿轮变速机构成为从低速向高速增速运行了，当电动球阀到关阀状态时，速度相当高。由于惯性的原因，电动机的转子在关阀终极位置时，将受到很大的冲击。因此，必须采取有效的技术措施进行解决。

发明内容：

本实用新型的目的是克服已有技术中的不足，提供一种结构简单紧凑、复位速度快、安全可靠、效果好的失电自动复位阀门电动执行器。

为实现以上目的，本实用新型的失电自动复位阀门电动执行器，包括连接在阀门上的支架，支架上设有底板，底板的上部设有上壳体，下部设有下壳体，还包括传动机构、棘轮位置控制机构、凸轮行程控制机构、弹簧复位机构；所述的传动机构包括固定在底板上的减速电机、设在减速电机输出轴上的小齿轮、与小齿轮相啮合的大齿轮，大齿轮设在主轴上；所述的棘轮位置控制机构设在包括减速电机输出轴上的棘轮、设在棘轮侧与直流电磁相连的棘爪；所述的凸轮行程控制机构包括设在主轴上的凸轮、设在凸轮侧的挡块和SM1、SM2、SM3微动开关；所述的弹簧复位机构包括对称设在底板上的固定轴、设在固定轴上的齿轮组和设在扭力弹簧支撑轴上的扭力弹簧和弹簧上的压盖。

所述的电机轴和主轴上分别设有超越离合器滚针轴承。

有益效果：本实用新型利用扭转弹簧储能原理，提供电动执行器在失电后紧急关闭阀门的动力，利用超越离合器滚针轴承超越和自锁两种工作状态，实现关阀后电机轴同主轴脱离功能。当滚针离合器式轴承在正向转动时轴(相当内环)和外环锁紧传递力矩，而在反向转动时轴(相当内环)和外环松脱(滑动)不能传递力矩，这样一来，当电动机转子被加速到高速后，它不会因为电动球阀关到位而戛然而止，而是可以继续空载转动，直到靠磨擦阻力作用而停下来。其结构简单，稳定性好，安全可靠，能快速关闭的失电自动复位阀门。

附图说明：

图1是本实用新型的失电自动复位电动球阀执行器结构示意图。

图2是图1中A-A剖视图。

图3是图1中B向视图。

图4是本实用新型失电自动复位电动球阀执行器电路原理图。

图中：1-上壳体，2-减速电机，3-底板，4-下壳体，5-棘轮，6-小齿轮，7-支架，8-阀门，9-联轴套，10-滚珠轴承，11-主轴，12-超越离合器滚针轴承，13-大齿轮，14-固定轴，15-齿轮，16-扭力弹簧，17-弹簧支撑轴，18-压盖，19-直流电磁，20-棘爪，21-销轴，22-挡块，23-凸轮，24-SM3微动开关，25-SM1、SM2微动开关，26-传动齿轮。

具体实施方式：

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步说明：

如图1～图3所示，本实用新型的复位阀门电动执行器主要由设在底板3上的传动机构、棘轮位置控制机构、凸轮行程控制机构和弹簧复位机构组成，底板3固定在下壳体4上；下壳体4上装有与其相扣合的上壳体1，上下壳体1、4经法兰螺纹连接，下壳体4底部设在框形支架7上，经联轴套9固定，支架7固定在阀门8上。所述的传动机构主要由减速电机2、小齿轮6、大齿轮13，主轴11构成；其中：减速电机2固定在底板3上，小齿轮6设在减速电机2输出轴上，与小齿轮6相啮合的大齿轮13设在主轴11上，主轴11的两分别固定在底板3和下壳体4上。所述的棘轮位置控制机构主要由棘轮5、棘爪20构成；其中：棘轮5设在减速电机2的输出轴上，棘爪20设在与直流电磁19相连的棘轮5的侧面；所述的凸轮行程控制机构主要由凸轮23、挡块22、SM3微动开关24、SM1、SM2微动开关25构成；其中：凸轮23设在主轴11上，挡块22设在凸轮23的一侧，SM1、SM3微动开关分别设在凸轮23的外圆周侧的底板3上，其触头与凸轮23的外圆周面相接触，SM2微动开关同SM1并联，同时动作；减速电机2输出轴和主轴11上分别设有超越离合器滚针轴承12。所述的弹簧复位机构主要由两个固定轴14、弹簧16和压盖18构成，其中：两个固定轴14对称设在底板3上，其上分别设有齿轮15，两个齿轮15中部一侧设有传动齿轮26，由此构成齿轮组；两个齿轮15的上部设有扭力弹簧16，扭力弹簧16的弹簧支撑轴17上装有压盖18。电机轴同步带棘轮5和小齿轮6，棘轮5靠直流电磁铁20驱动棘爪11实现制动和释放；小齿轮6传动大齿轮13，其传动比可按所需转速进行设计；大齿轮13通过超越离合器滚针轴承12和主轴11相连；主轴11通过滚珠轴承10固定于下壳体4和底板3上，下端通过联轴套9带动阀杆，上端分别带动凸轮23、传动齿轮26；凸轮23靠SM1微动开关25和挡块22来限位，实现开阀到位，关阀到位控制；传动齿轮26与一对传动齿轮15啮合来实现对扭力弹簧16的能量储存和能量释放，其传动比为2；扭力弹簧16靠弹簧支撑轴17和压盖18来安装定位；控制机构利用支架7固定于阀门8上；SM2微动开关24安装底板3上提供关阀反馈信号。

如图4所示，控制电路包括接线端子、SM1、SM2、SM3微动开关、直流电磁铁YD、220V/24V变压器、单相交流减速电动机M、启动电容器C、整流桥V和两只继电器KA1、KA2。220V/24V变压器为两只继电器提供电源，整流桥V为直流电磁铁提供直流电源。微动开关SM1同微动开关SM2并联，微动开关SM1接入控制电路中，控制阀门的开关和电磁铁的接通，而微动开关SM2为控制系统提供到位反馈信号，微动开关SM3为控制系统提供复位反馈信号。当执行器得到开指令后，继电器KA1得电，接通电源，电动机转动，当电动机转到位后，凸轮触动SM1、SM2微动开关，使其动作，SM1微动开关切断电动机电源，同时接通直流电磁铁YD电源，直流电磁铁YD动作，棘爪和棘轮啮合使系统处于保持状态，SM2微动开关给系统提供到位信号；当执行器接到关指令后，继电器KA2得电动作，断开继电器KA1，使得直流电磁铁YD失电，则棘爪和棘轮脱开，系统复位，SM3微动开关动作，提供复位反馈信号。在系统失电时，同样直流电磁铁YD失电，则棘爪20和棘轮5脱开，系统复位，系统没有复位反馈信号，此时系统默认复位位置。

工作过程：

开阀：接通电源，发出开阀指令信号，电机2启动，通过齿轮组6、13和超越离合器滚针轴承12传动将动力传递到主轴11，通过联轴套9带动阀杆开启阀门8；同时带动两组扭力弹簧16转动，将一部分动能转换为弹簧势能。当阀门8完全打开瞬时，凸轮23触动SM1微动开关25动作，使电动机2断电而停止转动，同时接通直流电磁铁19，使棘爪20与棘轮5啮合，锁住机械系统，使阀门保持在开阀状态，并由SM2微动开关24反馈开阀信号。

关阀：断开电源或者发出关阀指令信号，直流电磁铁19断电，带动棘爪20脱离棘轮5，在扭力弹簧组16反力作用下两个齿轮组15反向转动，通过联轴套9带动阀杆反向转动，直到凸轮23被制动块抵住为止，阀门8关闭，同时凸轮23触动关反馈SM3微动开关24，给出关阀信号。当突然失电关阀时，直流电磁铁19断电，阀门同样自动复位，系统默认阀门处于复位状态。

Claims (2)

1.一种失电自动复位阀门电动执行器，包括连接在阀门(8)上的支架(7)，支架(7)上设有底板(3)，底板(3)的上部设有上壳体(1)，下部设有下壳体(4)，其特征在于：还包括传动机构、棘轮位置控制机构、凸轮行程控制机构、弹簧复位机构；所述的传动机构包括固定在底板(3)上的减速电机(2)、设在减速电机(2)输出轴上的小齿轮(6)、与小齿轮(6)相啮合的大齿轮(13)，大齿轮(13)设在主轴(11)上；所述的棘轮位置控制机构设在包括减速电机(2)输出轴上的棘轮(5)、设在棘轮(5)侧与直流电磁(19)相连的棘爪(20)；所述的凸轮行程控制机构包括设在主轴(11)上的凸轮(23)、设在凸轮(23)侧的挡块(22)和SM1、SM2、SM3微动开关(24、25)；所述的弹簧复位机构包括对称设在底板(3)上的固定轴(14)，固定轴(14)上设有齿轮(15)，齿轮(15)上方设有扭力弹簧(16)，扭力弹簧(16)上方的弹簧支撑轴(17)上设有压盖(18)。

2.根据权利要求1所述的失电自动复位阀门电动执行器，其特征在于：所述的减速电机(2)输出轴和主轴(11)上分别设有超越离合器滚针轴承(12)。

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