CN208882150U - 防爆伺服控量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防爆伺服控量系统，包括：控量主体、防爆执行单元；所述控量主体与防爆执行单元之间通过连接支架连接，使其形成一个整体；所述控量主体的转轴通过连接轴与防爆执行单元的动力输出轴连接，通过防爆执行单元控制控量主体上控量球阀的状态；所述防爆执行单元包括：伺服电机、行星减速机、防爆壳体；所述伺服电机与行星减速机均安装在防爆壳体内，伺服电机与行星减速机连接，通过伺服电机控制控量主体上控量球阀转轴转动的角度，从而实现对控量球阀的线性打开与关闭。该控量系统采用防爆伺服电机控制球阀，实现对球阀的线性打开与关闭，大大提高控制的精度与速度。

Description

防爆伺服控量系统

技术领域

本实用新型属于化工防爆液态物料灌装机所用的控量系统领域，具体涉及一种用于准确控制灌装机灌装速度与精度的防爆伺服控量系统。

背景技术

目前化工防爆液态物料灌装机所采用的控量系统为气动球阀控量，此种控量方式可实现快速、慢速灌装，能够满足一般精度及速度要求，无法满足高精度、高速度的灌装需求。而且由于气动球阀不能实现球阀线性打开与关闭，导致要求高精度时速度就会降低，提高速度后精度就会降低。现有电动球阀通过电机驱动球阀转轴转动，能够实现球阀的线性打开与关闭，但由于化工防爆液态物料灌装时需要对使用的电器进行防爆处理，所以现有的电动球阀无法满足化工行业的需求。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种防爆伺服控量系统，以解决现有控量系统无法同时满足高精度、高速度的灌装需求，该控量系统采用防爆伺服电机控制球阀，实现对球阀的线性打开与关闭，大大提高控制的精度与速度。

为实现上述目的，本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种防爆伺服控量系统，包括：控量主体、防爆执行单元；所述控量主体与防爆执行单元之间通过连接支架连接，使其形成一个整体；所述控量主体的转轴通过连接轴与防爆执行单元的动力输出轴连接，通过防爆执行单元控制控量主体上控量球阀的状态；所述防爆执行单元包括：伺服电机、行星减速机、防爆壳体；所述伺服电机与行星减速机均安装在防爆壳体内，伺服电机与行星减速机连接，通过伺服电机控制控量主体上控量球阀转轴转动的角度，从而实现对控量球阀的线性打开与关闭。

作为本实用新型的优选，所述防爆壳体包括：盒体、前盖、后盖、轴接头；所述盒体的前后两端分别安装有前盖、后盖，在盒体的侧壁上加工有用于连接伺服电机电缆的出线接头；所述前盖为内部中空的结构，轴接头安装在前盖的内孔中；所述轴接头为十字交叉结构，轴接头一端与行星减速机的输出轴连接，另一端通过连接轴与控量主体连接；在所述轴接头上安装有深沟球轴承，所述深沟球轴承固定在前盖的内孔中，通过深沟球轴承定位轴接头的回转中心；所述轴接头通过轴承端盖与孔用弹性挡圈轴向定位，将轴接头固定在前盖的内孔中；所述前盖与连接支架固连，从而将控量主体与防爆执行单元形成一个整体；所述伺服电机与行星减速机组合后安装固定在防爆壳体内。

作为本实用新型的优选，所述控量主体包括：控量球阀、与控量球阀连接的物料管，灌装机灌装时，防爆液态物料通过物料管进入控量球阀，由控量球阀控制其灌装时的流速；为防止灌装时出现泄漏现象，在所述控量球阀与物料管之间最好安装第一密封垫。

作为本实用新型的优选，所述连接轴上设有紧固环，通过紧固环紧固，防止连接轴连接失效。

作为本实用新型的优选，在所述连接轴上设有检测板，所述检测板随着连接轴的转动而转动，通过感应开关监测检测板的位置，从而掌握控量球阀的状态。

作为本实用新型的进一步优选，所述出线接头包括套管、两个垫片、密封圈、压紧接头；所述套管与盒体焊接为一体，所述垫片设置在密封圈的上下两端，垫片与密封圈均安装在套管内；所述压紧接头与套管螺纹连接，通过压紧接头将密封圈与垫片压紧，密封圈被压紧后收缩变形，将孔内通过的电缆箍筋，实现密封防爆。

作为本实用新型的进一步优选，所述控量主体还包括：总控球阀、气动执行器；所述总控球阀与物料管连接，总控球阀通过球阀传动轴、球阀支架与气动执行器连接，通过气动执行器控制总控球阀的打开或关闭，避免突然断电时控量球阀无法关闭导致的冒料问题。

作为本实用新型的更进一步优选，在所述总控球阀与物料管之间安装有第二密封垫，为防止灌装时出现泄漏现象，且所述气动执行器为单作用气动执行器，即：通气时，单作用气动执行器动作，总控球阀打开；断气时，单作用气动执行器复位，总控球阀关闭。

作为本实用新型的更进一步优选，所述感应开关、伺服电机、气动执行器均与灌装机的主控系统电连接；所述感应开关用于将实时监测到的信号发送给主控系统，由主控系统控制气动执行器动作，同时控制伺服电机正转或反转。

作为本实用新型的再更进一步优选，所述感应开关包括：原位关闭检测开关和全开保护检测开关；所述检测板处于原位关闭检测开关和全开保护检测开关之间，检测板在灌装过程中随着控量球阀转轴转动而转动，当检测板处于原位关闭检测开关和全开保护检测开关正中间时，所述原位关闭检测开关和全开保护检测开关均没有信号；当完成灌装时，检测板处于原位关闭检测开关位置，即控量球阀动作的原点，也就是关闭状态；原位关闭检测开关将监测到的信号发送给主控系统，等待下次灌装；异常情况下，控量球阀转轴转角超过90°时，全开保护检测开关会监测到信号，并将监测到的信号发送给主控系统，由主控系统控制伺服电机反转修正，通过安装全开保护检测开关起到保护作用，防止控量球阀转角过大开过位。

本实用新型的优点和积极效果：

（1）本实用新型提供的控量系统结构简单，使用方便，该控量系统能够与现有灌装机的主控系统连接，实现智能控制；此外，该控量系统与现有的气动球阀比较，由于采用伺服电机控制球阀的线性打开与关闭，因此能够满足高精度、高速度的灌装需求；与现有电动球阀相比，由于对伺服电机进行防爆处理，能够满足dⅡBT4防爆要求，所以能够应用在对防爆有特殊要求的化工行业。

（2）本实用新型对伺服电机进行防爆处理时所用的防爆壳体是经发明人设计的一款全新的、独特的结构，该防爆壳体结构简单、安装紧凑，而且在保证对伺服电机防爆处理的同时，能够将伺服电机的动力输送出去，实现对控量球阀的线性打开与关闭。

（3）本实用新型在物料管上既安装控量球阀，还安装总控球阀，灌装时总控球阀与控量球阀均打开，通过控量球阀实现对灌装速度的调控；此外，由于控制总控球阀的气动执行器断气时可自动复位，所以采用总控球阀后可以有效避免突然断电时控量球阀无法关闭导致的冒料问题，降低智能化自动灌装作业的风险。

（4）采用本实用新型提供的控量方法对化工防爆液态物料灌装，能够快速完成灌装，灌装精度高，而且可实现全自动灌装，大大提供灌装效率。

附图说明

图1是本实用新型控量系统的结构示意图。

图2是本实用新型控量主体的结构示意图。

图3是本实用新型防爆执行单元的结构示意图。

图4是本实用新型防爆执行单元上出线接头的放大图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更了解本实用新型的技术方案及其优点，以下结合附图对本实用新型作以进一步的阐述，但并不以此限制本实用新型的保护范围。

实施例1 一种防爆伺服控量系统

参阅图1，本实用新型提供的防爆伺服控量系统，包括：控量主体1、防爆执行单元6；所述控量主体1与防爆执行单元6之间通过连接支架4用螺栓连接，使其形成一个整体；所述控量主体1的转轴通过连接轴5与防爆执行单元6的动力输出轴连接，通过防爆执行单元6控制控量主体1上控量球阀的状态，在具体安装过程中，连接轴5与防爆执行单元6的动力输出轴采用平键连接；而且为防止连接轴5连接失效，在所述连接轴5上最好设有紧固环3，通过紧固环3紧固；

所述防爆执行单元6包括：伺服电机22、行星减速机21、防爆壳体A；所述伺服电机22与行星减速机21均安装在防爆壳体内，伺服电机与行星减速机连接，通过伺服电机控制控量主体1上控量球阀转轴转动的角度，从而实现对控量球阀的线性打开与关闭。

参阅图2、所述控量主体1包括：控量球阀7、与控量球阀连接的物料管9、安装在物料管上的总控球阀11、气动执行器14；灌装机灌装时，防爆液态物料经过总控球阀11、物料管9后进入控量球阀7，由控量球阀7控制其灌装时的流速；所述总控球阀11起到总开关的作用，只有总控球阀11处于打开状态，物料方可进入控量球阀7，进行灌装；

所述总控球阀11通过球阀传动轴12、球阀支架13与气动执行器14螺栓连接，通过气动执行器14控制总控球阀的打开或关闭；所述气动执行器14最好为单作用气动执行器，即：通气时，单作用气动执行器动作，总控球阀打开；断气时，单作用气动执行器复位，总控球阀关闭；启动灌装时，单作用气动执行器14动作，通过球阀传动轴12将总控球阀11打开，物料经总控球阀11、物料管9、控量球阀7流向灌装料枪，最终进去包装容器，单作用气动执行器14能够实现通气动作，断气恢复原位功能，从而保证在突然断气的情况下自动关闭总控球阀，避免冒料。

另外，为防止灌装时出现泄漏现象，最好在所述控量球阀7与物料管9之间安装第一密封垫8；在所述总控球阀11与物料管9之间安装有第二密封垫10。

参阅图1、图3，所述防爆壳体A包括：盒体20、前盖19、后盖26、轴接头17；所述盒体20的前后两端分别安装有前盖19、后盖26，在实际安装过程中前盖19、后盖26与盒体20均是通过法兰连接，由于法兰连接是机械常用的连接方式，所以本申请图3中示出的内容并没有将法兰部分没有单独示出，而是将法兰连接的部分与前盖19、后盖26示意为一体式结构；在盒体20的侧壁上加工有用于连接伺服电机电缆的出线接头；所述前盖19为内部中空的结构，轴接头17安装在前盖的内孔中；所述轴接头为十字交叉结构，轴接头一端与行星减速机21的输出轴连接，另一端（动力输出轴端）通过连接轴5与控量主体1连接，动力输出轴端与连接轴5连接时采用平键连接；在所述轴接头17上安装有两个深沟球轴承15，所述深沟球轴承15固定在前盖的内孔中，通过深沟球轴承15定位轴接头17的回转中心；所述轴接头通过轴承端盖16与孔用弹性挡圈18轴向定位，将轴接头固定在前盖的内孔中；所述前盖19通过法兰与连接支架4固连，从而将控量主体1与防爆执行单元2形成一个整体；所述伺服电机与行星减速机组合后安装固定在防爆壳体内。

参阅图4，所述出线接头包括套管27、两个垫片25、密封圈24、压紧接头23；所述套管27与盒体焊接为一体，所述垫片设置在密封圈的上下两端，垫片与密封圈均安装在套管内；所述压紧接头与套管螺纹连接，通过压紧接头将密封圈与垫片压紧，密封圈被压紧后收缩变形，将孔内通过的电缆箍筋，实现密封防爆。

为方便掌握控量球阀7的状态，在所述连接轴5上设有检测板2，所述检测板5随着连接轴的转动而转动，通过感应开关监测检测板的位置；所述感应开关、伺服电机、气动执行器均与灌装机的主控系统电连接；所述感应开关用于将实时监测到的信号发送给主控系统，由主控系统控制气动执行器动作，同时控制伺服电机正转或反转。

所述感应开关包括：原位关闭检测开关和全开保护检测开关；所述检测板处于原位关闭检测开关和全开保护检测开关之间，检测板在灌装过程中随着控量球阀转轴转动而转动，当检测板处于原位关闭检测开关和全开保护检测开关正中间时，所述原位关闭检测开关和全开保护检测开关均没有信号；当完成灌装时，检测板处于原位关闭检测开关位置，即控量球阀动作的原点，也就是关闭状态；原位关闭检测开关将监测到的信号发送给主控系统，等待下次灌装；异常情况下，控量球阀转轴转角超过90°时，全开保护检测开关会监测到信号，并将监测到的信号发送给主控系统，由主控系统控制伺服电机反转修正，通过安装全开保护检测开关起到保护作用，防止控量球阀转角过大开过位。

实施例2 防爆伺服控量系统的控量方法

为使本领域的技术人员更清楚实施例1提供的控量系统的具体控量方法，下面以灌装重量200kg为例，并假设控量球阀转轴转动90°为全开，详细介绍本实用新型控量方法的具体步骤。

一种防爆伺服控量系统的控量方法，该方法具体包括以下步骤：

步骤S1、将伺服电机22的电缆与外部电源连接，启动伺服电机22，伺服电机动作，同时带动行星减速机21动作，行星减速机带动轴接头17转动，将控量球阀7转轴转动一定角度（60°），使控量球阀处于未全开状态，之后开始灌装；此过程未全开主要是为防止物料压力过大喷溅、起泡沫；

步骤S2、承载吨袋或ICB桶的称重传感器实时反馈灌装重量信号，当灌装重量达到一定重量（30kg），且物料液面深度已高出充料枪下直管物料出口高度时，此时伺服电机22动作，控量球阀7转轴继续转动30°，使控量球阀处于全开状态，大量灌装；

步骤S3、当灌装重量达到180kg（与总重量相差20-30kg）时，伺服电机动作，将控量球阀转轴反向转动30°后继续灌装，当重量达到188kg（与总重量相差10-15kg）时，伺服电机再次动作，控量球阀转轴继续转动47°精量灌装，最后完成灌装重量200kg。

Claims (9)

1.一种防爆伺服控量系统，包括：控量主体、防爆执行单元；其特征在于，所述控量主体与防爆执行单元之间通过连接支架连接，使其形成一个整体；所述控量主体的转轴通过连接轴与防爆执行单元的动力输出轴连接，通过防爆执行单元控制控量主体上控量球阀的状态；所述防爆执行单元包括：伺服电机、行星减速机、防爆壳体；所述伺服电机与行星减速机均安装在防爆壳体内，伺服电机与行星减速机连接，通过伺服电机控制控量主体上控量球阀转轴转动的角度，从而实现对控量球阀的线性打开与关闭。

2.根据权利要求1所述的一种防爆伺服控量系统，其特征在于，所述防爆壳体包括：盒体、前盖、后盖、轴接头；所述盒体的前后两端分别安装有前盖、后盖，在盒体的侧壁上加工有用于连接伺服电机电缆的出线接头；所述前盖为内部中空的结构，轴接头安装在前盖的内孔中；所述轴接头为十字交叉结构，轴接头一端与行星减速机的输出轴连接，另一端通过连接轴与控量主体连接；在所述轴接头上安装有深沟球轴承，所述深沟球轴承固定在前盖的内孔中，通过深沟球轴承定位轴接头的回转中心；所述轴接头通过轴承端盖与孔用弹性挡圈轴向定位，将轴接头固定在前盖的内孔中；所述前盖与连接支架固连，从而将控量主体与防爆执行单元形成一个整体；所述伺服电机与行星减速机组合后安装固定在防爆壳体内。

3.根据权利要求1所述的一种防爆伺服控量系统，其特征在于，所述控量主体包括：控量球阀、与控量球阀连接的物料管，在所述控量球阀与物料管之间安装第一密封垫。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种防爆伺服控量系统，其特征在于，所述连接轴上设有紧固环，通过紧固环紧固，在所述连接轴上还设有检测板，所述检测板随着连接轴的转动而转动，通过感应开关监测检测板的位置，从而掌握控量球阀的状态。

5.根据权利要求2所述的一种防爆伺服控量系统，其特征在于，所述出线接头包括套管、两个垫片、密封圈、压紧接头；所述套管与盒体焊接为一体，所述垫片设置在密封圈的上下两端，垫片与密封圈均安装在套管内；所述压紧接头与套管螺纹连接，通过压紧接头将密封圈与垫片压紧。

6.根据权利要求4所述的一种防爆伺服控量系统，其特征在于，所述控量主体还包括：总控球阀、气动执行器；所述总控球阀与物料管连接，总控球阀通过球阀传动轴、球阀支架与气动执行器连接，通过气动执行器控制总控球阀的打开或关闭。

7.根据权利要求6所述的一种防爆伺服控量系统，其特征在于，在所述总控球阀与物料管之间安装有第二密封垫，且所述气动执行器为单作用气动执行器。

8.根据权利要求6所述的一种防爆伺服控量系统，其特征在于，所述感应开关、伺服电机、气动执行器均与灌装机的主控系统电连接；所述感应开关用于将实时监测到的信号发送给主控系统，由主控系统控制气动执行器动作，同时控制伺服电机正转或反转。

9.根据权利要求8所述的一种防爆伺服控量系统，其特征在于，所述感应开关包括：原位关闭检测开关和全开保护检测开关；所述检测板处于原位关闭检测开关和全开保护检测开关之间，检测板在灌装过程中随着控量球阀转轴转动而转动。