一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统，尤其涉及低压安全注射系统用电动球阀驱动技术领域。其为驱动

【技术实现步骤摘要】
一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统


[0001]本专利技术涉及一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统，尤其涉及低压安全注射系统用电动球阀驱动


技术介绍

[0002]阀门是流体运输过程中的重要组成装置，其在各个行业应用较广，主要有石油、石化、化工、冶金、电力、水利、城建、消防，机械、煤炭、食品及船舶等领域。其中，对于启闭件作较低转速（20r/m以下）旋转运动的阀门(球阀和蝶阀)，其驱动结构主要是主传动机构异步电机的输出轴连接多级减速机带动阀门启闭件，多级减速机通常装在独立的壳体内再与电动执行机构拼接。而且，对于应用在化工、核电、以及舰艇等要求运输和盛装高温、高压、高放射性、剧毒性介质的球阀，它的可靠性、安全性、精准性有着更为严格的要求。
[0003]目前，现有阀门驱动技术中，全封闭屏蔽驱动结构已得到广泛的应用，例如，专利号为201710203884.4的专利是采用密封屏蔽结构的一种旋转式阀门驱动装置，但其仅是通过线圈与永磁体的电磁力使阀杆同步转动90
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，但是，屏蔽结构上下均有密封结构，且永磁体未做特殊选型与处理，这些设计方式难以满足高温、高压及腐蚀性介质的使用环境。专利号为201020231772.3的专利是采用全屏蔽结构的电动球阀电传动装置，但其驱动方式为“鼠笼转子+减速机”的异步减速驱动模式，这种设计方式启动电流大，减速机速比较大，传动效率低，无法实现阀门的精准开闭，且鼠笼转子的铜或铝极易与高温介质发生反应，污染阀体内的介质。
[0004]本专利技术专利采用的一体式全屏蔽结构永磁驱动系统在综合考量阀体连接件较低转速（20r/m以下）与驱动系统所占空间体积的前提下，采取低转速大转矩永磁电机+低速比减速机集成一体化的结构，不仅很好的克服了现有技术的缺陷，而且实现了对阀门的高效与精准控制，提升了阀门的可靠性与安全性。

技术实现思路

[0005]本专利技术就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案，包括机壳组件、定子、非导磁屏蔽壳体、转子组件、减速机组件及控制组件，非导磁屏蔽壳体位于定子与转子之间，固定在机壳上，将转子组件、减速机组件和球阀旋转螺杆屏蔽在其腔体内部。
[0007]转子中心轴为一偏心轴，其出轴后连接同轴齿轮，齿轮与两级减速齿轮配合，后输出齿轮与球阀阀杆端连接，将转矩传递给球阀旋转螺杆，带动球阀的周向转动，整个动作过程均采用控制组件控制阀门的开启或关闭及速度。
[0008]进一步地，所述机壳组件包括壳体、端盖、顶盖及接线盒，壳体外表面圆周设有接线盒与散热筋，散热筋起到散热和加固壳体的作用；端盖位于壳体上部，通过端盖紧固螺栓把合到机壳上。顶盖位于端盖下部，通过内、外螺纹与壳体内侧紧密装配。
[0009]更进一步地，所述顶盖侧壁螺纹退刀槽下部外圆侧设有O型密封圈沟槽，用O型圈对顶盖与壳体间隙进行密封，起到保护壳体内定子的作用。
[0010]更进一步地，所述顶盖下部为内锥台形结构与非导磁屏蔽壳体外锥台形顶端配合，承受阀体内高压介质通过非导磁屏蔽壳体传递的压力。
[0011]更进一步地，所述接线盒采用迷宫式陶瓷橡胶密封，并通过螺钉、压板固定压紧的结构设计，将接线盒外与机壳内部空间隔绝，对电机内部系统形成二次保护，可承受外部液体介质一定的压力，防止外部压力液体介质进入内部定子腔、机座腔体，且接线盒内部进行抽真空充氮气处理，对内部部件进行防氧化保护。
[0012]进一步地，定子由铁心与线圈组成，定子采用梨形半闭口槽，定子绕组采用双层集中式绕组叠绕下线。
[0013]进一步地，非导磁屏蔽壳体通过螺栓固定在壳体法兰上，其外侧为定子，内侧为转子组件与减速机组件，非导磁屏蔽壳体与转子之间设有气隙，定、转子在其中发生电枢反应，从而进行能量传递。
[0014]进一步地，转子组件由永磁体、转子铁心、转子轴、轴承组件、减速齿轮、输出齿轮、偏心套、隔套组成，转子铁心采用内置式径向结构，永磁体固定于铁心卡槽内，转子铁心与转子轴为整体结构，转子轴上部与内嵌在非导磁屏蔽壳体内层槽内的调心轴承配合，下部与安装在透盖及同轴齿轮内的滚珠轴承配合，输出齿轮通过中心轴轴肩及两列滚珠轴承固定到滚珠轴承内圈，通过输出齿轮下方形凹槽与球阀阀杆方形杆头连接，进而传递电机扭矩。
[0015]进一步地，转子轴采用整体锻造加工工艺，对于电机转子安装磁体部位采用先钻孔后铰孔工艺，铰制空腔沿周向均布；装配时将磁体嵌入，依靠机加精度保证转子磁体安装精度，进而保证电机运转性能。
[0016]进一步地，调心滚子轴承、同轴齿轮与减速齿轮、减速齿轮与输出齿轮利用充满在非导磁屏蔽壳体内腔的管道介质进行润滑，从而省去了回转组件的定期润滑处理，避免了润滑油脂对管道介质的污染。
[0017]进一步地，针对阀门启停和锁死采用堵转电流与行程时间控制双保险；阀门到达位置一定堵转，检测电流瞬间变大，通过PLC逻辑控制变频器停机，在HMI中可以调节联锁阈值；阀门关闭和开启的限位电流可以设定为不同的值。在阀门开启和关闭过程中，通过PLC记录开启和关闭结束后的有效时间，同时与限位电流联合作为联锁判断，当二者同时满足时，PLC逻辑控制系统停机。
[0018]与现有技术相比本专利技术有益效果。
[0019]本专利技术中全封闭低速永磁驱动系统本身特性，提升了球阀的效率，通过设置在转子与定子之间的整体非导磁屏蔽壳体，将管道介质封闭于密闭腔体内部，并且利用介质对转子的轴承进行润滑和冷却，同时非导磁屏蔽壳体承受管道内部介质的压力，对整体输送系统形成第一道防漏措施。转子轴为整体轴式结构，转子腔体与轴为整体锻造，电机轴转动带动同轴齿轮、减速齿轮，后经输出齿轮将动力传递到球阀阀杆，为驱动
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减速一体化，降低了安装高度，减少了外部安装空间。
附图说明
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。本专利技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。
[0021]图1：本专利技术专利一个实例中的电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统结构示意图。
[0022]图2：本专利技术专利一个实例中的电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统电气控制逻辑图。
[0023]图中，101为过渡法兰节、102为非导磁屏蔽壳体螺钉、103为紧固套、104为同轴齿轮、105为减速齿轮、106为调心滚子轴承一、107为支撑架、108为调心滚子轴承二、109为转子轴、110为转子、111为非导磁屏蔽壳体、112为顶盖、113为端盖、114为端盖螺栓、115为机壳、116为密封圈、117为轴承隔套、118为同轴齿轮挡环、119为输出齿轮轴承挡环、120为输出齿轮轴承、121为转子支座、122为转子下端轴承、123为输出齿轮、124为连接螺栓、126为定子、127为接线盒。
具体实施方式
[0024]如图1
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2所示，本专利技术包括机壳组件、定子126、非导磁屏蔽壳体111、转子组件、减速机组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统，其特征在于，包括机壳组件、定子、非导磁屏蔽壳体、转子组件、减速机组件及控制组件，非导磁屏蔽壳体位于定子与转子之间，固定在机壳上，将转子组件、减速机组件和球阀旋转螺杆屏蔽在其腔体内部；转子中心轴为一偏心轴，其出轴后连接同轴齿轮，齿轮与两级减速齿轮配合，后输出齿轮与球阀阀杆端连接，将转矩传递给球阀旋转螺杆，带动球阀的周向转动，整个动作过程均采用控制组件控制阀门的开启或关闭及速度。2.根据权利要求1所述的一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统，其特征在于：所述机壳组件包括壳体、端盖、顶盖及接线盒，壳体外表面圆周设有接线盒与散热筋，散热筋起到散热和加固壳体的作用；端盖位于壳体上部，通过端盖紧固螺栓把合到机壳上；顶盖位于端盖下部，通过内、外螺纹与壳体内侧紧密装配。3.根据权利要求2所述的一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统，其特征在于：所述顶盖侧壁螺纹退刀槽下部外圆侧设有O型密封圈沟槽，用O型圈对顶盖与壳体间隙进行密封，起到保护壳体内定子的作用。4.根据权利要求2所述的一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统，其特征在于：所述顶盖下部为内锥台形结构与非导磁屏蔽壳体外锥台形顶端配合，承受阀体内高压介质通过非导磁屏蔽壳体传递的压力。5.根据权利要求2所述的一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统，其特征在于：所述接线盒采用迷宫式陶瓷橡胶密封，并通过螺钉、压板固定压紧的结构设计，将接线盒外与机壳内部空间隔绝，对电机内部系统形成二次保护，可承受外部液体介质一定的压力，防止外部压力液体介质进入内部定子腔、机座腔体，且接线盒内部进行抽真空充氮气处理，对内部部件进行防氧化保护。6.根据权利要求1所述的一种电动球阀用全封闭低速永磁驱动系统，其特征在于：定子由铁心与线圈组成，定子采用梨形半闭口槽，定子绕组采用双层集中式绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：于伟东，冯泉，张威，李嘉，张宪伟，李雷，
申请(专利权)人：沈阳盛世五寰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：