[发明专利]一种慢开快关安全阀的驱动装置及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃气燃油输送过程控制的安全阀，尤其涉及一种慢开快关安全阀的驱动装置及其驱动方法，属于工业过程控制安全阀技术领域。

背景技术

安全阀一般由阀体、阀芯、驱动装置等组成，广泛应用于各行业，特别是在一些关系生产安全的工业领域，一旦遇到紧急情况，负责流体控制的安全阀必须在尽可能短的时间内关闭阀芯、切断流体，从而降低损失或者避免事故发生。因此，安全速断阀技术及可靠性极其重要。

目前全世界的安全阀主要有两类，一类是气动快关阀，它由气缸内压缩空气驱动，使得阀芯克服联接在阀芯的弹簧的压力而打开阀芯，从而流体可以疏通，当排掉压缩空气后，阀芯在弹簧的驱动下迅速关闭阀芯。此类气动快关阀关闭时间取决于弹簧力和气缸的排气时间，工程上必须准备有5-8bar压力的压缩空气作为驱动源，设备相对复杂；另一类是电磁阀，它应用电磁感应效应，通电后，线圈产生吸力，直接克服阀芯弹簧力而打开阀芯，使得流体疏通，断电后，线圈磁力消失，阀芯在弹簧驱动下关闭。但是现今的线圈长时间通电后容易损坏，特别是容易过热而烧坏线圈，从而影响工程上应用，国际上一般持续通电工作时间不高于6000小时，国内则不高于1000小时，此外，阀体口径越大，电磁线圈越容易损坏。

中国专利(申请号：201210075207.6)公开了“一种慢开快关安全阀的驱动装置及其驱动方法”，以杠杠原理和渐开线式曲线轮作用,实现阀门的慢开快关，在电磁阀外开发出一种新的电动阀驱动装置，使用寿命长；但是由于受限于杠杆和曲线轮尺寸，该驱动装置的行程和力矩有限，阀门口径最大仅能做到DN150。

总体而言,安全阀芯的执行机构或存在体积大成本高问题，或存在安全响应速度不高、及耐久性不够(内部机械磨损大)、口径不大等问题。市场也要求阀芯产品向高技术含量、高参数、高可靠性、高使用寿命方向发展。

发明内容

本发明的目的是克服现有速断安全阀芯驱动机构响应时间长，寿命短，阀门口径小等缺陷，提供一种慢开快关安全阀的驱动装置及其驱动方法，实现缓慢开启阀芯、减少瞬间流量冲击，以及迅速关闭阀芯，实现安全保护的目的。

为达到上述目的，采取的技术方案是：一种慢开快关安全阀的驱动装置，包括离合器、阀杆、齿轮组和电机，其特征在于：所述离合器的两端分别与离合器被动轴和离合器主动轴同轴连接，当离合器吸合时，离合器被动轴和离合器主动轴同轴相接同步转动；离合器主动轴与齿轮A同轴固定连接，齿轮A与主动齿轮啮合相接；离合器被动轴与齿轮C同轴固定连接，齿轮B与齿轮C啮合相接；齿轮B和齿轮D与连接轴同轴连接；齿轮D与齿条啮合相接，所述齿条一侧置有一与所述齿条的锯齿方向平行的通孔，所述通孔内置上下两端与驱动框架固定连接的齿条轴，所述齿条能沿所述齿条轴上下滑动；所述齿条通过连接块与所述阀杆固定相接，所述阀杆置于弹簧的内圈，弹簧一端与所述驱动框架固定连接，另一端与所述连接块固定相接；所述阀杆上下两端分别通过所述驱动框架的上下通孔向外延伸，且可在所述通孔内上下移动，所述阀杆下端部与阀芯的阀门固定连接。

所述慢开快关安全阀的驱动装置的驱动方法，其特征在于：

(1) 慢开：所述离合器通电吸合，使得所述离合器被动轴和所述离合器主动轴成为一个同轴整体，所述主动齿轮受所述电机驱动力作用，带动所述齿轮A和所述齿轮C同步转动，齿轮C带动所述齿轮B转动，齿轮B通过所述连接轴带动同轴的所述齿轮D转动，齿轮D带动所述齿条作直行程运动，齿条进而通过所述连接块带动所述阀杆上升，使所述弹簧压缩，阀芯阀门打开；

(2) 快关：所述离合器失电，离合器两端的离合器被动轴和离合器主动轴分离，离合器被动轴失去动力，不能继续给后续的齿轮B、齿轮C、齿轮D以及齿条和所述连接块以支持力，在弹簧弹力的作用下，所述连接块带动所述阀杆迅速向下运动，从而关闭阀芯阀门。

本发明的驱动装置运用离合器和齿轮原理，只需要一个小功率电动机驱动齿轮箱，利用齿轮传动比将小力矩放大，便能轻松平稳地打开阀，不需要气动阀芯的气缸等庞大的部件，生产制造成本低；失电关闭时由弹簧驱动，关闭响应时间短，使用寿命长，能运用于DN200以上大口径阀门，连续正常工作20000小时以上。由此整体提高了安全阀芯的可靠性并大大地提高速断阀芯安全保障能力。

附图说明

图1是本发明慢开快关安全阀的驱动装置及其整体结构示意图；

图2是图1中驱动装置的A向视图；

图3是图1中驱动装置的B向视图；

图4是齿条、连接块和阀杆局部连接结构示意图。