[发明专利]多冗余控制的故障安全式多回转快速切断执行机构

说明书

本发明公开了一种多冗余控制的故障安全式多回转快速切断执行机构，包括动力机构、动力切换机构、传动系统、复位机构和多冗余安全执行机构；动力机构带动传动系统实现行程输出；动力机构包括电力驱动系统和手动操作系统；动力切换机构用于实现电力驱动系统和手动操作系统之间的切换；复位机构带动传动系统实现行程复位；多冗余安全执行机构用于当电力驱动系统、复位机构失电时对其进行代替。本发明将“交流伺服直驱”和“多冗余伺服控制”的思想应用到传统电动执行器的设计过程中去，从而简化电动执行器的结构、优化电动执行器的使用过程、提高电动执行器的工作效率、降低电动执行器的能耗，同时提升电动执行器的故障安全性。

技术领域

本发明涉及电动执行机构技术领域，具体涉及一种多冗余控制的故障安全式多回转快速切断执行机构。

背景技术

随着我国管道建设的快速发展，实现油气管道关键设备国产化的必要性日益迫切。油气管道关键设备国产化既是国家的要求，也是输油气企业降低建设和运营成本的需要，其国产化对于降低工程造价、打破国外的产品垄断和价格壁垒以及发展我们的民族产业、推动油气管道装备水平的提高具有重要意义。随着过程自动化控制过程中的安全要求与日俱增，尤其在石油石化系统对大口径阀的安全需求已十分迫切，而电动执行器作为大口径阀控制系统的终端执行机构，其工作的可靠性将直接影响到整个系统的性能水平和系统安全。

传统电动执行器主要包括固定壳体、电机、减速器、减速器输出轴、螺母、丝杠以及操控电机运行的控制系统组成。其工作原理主要是：通过控制系统操控电机运动，电机带动减速器工作，减速器输出轴与丝杠相联接，转动螺母从而实现直行程运动。但传统电动执行器存在以下缺点：①由于动力源来自于电力系统，当事故或者其它原因造成电力系统停电，电动执行器不能将阀门动作到安全需求位置，从而造成人员伤亡和财产损失；②使用普通交流电机转速无法调节，还需要减速器来降低转速，结构复杂；③没有手轮装置，不能切换为手动模式操控行程上下；④使用单一电机工作，故障安全性较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多冗余控制的故障安全式多回转快速切断执行机构，将“交流伺服直驱”和“多冗余伺服控制”的思想应用到传统电动执行器的设计过程中去，从而简化电动执行器的结构、优化电动执行器的使用过程、提高电动执行器的工作效率、降低电动执行器的能耗，同时提升电动执行器的故障安全性。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种多冗余控制的故障安全式多回转快速切断执行机构，其特殊之处在于：

包括动力机构、动力切换机构、传动系统、复位机构和多冗余安全执行机构；

所述动力机构带动传动系统实现行程输出；

所述动力机构包括电力驱动系统和手动操作系统；

所述动力切换机构用于实现电力驱动系统和手动操作系统之间的切换；

所述复位机构带动传动系统实现行程复位；

所述多冗余安全执行机构用于当电力驱动系统、复位机构失电时对其进行代替。

进一步地，上述传动机构包括蜗杆轴、蜗轮、蜗轮轴，蜗杆轴与蜗轮啮合，蜗轮设置在蜗轮轴上。

进一步地，上述电力驱动系统包括第一中间定子结构盘式交流伺服主驱动电机，第一中间定子结构盘式交流伺服主驱动电机的动力输出端与蜗杆轴固连。

所述复位机构包括第一中间定子结构盘式交流伺服复位电机，第一中间定子结构盘式交流伺服复位电机的动力输出端与蜗杆轴固连；

所述多冗余安全执行机构包括第二中间定子结构盘式交流伺服主驱动电机、第二中间定子结构盘式交流伺服复位电机；

第二中间定子结构盘式交流伺服主驱动电机、第二中间定子结构盘式交流伺服复位电机的动力输出端均与蜗杆轴相固连。