[发明专利]直线电机与旋转电机协同直驱阀芯阀座分离型无摩擦球阀

说明书

本发明涉及无摩擦球阀领域，具体涉及一种直线电机与旋转电机协同直驱阀芯阀座分离型无摩擦球阀，包括圆形初级绕组块、直线电机安装架、输出轴、动力机构安装架，旋转电机磁极与圆形初级绕组块均固连在输出轴上；动力机构安装架的上端固连在旋转电机定子上，下端固连有中空球形阀体，中空球形阀体内部配合安装有外球内锥形阀座，中间部位配合安装有锥形阀芯，锥形阀芯的上端通过销轴与输出轴相固连。本发明将伺服电直驱、分散多动力、机电一体化和阀芯与阀座组合可脱离的思想应用到传统的球阀设计中，从而达到动力元件精确控制，分散动力各自驱动可靠性更高，减少或直接省去传动机构，阀体开闭过程均与阀座无接触摩擦运动的目的。

技术领域

本发明涉及无摩擦球阀领域，具体涉及一种直线电机与旋转电机协同直驱阀芯阀座分离型无摩擦球阀。

背景技术

我国作为石油运输、消耗大国，用于石油运输的管道总长度已经超过2万公里，并且呈逐年递增趋势。而球阀作为调节管道流量的重要部件被广泛应用于油、气运输管线路中。由于球阀具有流体阻力小，启闭速度快和操作简单等特点，因此广泛使用在在石油、化工、电站等行业。球阀的密封是通过球体和阀座之间预先设定的预紧力加上液体压力在阀座密封面上引起的作用力形成的。

传统球阀普遍存在着以下缺陷：①、在阀门的开启与关闭过程中，球体始终与阀座紧密贴合，旋转时摩擦力大，长期多次使用后，球体与阀座磨损现象严重。②、长期频繁操作后，阀芯产生磨损使阀门在导通或关闭状态下会产生泄露等不良状况，使用寿命较短。③、启闭操作十分费力，常常受到使用环境包括流动截止温度、压力的限制。大型的球阀其驱动装置设计也不够完善，减速器等部分体积较大，不利于安装等问题都影响了其使用性能，难以满足现代工业生产的需要。

目前市场上存在的无摩擦球阀可分为两大类。一类是偏置式无摩擦球阀，通过偏心拨杆拨动阀芯整体沿底部中轴线产生偏移，阀芯与阀座脱离接触，进而使得开闭阀门过程无摩擦；另一类是轨道式无摩擦球阀，此类无摩擦球阀阀芯部分多为楔形阀芯，且阀芯阀瓣分开制作，相互配合移动，可将上下竖直位移转化为阀瓣的水平位移进而达到无摩擦的效果。上述两大类无摩擦球阀也都存在传动机构设计复杂，且偏置式的无摩擦偶发密封效果存在较大缺陷，不可在关键管路中使用。

发明内容

为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种直线电机与旋转电机协同直驱阀芯阀座分离型无摩擦球阀，将伺服电直驱、分散多动力、机电一体化和阀芯与阀座组合可脱离的思想应用到传统的球阀设计中，从而达到动力元件精确控制，分散动力各自驱动可靠性更高，减少或直接省去传动机构，阀体开闭过程均与阀座无接触摩擦运动的目的。

本发明实现上述功能的技术方案是：一种直线电机与旋转电机协同直驱阀芯阀座分离型无摩擦球阀，其特殊之处在于：

包括圆形初级绕组块、输出轴、动力机构安装架，圆形初级绕组块的外侧配合安装有环形永磁体组，环形永磁体组下端固连在直线电机安装架上，直线电机安装架固连在旋转电机定子上；

旋转电机定子的内部安装有旋转电机磁极，旋转电机磁极与圆形初级绕组块均固连在输出轴上；

动力机构安装架的上端固连在旋转电机定子上，动力机构安装架的下端固连有中空球形阀体，中空球形阀体内部配合安装有外球内锥形阀座；

外球内锥形阀座的中间部位配合安装有锥形阀芯，锥形阀芯的上端通过销轴与输出轴相固连；中空球形阀体底部中间位置的配合安装有上端光轴下端螺纹式泄放螺栓，上端光轴下端螺纹式泄放螺栓上端光轴部分插入锥形阀芯底面的凹槽中。

进一步地，上述圆形初级绕组块的外侧1～2mm间隙处配合安装有环形永磁体组。

本发明的优点：

1、本发明采用分散多动力，伺服电直驱，机电一体化的思想进行设计，使用两套动力源，直线电机和旋转电机共同驱动同一根输出轴，使一根轴可以完成直线移动和旋转运动，互不干扰，由此可达到更高的系统可靠性和更高的传动效率；