[发明专利]直线电机和摆动缸协同驱动式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和摆动缸协同驱动式阀芯阀座分离型无摩擦球阀，包括环形永磁体组、初级绕组块，初级绕组块与输出轴相固连；输出轴穿过固定在传动机构安装架上的摆动油缸后通过销轴与锥形阀芯相固连；中空球形阀体的上端与传动机构安装架相固连，中空球形阀体的内部配合安装有外球内锥形阀座，外球内锥形阀座的内部与锥形阀芯配合。本发明利用分散多动力和伺服电直驱思想，采用了特殊形式的直线电机和摆动油缸组合，共同驱动同一根输出轴输出动力，该输出轴即可同时输出直线位移和转动两种运动类型，由此省去了复杂的分时传动机构，达到了更高的工作效率，且动力分散输出使系统更加稳定可靠。

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和摆动缸协同驱动式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和摆动缸协同驱动式阀芯阀座分离型无摩擦球阀，将电动直驱、分散多动力、阀芯与阀座组合可脱离的思想应用到现代的无摩擦球阀设计中，从而达到动力元件精确控制，传动结构简单且效率高，分散动力源输出更加可靠，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：一种直线电机和摆动缸协同驱动式阀芯阀座分离型无摩擦球阀，其特殊之处在于：

包括环形永磁体组，环形永磁体组下端安装有初级绕组块，初级绕组块与输出轴相固连；

输出轴穿过固定在传动机构安装架上的摆动油缸后通过销轴与锥形阀芯相固连；

摆动油缸内部安装有固定板以及滑环，滑环通过键槽与输出轴相固连；

还包括中空球形阀体，中空球形阀体的上端与传动机构安装架相固连，中空球形阀体的内部配合安装有外球内锥形阀座，外球内锥形阀座的内部与锥形阀芯配合，锥形阀芯的下端凹槽插入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与中空球形阀体底部螺纹配合固连。

进一步地，上述环形永磁体组下端1～2mm气隙处安装有初级绕组块。

进一步地，上述初级绕组块通过长螺栓与输出轴相固连。

本发明的优点：

1、本发明利用分散多动力和伺服电直驱思想，采用了特殊形式的直线电机和摆动油缸组合，共同驱动同一根输出轴输出动力，该输出轴即可同时输出直线位移和转动两种运动类型，由此省去了复杂的分时传动机构，达到了更高的工作效率，且动力分散输出使系统更加稳定可靠；