机械式自动变速电动闸阀制造技术

本发明专利技术为一种机械式自动变速电动闸阀，能根据载荷大小自动进行快慢两档速度切换，包括螺母套、螺杆、阀杆以及调节螺钉、弹簧、钢球座和钢球，螺母套内孔两端分别与螺杆和阀杆旋合形成两组旋向相反的螺旋副，调节螺钉压缩弹簧使其压紧钢球座，钢球座支承钢球并将其压入螺杆。闸阀启闭时，交流电机通过蜗杆与蜗轮套传动带动螺母套旋转，载荷使两组螺旋副中相应形成扭转力矩Ｍ↓［１］、Ｍ↓［２］，钢球产生阻碍螺杆转动的力矩Ｍ↓［Ｚ］。重载时Ｍ↓［１］＞Ｍ↓［Ｚ］，仅一组螺旋副动作，闸阀通过单级螺旋传动慢速启闭；轻载时Ｍ↓［１］≤Ｍ↓［Ｚ］，两组螺旋副同时动作，闸阀通过复式螺旋传动快速启闭。该闸阀结构简单紧凑，安装、运行方便灵活，工作效率高，可用于石油化工、电力、水处理等工业部门。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电动闸阀，特别是一种利用机械传动与控制方式实现自动变速的电动闸阀，可用于石油化工、造纸、电力、水处理、给排水等工业部门对管道中的介质进行调节、接通和截断。
技术介绍
电动闸阀主要由电动执行机构、阀杆、闸板、阀盖、阀座组成。电动执行机构包含有交流电机以及减速装置，减速装置通常采用齿轮传动机构、蜗轮蜗杆传动机构等。阀杆穿过阀盖，一端旋入减速装置，另一端连接闸板。闸板封装在阀座内。阀盖连接于电动执行机构和阀座之间，盖在阀座上，起支撑作用，并可对闸板限位。阀座安装接入管道中。电动闸阀工作时，交流电机经过减速装置将运动和动力传给阀杆，阀杆带动闸板沿管道通路中心线的垂直方向往复移动，管道中的介质随闸板开度大小以相应的流量流经阀座，闸阀通过闸板的开启和关闭调节、接通和截断流经管道中的介质。传统的电动闸阀在开启和关闭过程中，大多只能实现单速动作或手动变速，不能根据载荷大小自动改变行程快慢，工作效率低。目前，国内外已出现有少量机电式以及液压式自动变速电动闸阀相关技术与产品，如德国DREHMO公司的EMG-DREHMO-Standard、EMG-DREHMO-Matic C、EMG-DREHMO-i-Matic等电控闸阀，可实现两档或多档自动变速。但是，机电式自动变速电动闸阀需要复杂的检测和控制系统，成本高，而且电气元件对工作环境要求较严格，而液压式自动变速电动闸阀需要建立相应的液压系统，结构庞杂笨拙，占用空间大，安装、使用不便，成本也较高，且液压元件对抗腐蚀、耐压和密封性能有很高的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述现有技术的不足，解决传统电动闸阀不能实现自动变速，工作效率低，以及目前的机电式和液压式自动变速电动闸阀结构复杂，元器件性能要求高，安装调节不方便等技术问题，而提供一种机械式自动变速电动闸阀。 本专利技术所涉及的机械式自动变速电动闸阀，采用机械传动与控制方式传递运动和动力，能够根据载荷大小进行两档自动变速，实现小载荷快行程以及大载荷慢行程的工作状况，本专利技术所涉及的机械式自动变速电动闸阀包括蜗杆2、蜗轮套3、螺母套4、螺杆5、阀杆6、调节螺钉7、紧固螺母8、弹簧9、钢球座10、钢球11，双列圆锥滚子轴承12、圆螺母13、圆螺母垫圈14、1号深沟球轴承15、2号深沟球轴承16、弹性挡圈17、端盖24、垫片25、上箱体28、下箱体29、阀盖30、闸板31，其特征在于所述蜗轮套3轮毂为套筒形，具有一轴向内圆通孔，该轴向内圆通孔与蜗轮套3同心，其孔壁上加工有沿轴向的直通键槽，蜗轮套3轴段为三段阶梯式，与所述蜗杆2啮合的一端是其最大外径轴段，该轴段外圆面上加工有蜗轮轮齿，蜗轮套3中间轴段是一轴肩，与蜗轮套3轴肩相接且未与蜗杆2啮合的一端是蜗轮套3最小外径轴段，蜗轮套3最小外径轴段穿过下箱体29的主孔，并在其外圆面两端分别套有1号深沟球轴承15、2号深沟球轴承16；所述下箱体29主孔是直通的内圆孔，由分别位于两端的两个轴承座孔以及一个中间孔组成，三孔同心且中心线垂直于下箱体29与上箱体28的结合面，下箱体29主孔的中间孔直径大于蜗轮套3最小外径轴段外圆面直径，两个轴承座孔直径大于中间孔直径，三者形成两个止推台阶面，靠近下箱体29与上箱体28结合面的分别为1号轴承座孔和1号止推台阶面，靠近下箱体29与阀盖30结合面的分别为2号轴承座孔和2号止推台阶面，1号深沟球轴承15、2号深沟球轴承16对应安装在1号轴承座孔、2号轴承座孔中，1号止推台阶面抵住1号深沟球轴承15外圈远离蜗轮套3蜗轮轮齿的一侧，2号止推台阶面抵住2号深沟球轴承16外圈靠近蜗轮套3蜗轮轮齿的一侧，蜗轮套3的轴肩端面抵住1号深沟球轴承15内圈靠近蜗轮套3蜗轮轮齿的一侧，蜗轮套3最小直径轴段外圆面上有一环槽，弹性挡圈16卡入此环槽中，并抵住2号深沟球轴承16内圈远离蜗轮套3蜗轮轮齿的一侧，由此，蜗轮套3安装在下箱体29中并实现轴向定位；蜗轮套3轴向内圆通孔中套有螺母套4，螺母套4为套筒形，具有一个与外圆面同心的内圆通孔，螺母套4外圆面上加工有与蜗轮套3轴向内圆通孔孔壁上的轴向直通键槽相配合的键，螺母套4内圆通孔两端均加工有传动螺纹，且两处螺纹旋向相反，螺母套4内圆通孔一端与螺杆5旋合，形成第一螺旋副，另一端与阀杆6旋合，形成第二螺旋副；螺杆5为五段式阶梯轴，螺杆5中旋入螺母套4内圆通孔的轴段处于螺杆5的末端，其外圆面上加工有传动螺纹，螺杆5中与旋入螺母套4的轴段相接的是其最大外径轴段，螺杆5最大外径轴段外圆面上加工有两处相同且沿此轴段周向均匀分布的轴向直通V型槽，螺杆5中远离与螺母套4旋合的轴段并与最大外径轴段相接的是一轴肩，螺杆5中远离与螺母套4旋合的轴段并与螺杆5轴肩相接的是一光滑轴段，螺杆5未旋入螺母套4的一端是一段外圆面上加工有连接螺纹的轴段，其外径比与其相接的光滑轴段略小几个毫米；螺杆5安装在上箱体28的主孔中，该主孔是直通的内圆孔，其中心线与下箱体29主孔中心线重合，上箱体28主孔由直径不同的两孔连接而成，两孔同心，连接处形成一个止推台阶面，靠近上箱体28与下箱体29结合面的孔直径较小，远离上箱体28与下箱体29结合面的孔直径较大，上箱体28主孔的小径孔与螺杆5最大外径轴段外圆面同径且形成间隙配合，上箱体28主孔的大径孔是一轴承座孔，双列圆锥滚子轴承12安装在此轴承座孔中并套在螺杆5光滑轴段的外圆面上，螺杆5中外圆面上加工有连接螺纹的轴段套有圆螺母垫圈14并旋合有圆螺母13，圆螺母13紧固住圆螺母垫圈14抵住双列圆锥滚子轴承12内圈远离螺母套4的一侧，螺杆5轴肩抵住双列圆锥滚子轴承12内圈靠近螺母套4的一侧，上箱体28主孔的止推台阶面抵住双列圆锥滚子轴承12外圈靠近螺母套4的一侧，端盖24隔着垫片25安装在上箱体28主孔的轴承座孔外端面，抵住双列圆锥滚子轴承12外圈远离螺母套4的一侧，由此，螺杆5安装在上箱体28中并实现轴向定位；阀杆6穿过阀盖30，其外圆面上加工有传动螺纹，与螺母套4内圆通孔传动螺纹旋合，阀杆6未旋入螺母套4的一端与闸板31固结在一起；上箱体28主孔的小径孔孔壁上加工有两个形状及结构参数完全相同的内圆通孔，两个内圆通孔沿上箱体28主孔的小径孔周向均匀分布，二者中心线均垂交于上箱体28主孔中心线而平行于蜗杆2的轴线，且均处在螺杆5最大外径轴段轴向中间位置，所述内圆通孔内壁由一段光滑孔壁和一段螺纹孔壁组成，靠近上箱体28内侧的一端是一段光滑孔壁，靠近上箱体28外侧的一端是内壁加工有连接螺纹的一段螺纹孔壁；上箱体28主孔小径孔孔壁上的两个内圆通孔中均由内到外依次装有钢球11、钢球座10、弹簧9、调节螺钉7，钢球11一侧与螺杆5最大外径轴段接触，另一侧与钢球座10接触，钢球座10为轴径大小不一的两段阶梯轴结构，钢球座10大径轴段套入所述内圆通孔光滑孔壁段并与之形成间隙配合，钢球座10大径轴段端面中心位置加工有一球冠形凹槽，钢球11嵌入此球冠形凹槽中，钢球座10小径轴段外圆面上套有弹簧9，弹簧9一端与钢球座10的阶梯面接触，另一端与调节螺钉7接触，调节螺钉7的外圆面上加工有连接螺纹，旋合入所述内圆通孔的螺纹孔壁中，调节螺钉7与弹簧9接触的一端加工有一个与调节螺钉7外圆面同心的内圆盲孔，该内圆盲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机械式自动变速电动闸阀，包括蜗杆（２）、蜗轮套（３）、螺母套（４）、螺杆（５）、阀杆（６）、调节螺钉（７）、紧固螺母（８）、弹簧（９）、钢球座（１０）、钢球（１１），双列圆锥滚子轴承（１２）、１号深沟球轴承（１５）、２号深沟球轴承（１６）、弹性挡圈（１７）、端盖（２４）、垫片（２５）、上箱体（２８）、下箱体（２９）、阀盖（３０）、闸板（３１），其特征在于：所述蜗轮套（３）轮毂为套筒形，具有一轴向内圆通孔，该轴向内圆通孔与蜗轮套（３）同心，其孔壁上加工有沿轴向的直通键槽，蜗轮套（３）轴段为三段阶梯式，与所述蜗杆（２）啮合的一端是其最大外径轴段，该轴段外圆面上加工有蜗轮轮齿，蜗轮套（３）中间轴段是一轴肩，与蜗轮套（３）轴肩相接且未与蜗杆（２）啮合的一端是蜗轮套（３）最小外径轴段，蜗轮套（３）最小外径轴段穿过下箱体（２９）的主孔，并在其外圆面两端分别套有１号深沟球轴承（１５）、２号深沟球轴承（１６）；所述下箱体（２９）主孔是直通的内圆孔，由分别位于两端的两个轴承座孔以及一个中间孔组成，三孔同心且中心线垂直于下箱体（２９）与上箱体（２８）的结合面，下箱体（２９）主孔的中间孔直径大于蜗轮套（３）最小外径轴段外圆面直径，两个轴承座孔直径大于中间孔直径，三者形成两个止推台阶面，靠近下箱体（２９）与上箱体（２８）结合面的分别为１号轴承座孔和１号止推台阶面，靠近下箱体（２９）与阀盖（３０）结合面的分别为２号轴承座孔和２号止推台阶面，１号深沟球轴承（１５）、２号深沟球轴承（１６）对应安装在１号轴承座孔、２号轴承座孔中，１号止推台阶面抵住１号深沟球轴承（１５）外圈远离蜗轮套（３）蜗轮轮齿的一侧，２号止推台阶面抵住２号深沟球轴承（１６）外圈靠近蜗轮套（３）蜗轮轮齿的一侧，蜗轮套（３）的轴肩端面抵住１号深沟球轴承（１５）内圈靠近蜗轮套（３）蜗轮轮齿的一侧，蜗轮套（３）最小直径轴段外圆面上有一环槽，弹性挡圈（１６）卡入此环槽中，并抵住２号深沟球轴承（１６）内圈远离蜗轮套（３）蜗轮轮齿的一侧，由此，蜗轮套（３）安装在下箱体（２９）中并实现轴向定位；蜗轮套（３）轴向内圆通孔中套有螺母套（４），螺母套（４）为套筒形，具有一个与外圆面同心的内圆通孔，螺母套（４）外圆面上加工有与蜗轮套（３）轴向内圆通孔孔壁上的轴向直通键槽相配合的键，螺母套（４）内圆通孔两端均加工有传动螺纹，且两处螺纹旋向相反，螺母套（４）内圆通孔一端与螺杆（５）旋合，形成第一...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋立权，洪超，吴荣华，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85[中国|重庆]