【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种闸阀执行机构，具体涉及一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，本专利技术属于海洋石油工程领域。
技术介绍
1、随着海洋石油开发逐步走向深海，水下生产系统及相关设备的研发已成为海洋石油开发装备研究的热点领域。随着海洋油汽开采逐步向深水推进，传统的液压式和电液复合式水下生产系统已不能满足深水油气生产系统的需要，全电式水下生产系统是未来水下生产系统设施研究的重点。同时，水下电动闸阀执行机构是全电式水下生产系统的终端执行单元，是全电式水下生产系统核心的装备之一，其性能优劣直接影响到整个全电式水下生产系统的可靠性和安全性。
2、由于水下电动闸阀执行机构采用电力驱动，若采用电机持续供电来维持闸阀长期开启，则会极大的增加系统的功耗，并导致驱动电机的使用寿命降低；同时，设计的全电式水下闸阀执行机构可应用于全电采油树生产闸阀，低功耗保持所需克服的力较大，故否定了传统的“杠杆原理”，低功耗保持方式。此外，全电式水下闸阀执行机构一般工作在深海区，一旦出现故障，人力很难维修，当系统电力丢失时，要求其能够自动关闭闸阀，防止油气泄露等意外发生，故需设计一种可靠的失效安全关断机构。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有的水下电动闸阀执行机构通过电机持续供电来维持闸阀的开启，极大的增加系统的功耗，无法具备低功耗保持，并且不具备失效安全关断功能的问题，进而提出一种一种集中控制式水下电动闸阀执行机构。
2、本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：
3、本专利技术包
4、进一步的，所述电机驱动系统包括包括电机壳体上盖、驱动电机，电机壳体、电机壳体下盖，所述驱动电机安装在电机壳体内部，电机壳体上盖和电机壳体下盖分别与电机壳体采用螺钉连接，电机壳体上盖和电机壳体下盖内部均设有阶梯孔，可轴向固定驱动电机，电机输出轴与驱动电机转子连接。
5、进一步的，低功耗保持系统包括电磁制动器、行星减速器，固定套、电磁离合器和传动齿轮，行星减速器通过固定套安装在上壳体的内部，电磁制动器安装在固定套顶部，电磁离合器通过螺钉与传动齿轮连接。
6、进一步的，所述失效安全关断系统包括连接杆、复位弹簧、弹簧下板、阀杆、行程板和弹簧上板，阀杆的上端与连接杆的下端通过螺纹连接，行程板固定安装在弹簧腔壳体的上部，弹簧上板位于行程板的下部并与其固定连接，弹簧下板固定在弹簧腔壳体的下部，连接杆位于行程板和弹簧下板之间，复位弹簧套装在连接杆上，且复位弹簧位于弹簧上板和弹簧下板之间。
7、进一步的，弹簧上板和弹簧下板的内部均设有用于固定复位弹簧的凹槽。
8、进一步的，传动组件包括行星滚柱丝杠、行星滚柱螺母和中心齿轮，行星滚柱丝杠的下端穿过下壳体下盖与连接杆的上端螺纹连接，行星滚柱螺母套装在行星滚柱丝杠上，中心齿轮套装在行星滚柱丝杠上位于行星滚柱螺母的下部，行星滚柱螺母与中心齿轮固定连接。
9、进一步的，所述一种集中控制式水下电动闸阀执行机构还包括rov超控系统，所述rov超控系统包括rov接口，梯形丝杠，梯形螺母和梯形丝杠外套，rov接口通过螺钉与上壳体上盖连接，上壳体上盖中心留有圆形通孔，梯形丝杠与圆形通孔配合并伸出至rov接口内部，梯形螺母和梯形丝杠外套，由内至外依次套装在梯形丝杠上。
10、进一步的，电机驱动系统为两个，每个电机驱动系统与一个低功耗保持系统连接。
11、进一步的，所述低功耗保持系统为两个，传动组件位于两个低功耗保持系统之间。
12、本专利技术的有益效果是：
13、1、采用冗余电机、电磁离合器、电磁制动器、行星减速器控制阀门，其中一路发生损坏后，另一路仍可正常工作，提高了系统的可靠性；
14、2、采用电磁制动器、行星减速器、电磁离合器实现闸阀的低功耗保持功能。电磁制动器产生的制动扭矩可以通过行星减速器和行星滚柱丝杠放大，从而抵抗复位弹簧力；
15、3、rov超控与电机驱动采用两套独立的丝杠螺母传动系统，电机驱动采用行星滚柱丝杠传递扭矩，rov超控采用梯形丝杠螺母传递扭矩，极大程度上减小了电机尺寸和系统整体功耗；
16、4、采用标准的rov扭矩接口，并配有梯形丝杠传动装置，用于rov应急操作闸阀，使闸阀执行机构可操作性更高。
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1.一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，它包括外壳组件，所述外壳组件包括上壳体上盖(26)、上壳体(27)、下壳体(28)、下壳体下盖(10)、弹簧腔壳体(11)和阀门接口法兰(15)，上壳体(27)、下壳体(28)由上至下依次连接，上壳体上盖(26)与上壳体(27)固定连接，下壳体下盖(10)与下壳体(28)固定连接，阀门接口法兰(15)与弹簧腔壳体(11)固定连接，水下闸阀(29)通过阀门接口法兰(15)与弹簧腔壳体(11)固定连接，其特征在于：所述一种集中控制式水下电动闸阀执行机构还包括电机驱动系统、低功耗保持系统、传动组件和失效安全关断系统，所述电机驱动系统与低功耗保持系统连接，低功耗保持系统与传动组件连接，所述电机驱动系统位于上壳体(27)内，低功耗保持系统和传动组件位于下壳体(28)内，失效安全关断系统位于弹簧腔壳体(11)内，且失效安全关断系统与传动组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：所述电机驱动系统包括电机壳体上盖(2)、驱动电机(3)，电机壳体(4)、电机壳体下盖(5)，所述驱动电机(3)安装在电机壳体
3.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：所述低功耗保持系统包括电磁制动器(6)、行星减速器(7)，固定套(8)、电磁离合器(9)和传动齿轮(22)，行星减速器(7)通过固定套(8)安装在上壳体(27)的内部，电磁制动器(6)安装在固定套(8)顶部，电磁离合器(9)通过螺钉与传动齿轮(22)连接。
4.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：所述失效安全关断系统包括连接杆(12)、复位弹簧(13)、弹簧下板(14)、阀杆(16)、行程板(23)和弹簧上板(24)，阀杆(16)的上端与连接杆(12)的下端通过螺纹连接，行程板(23)固定安装在弹簧腔壳体(11)的上部，弹簧上板(24)位于行程板(23)的下部并与其固定连接，弹簧下板(14)固定在弹簧腔壳体(11)的下部，连接杆(12)位于行程板(23)和弹簧下板(14)之间，复位弹簧(13)套装在连接杆(12)上，且复位弹簧(13)位于弹簧上板(24)和弹簧下板(14)之间。
5.根据权利要求4所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：传动组件包括行星滚柱丝杠(20)、行星滚柱螺母(21)和中心齿轮(30)，行星滚柱丝杠(20)的下端穿过下壳体下盖(10)与连接杆(12)的上端螺纹连接，行星滚柱螺母(21)套装在行星滚柱丝杠(20)上，中心齿轮(30)套装在行星滚柱丝杠(20)上位于行星滚柱螺母(21)的下部，行星滚柱螺母(21)与中心齿轮(30)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：所述一种集中控制式水下电动闸阀执行机构还包括ROV超控系统，所述ROV超控系统包括ROV接口(1)，梯形丝杠(19)，梯形螺母(18)和梯形丝杠外套(17)，ROV接口(1)通过螺钉与上壳体上盖(26)连接，上壳体上盖(26)中心留有圆形通孔，梯形丝杠(19)与圆形通孔配合并伸出至ROV接口(1)内部，梯形螺母(18)和梯形丝杠外套(17)由内至外依次套装在梯形丝杠(19)上。
8.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：每个电机驱动系统与一个低功耗保持系统连接。
9.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：所述低功耗保持系统为冗余设计，传动组件位于两个低功耗保持系统之间。
...【技术特征摘要】
1.一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，它包括外壳组件，所述外壳组件包括上壳体上盖(26)、上壳体(27)、下壳体(28)、下壳体下盖(10)、弹簧腔壳体(11)和阀门接口法兰(15)，上壳体(27)、下壳体(28)由上至下依次连接，上壳体上盖(26)与上壳体(27)固定连接，下壳体下盖(10)与下壳体(28)固定连接，阀门接口法兰(15)与弹簧腔壳体(11)固定连接，水下闸阀(29)通过阀门接口法兰(15)与弹簧腔壳体(11)固定连接，其特征在于：所述一种集中控制式水下电动闸阀执行机构还包括电机驱动系统、低功耗保持系统、传动组件和失效安全关断系统，所述电机驱动系统与低功耗保持系统连接，低功耗保持系统与传动组件连接，所述电机驱动系统位于上壳体(27)内，低功耗保持系统和传动组件位于下壳体(28)内，失效安全关断系统位于弹簧腔壳体(11)内，且失效安全关断系统与传动组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：所述电机驱动系统包括电机壳体上盖(2)、驱动电机(3)，电机壳体(4)、电机壳体下盖(5)，所述驱动电机(3)安装在电机壳体(4)内部，电机壳体上盖(2)和电机壳体下盖(5)分别与电机壳体(4)采用螺钉连接，电机壳体上盖(2)和电机壳体下盖(5)内部均设有阶梯孔，可轴向固定驱动电机(3)，电机输出轴与驱动电机(3)转子连接。
3.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：所述低功耗保持系统包括电磁制动器(6)、行星减速器(7)，固定套(8)、电磁离合器(9)和传动齿轮(22)，行星减速器(7)通过固定套(8)安装在上壳体(27)的内部，电磁制动器(6)安装在固定套(8)顶部，电磁离合器(9)通过螺钉与传动齿轮(22)连接。
4.根据权利要求1所述的一种集中控制式水下电动闸阀执行机构，其特征在于：所述失效安全关断系统包括连接杆(12)、复位弹簧(13)...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾鹏，张文龙，郑怀亮，王向宇，运飞宏，弓海霞，齐增瑞，张岩，魏正阳，王青元，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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