电液执行器驱动零摩擦球阀的装置及其驱动的零摩擦球阀

摘要

本发明提供一种电液执行器驱动零摩擦球阀的装置，要点是：直线执行机构与机动换向阀串联后、与旋转执行机构并联，在电液执行器的供油管路上接电磁阀；机动换向阀安装在直线油缸的上端盖，其顶针朝下穿过上端盖进入直线油缸的缸腔里，在直线油缸活塞上端面安装螺钉，调整螺钉的钉帽对着顶针；直线油缸、旋转油缸和带颈法兰依次刚性连接，旋转油缸的输出齿轮以键连接的方式安装在直线油缸的活塞杆上，活塞杆和连接杆刚性连接，在颈腔壁上安装三个用于控制电磁换向阀的行程开关或接近开关，在颈腔里的活塞杆或连接杆上设置可触发这三个行程开关或接近开关触头的凸块。

说明书

技术领域

本发明涉及一种零摩擦球阀，具体说是电液执行器驱动的零摩擦球阀。

背景技术

CN210661446U公开了一种零摩擦伸缩球球阀，其说明书第0015段记载该零摩擦伸缩球球阀的工作过程，具体是，当手柄36处于与阀门流水通道平行时，本台阀门处于开启状态，需要关闭阀门时，先将手柄36顺时针方向推动旋转九十度，这时，手柄36带动定位销24及连接在一块的阀杆33同步旋转九十度，球体11的流水口垂直于阀体的流水通道，而球体11密封部位刚好对着阀座密封部位；再接着顺时针旋转手轮29，手轮29同步带着阀杆螺

母27及连接成一个整体的各个部件同时进行同步运动，阀杆33在阀杆螺母27旋转的作用力下做下降运动，下降的阀杆33带动支撑块17及连杆一14和连杆二15做下降运动，将球体11撑开，达到密封状态，这时本阀门处于关闭状态。当需要开启球阀时，先逆时针方向旋转手轮29，通过阀杆螺母27同步旋转推动阀杆33向上提升，球体11已经被被下阀杆10及下阀杆芯轴12定位，球体11不会向上提升，只能拉动球体11的豁口向内收缩，这时，球体11整体体积变小，并脱离左右阀体13的阀座密封部位，推动手柄36及连接在一块的定位销24

顺着支架32的倒L型槽孔的横槽逆时针旋转九十度，阀体内腔的球体11同步旋转九十度，球体11的流水口与阀体流水通道对齐，本球阀打开。简述之当令阀门由开到关时，先旋转手柄36，使阀杆33同步旋转，再旋转手轮29，使阀杆33下移，球阀涨开密封关闭；当令阀门由关到开时，先反向旋转手轮29，阀杆33向上提升，球体11整体体积变小，再反向旋转手柄36，阀杆同步旋转，球阀同步旋转与阀体流体通道对齐，本球阀打开。上述阀门开与关是由人工操作手柄和手轮进行的，不但强度大，而且速度慢，限制了使用范围。

目前电液执行器广泛应用于自动驱动、控制管道阀门的开、关和保持。电液执行器包括高压供油管路、电磁换向阀、油缸和回油管路（CN108916441A的油缸为旋转油缸）。本文将其中的油缸和电磁换向阀的连接组合称为执行机构。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种电液执行器驱动零摩擦球阀的装置及使用该装置驱动的零摩擦球阀。

上述零摩擦伸缩球球阀的开与关是由其阀杆交替输出直线行程和角行程完成的，因此本发明解决上述问题的思路是，由电液执行器代替手轮和手柄，驱动阀杆如上述那样的输出。

电液执行器驱动零摩擦球阀的装置，包括电液执行器，其特征是：所述电液执行器的执行机构有两个，一个是由电磁换向阀和直线油缸（输出端为其活塞杆的一般油缸）组成的直线执行机构，另一个是由电磁换向阀和旋转油缸（输出端为齿轮、输出扭矩的油缸）组成的旋转执行机构，在液压油路上，直线执行机构与机械驱动换向阀（以下称机动换向阀）串联后、与旋转执行机构并联，在电液执行器的供油管路上接电磁阀；

机动换向阀、直线油缸、旋转油缸和带颈法兰按自上而下依次安装在一起，具体是机动换向阀安装在直线油缸的上端盖，其顶针朝下穿过上端盖进入直线油缸的缸腔里，在直线油缸活塞上端面安装调整螺钉，调整螺钉的钉帽对着顶针；直线油缸、旋转油缸和带颈法兰依次刚性连接，其中直线油缸的活塞杆朝下，旋转油缸的输出齿轮以键连接的方式安装在直线油缸的活塞杆上，活塞杆和连接杆依次刚性连接（既传递扭矩也传递上下移动），其中活塞杆和连接杆的连接处位于带颈法兰的颈腔里，在颈腔壁上安装三个用于控制电磁换向阀的行程开关或接近开关，两个在上的第一和第二行程开关或接近开关在同一水平面按90°分布，一个下行程开关或接近开关位于第二行程开关或接近开关的下面，在颈腔里的活塞杆或连接杆上设置可触发这三个行程开关或接近开关触头的凸块，所述可触发是指当活塞杆运行到上端时凸块可碰到在上的行程开关或接近开关的触头、当活塞杆运行到下端时凸块可碰到下行程开关或接近开关的触头。

使用上述装置驱动的零摩擦伸缩球球阀，包括零摩擦伸缩球球阀及其阀杆，活塞杆、连接杆和阀杆依次刚性连接，带颈法兰安装在零摩擦伸缩球球阀门上。

驱动过程是，在所述球阀处于关闭状态时，直线油缸的活塞处于下位，机动换向阀处于截止状态。要实现所述球阀由关到开时，供油管路上的电磁阀得电，高压油经直线执行机构的电磁换向阀进入到直线油缸的下腔，驱动直线油缸活塞杆上行，带动伸缩球阀的阀杆上行，其球体阀芯收缩，解除密封；同时，直线油缸活塞上端面的调整螺钉碰到机动换向阀的顶针，机动换向阀导通，供油管路的高压油通过机动换向阀、旋转执行机构的电磁换向阀进入旋转油缸左面缸筒中，驱动旋转油缸的输出齿轮、直线油缸的活塞杆、连接杆、阀杆和阀芯同步正转，阀芯的流体口与阀体流体通道对齐，所述球阀打开；同时，上述凸块随之正转到90°时，触发到第一行程开关或接近开关的触头，发讯给电控箱，电控箱使供油管路上的电磁换向阀掉电关闭，系统维持阀门打开状态。

若要实现球阀由开至关时，供油管路上的电磁换向阀和旋转执行机构的电磁换向阀得电，供油管路的高压油依次经上述两个电磁换向阀进入旋转油缸右面缸筒中，驱动旋转油缸的输出齿轮、直线油缸的活塞杆、连接杆、阀杆和阀芯同步反转90°，使阀芯的流体口与阀体流体通道垂直；同时凸块也随之反转到90°时，触发到第二行程开关或接近开关的触头，发讯给电控箱，电控箱令旋转执行机构的电磁换向阀掉电、直线执行机构的电磁换向阀得电。供油管路高压油以直线执行机构的电磁换向阀进入到直线油缸的上腔，驱动其活塞杆、连接杆和阀杆下行，将球阀的阀芯撑开到密封位置；同时凸块也随之下行，触发到下行程开关或接近开关的触头，发讯给电控箱，电控箱使供油管路电磁换向阀和直线执行机构的电磁换向阀同时断电，使阀门处于密封关闭状态，并锁紧。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：实现自动控制零摩擦球阀，特别是在电控箱里配备PLC，对电磁换向阀和行程开关进行逻辑控制，能实现小于0.5秒的快速动作。

附图说明

下面结合附图进一步说明本发明。

图1是本发明直线油缸活塞杆运行到下端时的示意图。

具体实施方式

电液执行器驱动零摩擦球阀的装置，包括电液执行器，所述电液执行器的执行机构有两个，一个是由电磁换向阀18和直线油缸1组成的直线执行机构，另一个是由电磁换向阀15和旋转油缸4组成的旋转执行机构，在液压油路上，直线执行机构与机动换向阀8串联后、与旋转执行机构并联，两个执行机构共用一个供油管路、回油管路，在电液执行器的供油管路上接电磁换向阀14。

机动换向阀、直线油缸、旋转油缸和带颈法兰6按自上而下依次安装在一起，具体是机动换向阀安装在直线油缸的上端盖，其顶针22朝下穿过上端盖进入直线油缸的缸腔里，在直线油缸活塞2上端面安装调整螺钉21，调整螺钉的钉帽对着顶针，调整螺钉用于调整活塞上行行程的大小；直线油缸、旋转油缸和带颈法兰依次刚性连接，其中直线油缸的活塞杆2－1朝下，旋转油缸的输出齿轮3以键连接的方式安装在直线油缸的活塞杆上，活塞杆2－1和连接杆7使用刚性联轴器5连接，其中刚性联轴器5位于带颈法兰的颈腔里，在颈腔壁上安装三个用于控制电磁换向阀的行程开关，其中两个在上、一个在下，两个在上的第一行程开关（位于图1的背面、看不到）和第二行程开关23－2在同一水平面按90°分布，一个下行程开关23－3位于第二行程开关的下面，在刚性联轴器5上设置可触发这三个行程开关触头的凸块51，所述可触发是指当活塞杆运行到上端时凸块可碰到在上的行程开关或接近开关的触头、当活塞杆运行到下端时凸块可碰到下行程开关或接近开关的触头。

使用上述装置驱动的零摩擦伸缩球球阀，包括零摩擦伸缩球球阀及其阀杆（即CN210661446U的零摩擦伸缩球球阀及其阀杆33。本申请图1略），活塞杆2－1、连接杆7和阀杆依次刚性连接，其中连接杆7和阀杆使用套筒式刚性联轴器连接，带颈法兰安装在零摩擦伸缩球球阀门上。

供油管路还包括蓄能器12，由电机9驱动液压泵10从油箱吸入油，经单向阀11将高压油输入给蓄能器12储存。在直线执行机构的电磁换向阀18和直线油缸1之间的液压油路上接液压锁17，在旋转执行机构的电磁换向阀15和旋转油缸4组成的之间的液压油路上接液压锁16，以稳定油缸及球阀运行稳定。

驱动过程是，在所述球阀处于关闭状态时，直线油缸的活塞处于下位，机动换向阀处于截止状态。要实现所述球阀由关到开时，供油管路上的电磁换向阀14得电，高压油经直线执行机构的电磁换向阀18及其液压锁17进入到直线油缸1的下腔，驱动直线油缸活塞杆2－1上行，带动阀杆上行，其球体阀芯收缩，解除密封；同时，直线油缸活塞上端面的调整螺钉碰到机动换向阀的顶针，机动换向阀8导通，供油管路的高压油通过机动换向阀、旋转执行机构的电磁换向阀15进入旋转油缸4左缸筒中，驱动旋转油缸的输出齿轮3、直线油缸的活塞杆2－1、连接杆7、阀杆和阀芯同步正转，阀芯的流体口与阀体流体通道对齐，所述球阀打开；同时，上述凸块51随之正转到90°时，触发到第一行程开关的触头（位于图1的背面、看不到），发讯给电控箱，电控箱使供油管路上的电磁换向阀14掉电关闭，系统保持阀门打开状态。

若要实现球阀由开至关时，供油管路上的电磁换向阀14和旋转执行机构的电磁换向阀18得电，供油管路的高压油依次经上述两个电磁换向阀和液压锁16进入旋转油缸右面缸筒中，驱动旋转油缸的输出齿轮、直线油缸的活塞杆、连接杆、阀杆和阀芯同步反转90°，使阀芯的流体口与阀体流体通道垂直；同时凸块51也随之反转到90°时，触发到第二行程开关23－2的触头，发讯给电控箱，电控箱令旋转执行机构的电磁换向阀18掉电、直线执行机构的电磁换向阀15得电。供油管路高压油经直线执行机构的电磁换向阀及其液压锁17进入到直线油缸1的上腔，驱动其活塞杆、连接杆和阀杆下行，将球阀的阀芯撑开到密封位置；同时凸块51也随之下行，触发到下行程开关23－3的触头，发讯给电控箱，电控箱使供油管路电磁换向阀18和直线执行机构的电磁换向阀18同时断电，使阀门处于密封关闭状态，并锁紧。

图1中压力开关13的反馈信号用来自动控制电机9，实现低压启动和高压停止。排油截止阀19用于在必要时对蓄能器进行手动泄压。安全阀20用来限制系统的最高压力，避免产生危险压力。