具有备用动力系统的阀门电动装置

　　介绍了一种适用于阀门动力装置出现故障能够正常工作的阀门电动装置。分析了蜗轮减速器和阀门动力装置电磁离合器的结构原理、连接特点及其阀门动力装置和电磁离合器交换工作的电路控制方式。给出了放风阀备用阀门动力装置的切换过程及其操作程序。

1、概述

　　钢铁企业炼钢生产线上控制冷风放风阀需要配置电动装置( 大扭矩阀门电动装置) ，按照钢铁企业炼钢的生产工艺要求，该冷风放风阀投入运行之后，不允许停机。即使出现了故障，也应由另一套备用的动力系统装置立即接替，使炼钢生产线上的冷风放风阀照常工作，为此需要一种带备用动力系统的阀门电动装置。

2、结构原理

　　HQ6350型阀门电动装置是炼钢生产线上控制冷风放风阀所配置的电动装置，出轴力矩63. 5kNm，其由2 套分装置组成。第1 套为2 台HZ250 型阀门动力装置，为主动机构，均包括电机、电控制构及机械减速机构。第2 套为1 台WQ6350蜗轮减速器(图1) ，由蜗轮减速器、阀门动力装置、电磁离合器( 图2) 部套、行程控制装置及动力装置输出轴等组成。蜗轮减速器和阀门动力装置通过电磁离合器连接。蜗轮减速器的2 侧各设有1 组阀门动力装置和电磁离合器，并设有可控制两组阀门动力装置和电磁离合器交换工作的控制电路。电磁离合器包括磁轭、衔铁、套筒及三爪牙嵌接头。磁轭与动力装置输出轴固定连接。衔铁与套筒有内外齿啮合，并能在套筒上滑移。套筒与三爪牙嵌接头固定连接，三爪牙嵌接头与蜗轮减速器的蜗杆固定连接。套筒与动力装置输出轴通过轴承连接。磁轭内设有线圈，与衔铁端面设有相适配的啮合齿，其外套装有连接套筒。

　　控制电路包括主电路和电磁离合器控制电路(图2) ，主电路包括选择开关SA1，选择开关SA1共有3 个选择触点，分别为第1 触点、停触点和第2触点。第1 触点和第2 触点并联接入主电路中。第1 触点和第2 触点的支路中分别串联有继电器ZJ1和继电器ZJ2。电磁离合器控制电路通过变压器B1 与主电路连接。电磁离合器控制电路设有2 条支路，一条支路串联有继电器ZJ1 动闭接点和电磁离合器YV1，另一条支路串联有继电器ZJ2 动闭接点和电磁离合器YV2。控制电路还包括指示灯电路，指示灯电路通过变压器B2 与主电路连接。指示灯电路中并联有1#电源灯和2#电源灯，1#电源灯和2#电源灯的支路中分别串联有继电器ZJ1 动闭接点和继电器ZJ2 动闭接点。指示灯电路中还并联有开行程灯、关行程灯、1#开转矩灯、1#关转矩灯、2#开转矩灯及2#关转矩灯。

图1 HQ6350 型阀门电动装置

图2 电磁离合器

　　连接套筒上设有电刷，磁轭上设有与电刷相对应的滑环。磁轭上设有使衔铁复位的弹簧和钢球。蜗轮减速器上设有行程控制装置。2 组阀门动力装置上配置的蜗杆蜗轮为同模数、同齿数，但螺旋线升角相反。用于主动机构的2 台HZ250 型阀门动力装置，安装在WQ6350 型蜗轮减速器的蜗杆两端，并与蜗杆连接。2 台动力装置为各自独立工作，其中1 台备用，备用动力装置只有在工作动力装置出现故障而停机时，才启动运行，以保障生产线不停顿。2 台动力装置的电机均为转向相同，操作程序亦相同。2台动力装置输出轴上配置的蜗杆蜗轮为同模数、同齿数，但螺旋线升角却相反，即1台电装为右旋，另1台为左旋，以保证2 台HZ250 型阀门动力装置输出轴的旋向相同。为确保只能1 台HZ250 型动力装置在运行，在电控上设有互锁，即1#运行，2#不能驱动，2#运行，1#不能驱动。2台HZ250 型动力装置分别安装在WQ6350 型蜗轮减速器的两端( 与蜗杆轴连接) ，1台工作，另1 台备用。带备用动力系统的阀门动力装置的运行以1# - 3M 为例，转动SA1→ZJ1得电，YV1得电→电磁离合器吸合→动力装置可传递转矩，同时控制电路也得电，动力装置可进入正常操作运行。即开关量控制或模拟量控制，开阀、关阀等。如发现该台动力装置损坏，不能工作，可转动SA1至停机。再启动另1 台动力装置(2#-3M) 。转动SA1→ZJ2得电，YV2得电→电磁离合器吸合→2#电装可传递转矩，并投入运行(SA1是选择开关) ，SB1是远控时的急停。

　　2 台HZ250 型动力装置上都需配置电磁离合器，电磁离合器与机械式牙嵌离合器基本相同。电磁离合器靠对磁轭内的线圈通入24V 的激磁电流产生磁场，使磁轭和衔铁以及相连的牙齿啮合而传递转矩。动力装置的输出轴上安装电磁离合器，通电后可带动三爪牙嵌接头，并驱动WQ6350 型蜗轮减速器的蜗杆蜗轮及阀门，使阀门运行。断电后，磁轭和衔铁以及相连的牙齿分离，衔铁靠弹簧复位，故动力装置输出轴上的三爪牙嵌接头空转，输出轴无法输出转矩，从而确保只有一台动力装置在运行。电磁离合器因用电磁力接合，能用于远距离操纵。真空技术网（http://www.chvacuum.com/）认为动力装置的输出轴上安装电磁离合器，并设置轴承、三爪牙嵌接头，与WQ6350 型蜗轮减速器的蜗杆端连接。

　　工作时，先接通电源，装在电装输出轴的电磁离合器先通电，使磁轭和衔铁以及相连的牙齿啮合。动力装置的输出轴可带动三爪牙嵌接头，其与WQ6350 型蜗轮减速器的蜗杆上的三爪牙嵌接头连接，共同转动。此时动力装置的控制线路也得电，可以进入运行，如开阀或关阀。同时另一台同轴安装的动力装置是不能工作的，其三爪牙嵌接头只能在轴承上空转。反之，另一台动力装置工作，本台动力装置的三爪牙嵌接头也只能在轴承上空转。

图3 控制电路

　　采用具有备用动力系统的电动装置后，如果一个阀门动力装置出现故障，就可以立即切换至备用的阀门动力装置接替，以驱动蜗轮减速器，使炼钢生产线上的冷风放风阀照常工作，这时可对出故障的阀门动力装置进行检修。

3、结语

　　具有备用动力系统的电动装置，包括蜗轮减速器和阀门动力装置，阀门动力装置包括电机、电控机构、机械减速机构，蜗轮减速器和阀门动力装置通过电磁离合器连接，蜗轮减速器的两侧各设有一组阀门动力装置和电磁离合器，并设有可控制两组阀门动力装置和电磁离合器交换工作的控制电路，如果一个阀门动力装置一旦出现故障，就可以立即切换至另一台备用的阀门动力装置接替，以驱动蜗轮减速器，使炼钢生产线上的冷风放风阀照常工作。该电动装置已试制样机并获得发明专利授权( 专利号: ZL 201310290316. 4) 。