專利名稱：快速切斷閥電磁驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種電磁驅(qū)動(dòng)裝置，特別涉及一種用于高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置的快速切斷閥電磁驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)中煉鐵系統(tǒng)所用能耗一般要占企業(yè)總能耗的70％左右，其中大約55％消耗在高爐冶煉系統(tǒng)上。高爐爐頂煤氣余壓回收透平發(fā)電裝置(Top Gas PressureRecovery Turbine簡(jiǎn)稱TRT)是目前國(guó)際上公認(rèn)的有價(jià)值的二次能源回收裝置。它是利用高爐爐頂煤氣中的壓力能及熱能經(jīng)透平膨脹做功來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，可回收高爐鼓風(fēng)所需要能量的30％左右。這種發(fā)電方式既不消耗任何燃料，也不產(chǎn)生環(huán)境污染，發(fā)電成本又低，是高爐冶煉工序的重大節(jié)能項(xiàng)目，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，是國(guó)際冶金界大力推廣的節(jié)能和環(huán)保技術(shù)之一。根據(jù)我國(guó)冶金工業(yè)“十五”規(guī)劃，到2005年，我國(guó)1000立方米以上大高爐，要全部采用TRT技術(shù)，小于1000立方米的高爐也要大力開發(fā)TRT技術(shù)與裝備。
快速切斷閥是高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置中關(guān)鍵的配套設(shè)備，當(dāng)透平機(jī)組出現(xiàn)異常時(shí)，要求閥門必須在0.5秒內(nèi)迅速切斷進(jìn)入透平機(jī)組的高爐煤氣，保證高爐及透平機(jī)組的安全。現(xiàn)有高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置中的快速切斷閥驅(qū)動(dòng)方式為液動(dòng)，液壓控制系統(tǒng)能夠驅(qū)動(dòng)裝有動(dòng)力彈簧的單作用液壓缸，通過快速泄掉壓力油的方式完成閥口的緊急關(guān)閉動(dòng)作?，F(xiàn)有高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置中快速切斷閥驅(qū)動(dòng)方式存在的缺點(diǎn)為1.液壓控制系統(tǒng)向6個(gè)點(diǎn)供油(進(jìn)、出口插板閥，快速切斷閥，調(diào)速閥，可調(diào)靜葉及旁通快開閥)。插板閥在啟閉過程中液壓系統(tǒng)與煤氣直接接觸，由于高爐煤氣含塵量較高，造成整個(gè)液壓系統(tǒng)的油質(zhì)清潔度難以滿足要求。
2.因操作環(huán)境較為惡劣，不經(jīng)常動(dòng)作的快速切斷閥長(zhǎng)期工作的可靠性較低。
3.在快速切斷閥緊急關(guān)閉的最后階段，由于動(dòng)力彈簧的彈力隨形變的減小而減小，因此會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力不足，閥門無(wú)法完全關(guān)閉的情況，存在安全隱患。
4.TRT系統(tǒng)正常工作時(shí)，快速切斷閥處于打開狀態(tài)，液壓系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作，消耗大量電能。
技術(shù)內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種具有慢開、慢關(guān)、快關(guān)及游動(dòng)功能，運(yùn)行可靠，操作方便、能耗低，成本低，安裝、調(diào)試及維修方便的高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置快速切斷閥的電磁驅(qū)動(dòng)裝置。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案如下快速切斷閥的電磁驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)由箱體、驅(qū)動(dòng)電磁鐵，控制電磁鐵、動(dòng)力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成；箱體的結(jié)構(gòu)是上端蓋1固裝在上箱體6的上端，上箱體6的下端固裝著下箱體24，上箱體6的兩側(cè)還固裝著箱體9、左軸承端蓋41和右軸承端蓋18，下箱體24上固裝著行程開關(guān)支架28；驅(qū)動(dòng)電磁鐵的結(jié)構(gòu)是在上箱體6內(nèi)裝著驅(qū)動(dòng)線圈外殼4，驅(qū)動(dòng)線圈外殼4的上部裝著驅(qū)動(dòng)靜鐵芯2，驅(qū)動(dòng)靜鐵芯2的下端裝著碟形彈簧3，碟形彈簧3的下面裝著驅(qū)動(dòng)銜鐵7，驅(qū)動(dòng)銜鐵7的外周套裝著驅(qū)動(dòng)線圈5；控制電磁鐵的結(jié)構(gòu)是在箱體9內(nèi)裝著控制線圈外殼14，控制線圈外殼14內(nèi)裝著控制線圈10，控制線圈10內(nèi)裝著控制銜鐵13，控制銜鐵13的一端裝著控制靜鐵芯11，另一端的外周套裝著控制彈簧8，端蓋12固裝在箱體9上；動(dòng)力彈簧26套裝在彈簧導(dǎo)桿25上，并與上箱體6的下端聯(lián)接；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)銜鐵7與齒條20和彈簧導(dǎo)桿25固定聯(lián)接，并通過軸套和鍵與箱體聯(lián)接；齒條20上開有限位槽15，傳動(dòng)軸39通過軸承架裝在上箱體6上，齒輪22裝在軸承17、40中間，齒輪22通過鍵21與傳動(dòng)軸39聯(lián)接，傳動(dòng)軸39通過鍵38與帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器35聯(lián)接；帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器35的輸出端通過鍵36與閥桿37聯(lián)接，帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器35的制動(dòng)輪34與電磁制動(dòng)器32的制動(dòng)瓦33相聯(lián)，電磁制動(dòng)器32的底座42固裝在機(jī)架43上；控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是行程開關(guān)27、29、30安裝在行程開關(guān)支架28上。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，具有慢開、慢關(guān)、快關(guān)及游動(dòng)功能。
2、運(yùn)行可靠，保證了快速切斷閥在0.5秒內(nèi)快關(guān)的可靠性，專用于高爐煤氣余壓透平發(fā)電裝置，保證TRT在各種工況下正常工作，以及在事故狀態(tài)下能迅速、可靠切斷煤氣，有效地保證了高爐及透平機(jī)組的安全。
3、耗低，成本低，安裝、調(diào)試及維修方便，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益十分顯著。


圖1是本實(shí)用新型快速切斷閥的電磁驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
快速切斷閥的電磁驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由箱體、驅(qū)動(dòng)電磁鐵，控制電磁鐵、動(dòng)力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成。
箱體的結(jié)構(gòu)是上端蓋1通過螺栓固裝在上箱體6的一端，上箱體6的另一端通過螺栓固裝著下箱體24，上箱體6的兩側(cè)還通過螺釘固裝著箱體9、左軸承端蓋41和右軸承端蓋18，下箱體24通過螺釘固裝著行程開關(guān)支架28。
驅(qū)動(dòng)電磁鐵的結(jié)構(gòu)是在上箱體6內(nèi)裝著驅(qū)動(dòng)線圈外殼4，驅(qū)動(dòng)線圈外殼4的上部裝著驅(qū)動(dòng)靜鐵芯2，驅(qū)動(dòng)靜鐵芯2的下端裝著碟形彈簧3，碟形彈簧3的下端裝著驅(qū)動(dòng)銜鐵7，驅(qū)動(dòng)銜鐵7的外周套裝著驅(qū)動(dòng)線圈5。
控制電磁鐵的結(jié)構(gòu)是在箱體9內(nèi)裝著控制線圈外殼14，控制線圈外殼14內(nèi)裝著控制線圈10控制線圈10內(nèi)裝著控制銜鐵13，控制銜鐵13的一端裝著控制靜鐵芯11，另一端的外周套裝著控制彈簧8，端蓋12通過螺栓固裝在箱體9上。
動(dòng)力彈簧26套裝在彈簧導(dǎo)桿25上，并與上箱體6的下端聯(lián)接；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)銜鐵7與齒條20和彈簧導(dǎo)桿25固定聯(lián)接，該固定聯(lián)接通過軸套16、23和鍵31與箱體聯(lián)接；齒條20上開有限位槽15；傳動(dòng)軸39通過軸承17、40架裝在上箱體6上，齒輪22裝在兩軸承17、40中間，通過擋圈19、軸承17、40和軸承端蓋18、41定位，齒輪22通過鍵21與傳動(dòng)軸39聯(lián)接，傳動(dòng)軸39通過鍵38與帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器35聯(lián)接；帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器35的輸出端通過鍵36與閥桿37聯(lián)接，帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器35的制動(dòng)輪34與電磁制動(dòng)器32的制動(dòng)瓦33相聯(lián)，電磁制動(dòng)器32的底座42通過螺栓固裝在機(jī)架43上。
控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是行程開關(guān)27、29、30安裝在行程開關(guān)支架28上，行程開關(guān)支架28固裝在下箱體24上。
快速切斷閥的電磁驅(qū)動(dòng)裝置的工作原理如下本實(shí)用新型快速切斷閥的電磁驅(qū)動(dòng)裝置，控制線圈中電流的大小，在線圈內(nèi)部產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)，并與動(dòng)力彈簧配合，使驅(qū)動(dòng)銜鐵以不同的速度運(yùn)動(dòng)，通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)，帶動(dòng)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥門的慢開、慢關(guān)、快關(guān)和游動(dòng)動(dòng)作，并能實(shí)現(xiàn)緩沖作用和保證閥門完全閉合。
需要打開閥門時(shí)，驅(qū)動(dòng)線圈5通電，產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)吸動(dòng)驅(qū)動(dòng)銜鐵7，齒條20帶動(dòng)齒輪22、傳動(dòng)軸39、帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器35和閥桿37轉(zhuǎn)動(dòng)，使閥門慢慢打開，同時(shí)壓縮動(dòng)力彈簧26，在打開行程末端，控制銜鐵13在控制彈簧8彈力作用下進(jìn)入限位槽15，限制齒條20的運(yùn)動(dòng)；當(dāng)透平機(jī)組出現(xiàn)異常時(shí)，控制線圈通電10，產(chǎn)生磁場(chǎng)吸動(dòng)控制銜鐵13，齒條20被放開，齒條20在動(dòng)力彈簧26彈力作用下推動(dòng)齒輪22快速轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥門快速關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)電磁鐵和電磁制動(dòng)器32用于閥門關(guān)閉最后階段的緩沖和減振；當(dāng)閥門處于全開位置時(shí)，為檢測(cè)閥門是否處于待動(dòng)狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)線圈5短時(shí)間通電，使驅(qū)動(dòng)銜鐵7在限位槽15內(nèi)小距離移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)游動(dòng)動(dòng)作；當(dāng)閥門需要慢速關(guān)閉時(shí)，控制線圈10通電，產(chǎn)生磁場(chǎng)吸動(dòng)控制銜鐵13，齒條20被放開，同時(shí)驅(qū)動(dòng)線圈5通電，產(chǎn)生小于動(dòng)力彈簧26彈力的電磁力，保證慢關(guān)的實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種快速切斷閥的電磁驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于它由箱體、驅(qū)動(dòng)電磁鐵，控制電磁鐵、動(dòng)力彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成；箱體的結(jié)構(gòu)是上端蓋(1)固裝在上箱體(6)的上端，上箱體(6)的下端固裝著下箱體(24)，上箱體(6)的兩側(cè)還固裝著箱體(9)、左軸承端蓋(41)和右軸承端蓋(18)，下箱體(24)上固裝著行程開關(guān)支架(28)；驅(qū)動(dòng)電磁鐵的結(jié)構(gòu)是在上箱體(6)內(nèi)裝著驅(qū)動(dòng)線圈外殼(4)，驅(qū)動(dòng)線圈外殼(4)的上部裝著驅(qū)動(dòng)靜鐵芯(2)，驅(qū)動(dòng)靜鐵芯(2)的下端裝著碟形彈簧(3)，碟形彈簧(3)的下面裝著驅(qū)動(dòng)銜鐵(7)，驅(qū)動(dòng)銜鐵(7)的外周套裝著驅(qū)動(dòng)線圈(5)；控制電磁鐵的結(jié)構(gòu)是在箱體(9)內(nèi)裝著控制線圈外殼(14)，控制線圈外殼(14)內(nèi)裝著控制線圈(10)，控制線圈(10)內(nèi)裝著控制銜鐵(13)，控制銜鐵(13)的一端裝著控制靜鐵芯(11)，另一端的外周套裝著控制彈簧(8)，端蓋(12)固裝在箱體(9)上；動(dòng)力彈簧(26)套裝在彈簧導(dǎo)桿(25)上，并與上箱體(6)的下端聯(lián)接；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)是驅(qū)動(dòng)銜鐵(7)與齒條(20)和彈簧導(dǎo)桿(25)固定聯(lián)接，并通過軸套和鍵與箱體聯(lián)接；齒條(20)上開有限位槽(15)，傳動(dòng)軸(39)通過軸承架裝在上箱體(6)上，齒輪(22)裝在軸承(17)、(40)中間，齒輪(22)通過鍵(21)與傳動(dòng)軸(39)聯(lián)接，傳動(dòng)軸(39)通過鍵(38)與帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器(35)聯(lián)接；帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器(35)的輸出端通過鍵(36)與閥桿(37)聯(lián)接，帶制動(dòng)輪彈性圈柱銷聯(lián)軸器(35)的制動(dòng)輪(34)與電磁制動(dòng)器(32)的制動(dòng)瓦(33)相聯(lián)，電磁制動(dòng)器(32)的底座(42)固裝在機(jī)架(43)上；控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是行程開關(guān)(27)、(29)、(30)安裝在行程開關(guān)支架(28)上。
專利摘要一種快速切斷閥的電磁驅(qū)動(dòng)裝置，屬于一種電磁驅(qū)動(dòng)裝置，是在箱體內(nèi)裝著由驅(qū)動(dòng)靜鐵芯、驅(qū)動(dòng)銜鐵、驅(qū)動(dòng)線圈和彈簧構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電磁鐵和由控制靜鐵芯、控制銜鐵、控制線圈和彈簧構(gòu)成的控制電磁鐵和動(dòng)力彈簧；驅(qū)動(dòng)銜鐵與齒條聯(lián)接，齒輪與架裝在箱體上的傳動(dòng)軸連接，傳動(dòng)軸與閥桿聯(lián)接；箱體上裝著行程開關(guān)。該裝置具有慢開、慢關(guān)、快關(guān)及游動(dòng)功能；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，運(yùn)行可靠，能耗低，成本低，安裝、調(diào)試及維修方便，可廣泛用于高爐煤氣余壓透平發(fā)電驅(qū)動(dòng)裝置。
文檔編號(hào)F16K31/06GK2667262SQ20032012581
公開日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月16日
發(fā)明者曹國(guó)忠, 檀潤(rùn)華 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)