[12]实用新型专利说明书
[21]ZL 专利号
200320125812.6
[51]Int.CI7
F16K 31/06
[45]授权公告日2004年12月29日[22]申请日2003.12.16[21]申请号200320125812.6
[73]专利权人河北工业大学
地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号[72]设计人曹国忠 檀润华
[11]授权公告号CN 2667262Y
[74]专利代理机构天津市学苑有限责任专利代理事务
所
代理人李国茹 赵小英
权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 1 页
[54]实用新型名称
快速切断阀电磁驱动装置
[57]摘要
一种快速切断阀的电磁驱动装置，属于一种电磁驱动装置，是在箱体内装着由驱动静铁芯、驱动衔铁、驱动线圈和弹簧构成的驱动电磁铁和由控制静铁芯、控制衔铁、控制线圈和弹簧构成的控制电磁铁和动力弹簧；驱动衔铁与齿条联接，齿轮与架装在箱体上的传动轴连接，传动轴与阀杆联接；箱体上装着行程开关。该装置具有慢开、慢关、快关及游动功能；结构简单，易于控制，运行可靠，能耗低，成本低，安装、调试及维修方便，可广泛用于高炉煤气余压透平发电驱动装置。
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权 利 要 求 书
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1、一种快速切断阀的电磁驱动装置，其特征在于：它由箱体、驱动电磁铁，控制电磁铁、动力弹簧、传动机构和控制系统组成；
箱体的结构是上端盖(1)固装在上箱体(6)的上端，上箱体(6)的下端固装着下箱体(24)，上箱体(6)的两侧还固装着箱体(9)、左轴承端盖(41)和右轴承端盖(18)，下箱体(24)上固装着行程开关支架(28)；
驱动电磁铁的结构是在上箱体(6)内装着驱动线圈外壳(4)，驱动线圈外壳(4)的上部装着驱动静铁芯(2)，驱动静铁芯(2)的下端装着碟形弹簧(3)，碟形弹簧(3)的下面装着驱动衔铁(7)，驱动衔铁(7)的外周套装着驱动线圈(5)； 控制电磁铁的结构是在箱体(9)内装着控制线圈外壳(14)，控制线圈外壳(14)内装着控制线圈(10)，控制线圈(10)内装着控制衔铁(13)，控制衔铁(13)的一端装着控制静铁芯(11)，另一端的外周套装着控制弹簧(8)，端盖(12)固装在箱体(9)上；
动力弹簧(26)套装在弹簧导杆(25)上，并与上箱体(6)的下端联接； 传动机构的结构是驱动衔铁(7)与齿条(20)和弹簧导杆(25)固定联接，并通过轴套和键与箱体联接；齿条(20)上开有限位槽(15)，传动轴(39)通过轴承架装在上箱体(6)上，齿轮(22)装在轴承(17)、(40)中间，齿轮(22)通过键(21)与传动轴(39)联接，传动轴(39)通过键(38)与带制动轮弹性圈柱销联轴器(35)联接；带制动轮弹性圈柱销联轴器(35)的输出端通过键(36)与阀杆(37)联接，带制动轮弹性圈柱销联轴器(35)的制动轮(34)与电磁制动器(32)的制动瓦(33)相联，电磁制动器(32)的底座(42)固装在机架(43)上； 控制系统的结构是行程开关(27)、(29)、(30)安装在行程开关支架(28)上。
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说 明 书
快速切断阀电磁驱动装置
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技术领域
本实用新型属于一种电磁驱动装置，特别涉及一种用于高炉煤气余压透平发电装置的快速切断阀电磁驱动装置。 背景技术
钢铁企业中炼铁系统所用能耗一般要占企业总能耗的70％左右，其中大约55％消耗在高炉冶炼系统上。高炉炉顶煤气余压回收透平发电装置(Top Gas PressureRecovery Turbine简称TRT)是目前国际上公认的有价值的二次能源回收装置。它是利用高炉炉顶煤气中的压力能及热能经透平膨胀做功来驱动发电机发电，可回收高炉鼓风所需要能量的30％左右。这种发电方式既不消耗任何燃料，也不产生环境污染，发电成本又低，是高炉冶炼工序的重大节能项目，经济效益十分显著，是国际冶金界大力推广的节能和环保技术之一。根据我国冶金工业“十五”规划，到2005年，我国1000立方米以上大高炉，要全部采用TRT技术，小于1000立方米的高炉也要大力开发TRT技术与装备。
快速切断阀是高炉煤气余压透平发电装置中关键的配套设备，当透平机组出现异常时，要求阀门必须在0.5秒内迅速切断进入透平机组的高炉煤气，保证高炉及透平机组的安全。现有高炉煤气余压透平发电装置中的快速切断阀驱动方式为液动，液压控制系统能够驱动装有动力弹簧的单作用液压缸，通过快速泄掉压力油的方式完成阀口的紧急关闭动作。现有高炉煤气余压透平发电装置中快速切断阀驱动方式存在的缺点为：
1.液压控制系统向6个点供油(进、出口插板阀，快速切断阀，调速阀，可调静叶及旁通快开阀)。插板阀在启闭过程中液压系统与煤气直接接触，由于高炉煤气含尘量较高，造成整个液压系统的油质清洁度难以满足要求。
2.因操作环境较为恶劣，不经常动作的快速切断阀长期工作的可靠性较低。 3.在快速切断阀紧急关闭的最后阶段，由于动力弹簧的弹力随形变的减小而减小，因此会出现动力不足，阀门无法完全关闭的情况，存在安全隐患。 4.TRT系统正常工作时，快速切断阀处于打开状态，液压系统需要长时间持续
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工作，消耗大量电能。 技术内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足而提供一种具有慢开、慢关、快关及游动功能，运行可靠，操作方便、能耗低，成本低，安装、调试及维修方便的高炉煤气余压透平发电装置快速切断阀的电磁驱动装置。 本实用新型的技术解决方案如下：
快速切断阀的电磁驱动装置的结构由箱体、驱动电磁铁，控制电磁铁、动力弹簧、传动机构和控制系统组成；
箱体的结构是上端盖1固装在上箱体6的上端，上箱体6的下端固装着下箱体24，上箱体6的两侧还固装着箱体9、左轴承端盖41和右轴承端盖18，下箱体24上固装着行程开关支架28；
驱动电磁铁的结构是在上箱体6内装着驱动线圈外壳4，驱动线圈外壳4的上部装着驱动静铁芯2，驱动静铁芯2的下端装着碟形弹簧3，碟形弹簧3的下面装着驱动衔铁7，驱动衔铁7的外周套装着驱动线圈5；
控制电磁铁的结构是在箱体9内装着控制线圈外壳14，控制线圈外壳14内装着控制线圈10，控制线圈10内装着控制衔铁13，控制衔铁13的一端装着控制静铁芯11，另一端的外周套装着控制弹簧8，端盖12固装在箱体9上；
动力弹簧26套装在弹簧导杆25上，并与上箱体6的下端联接； 传动机构的结构是驱动衔铁7与齿条20和弹簧导杆25固定联接，并通过轴套和键与箱体联接；齿条20上开有限位槽15，传动轴39通过轴承架装在上箱体6上，齿轮22装在轴承17、40中间，齿轮22通过键21与传动轴39联接，传动轴39通过键38与带制动轮弹性圈柱销联轴器35联接；带制动轮弹性圈柱销联轴器35的输出端通过键36与阀杆37联接，带制动轮弹性圈柱销联轴器35的制动轮34与电磁制动器32的制动瓦33相联，电磁制动器32的底座42固装在机架43上；
控制系统的结构是行程开关27、29、30安装在行程开关支架28上。 本实用新型与现有技术相比的优点和积极效果如下：
1、结构简单，易于控制，具有慢开、慢关、快关及游动功能。 2、运行可靠，保证了快速切断阀在0.5秒内快关的可靠性，专用于高炉煤气余压透平发电装置，保证TRT在各种工况下正常工作，以及在事故状态下能迅速、可靠
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切断煤气，有效地保证了高炉及透平机组的安全。
3、耗低，成本低，安装、调试及维修方便，经济和社会效益十分显著。 附图说明
图1是本实用新型快速切断阀的电磁驱动装置结构示意图。 具体实施方式
快速切断阀的电磁驱动装置的结构如图1所示，它由箱体、驱动电磁铁，控制电磁铁、动力弹簧、传动机构和控制系统组成。
箱体的结构是上端盖1通过螺栓固装在上箱体6的一端，上箱体6的另一端通过螺栓固装着下箱体24，上箱体6的两侧还通过螺钉固装着箱体9、左轴承端盖41和右轴承端盖18，下箱体24通过螺钉固装着行程开关支架28。
驱动电磁铁的结构是在上箱体6内装着驱动线圈外壳4，驱动线圈外壳4的上部装着驱动静铁芯2，驱动静铁芯2的下端装着碟形弹簧3，碟形弹簧3的下端装着驱动衔铁7，驱动衔铁7的外周套装着驱动线圈5。
控制电磁铁的结构是在箱体9内装着控制线圈外壳14，控制线圈外壳14内装着控制线圈10控制线圈10内装着控制衔铁13，控制衔铁13的一端装着控制静铁芯11，另一端的外周套装着控制弹簧8，端盖12通过螺栓固装在箱体9上。 动力弹簧26套装在弹簧导杆25上，并与上箱体6的下端联接； 传动机构的结构是驱动衔铁7与齿条20和弹簧导杆25固定联接，该固定联接通过轴套16、23和键31与箱体联接；齿条20上开有限位槽15；传动轴39通过轴承17、40架装在上箱体6上，齿轮22装在两轴承17、40中间，通过挡圈19、轴承17、40和轴承端盖18、41定位，齿轮22通过键21与传动轴39联接，传动轴39通过键38与带制动轮弹性圈柱销联轴器35联接；带制动轮弹性圈柱销联轴器35的输出端通过键36与阀杆37联接，带制动轮弹性圈柱销联轴器35的制动轮34与电磁制动器32的制动瓦33相联，电磁制动器32的底座42通过螺栓固装在机架43上。 控制系统的结构是行程开关27、29、30安装在行程开关支架28上，行程开关支架28固装在下箱体24上。
快速切断阀的电磁驱动装置的工作原理如下：
本实用新型快速切断阀的电磁驱动装置，控制线圈中电流的大小，在线圈内部产生不同的磁场，并与动力弹簧配合，使驱动衔铁以不同的速度运动，通过齿轮齿条机
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构的传动，带动阀杆转动，实现阀门的慢开、慢关、快关和游动动作，并能实现缓冲作用和保证阀门完全闭合。
需要打开阀门时，驱动线圈5通电，产生强磁场吸动驱动衔铁7，齿条20带动齿轮22、传动轴39、带制动轮弹性圈柱销联轴器35和阀杆37转动，使阀门慢慢打开，同时压缩动力弹簧26，在打开行程末端，控制衔铁13在控制弹簧8弹力作用下进入限位槽15，限制齿条20的运动；
当透平机组出现异常时，控制线圈通电10，产生磁场吸动控制衔铁13，齿条20被放开，齿条20在动力弹簧26弹力作用下推动齿轮22快速转动，实现阀门快速关闭，驱动电磁铁和电磁制动器32用于阀门关闭最后阶段的缓冲和减振； 当阀门处于全开位置时，为检测阀门是否处于待动状态，驱动线圈5短时间通电，使驱动衔铁7在限位槽15内小距离移动，实现游动动作；
当阀门需要慢速关闭时，控制线圈10通电，产生磁场吸动控制衔铁13，齿条20被放开，同时驱动线圈5通电，产生小于动力弹簧26弹力的电磁力，保证慢关的实现。
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说 明 书 附 图
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