专利名称：快开门电动球阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动球阀的类别，特别是一种快开门电动球阀。
背景技术：
现有的电动球阀都是使用限位板和限位开关，来使阀芯地停在全开或全闭的位置 上。同时使用限位板和限位开关时，阀芯顺时针转动90度角就会打开阀门，阀芯逆时针转 动90度角就会关闭阀门。如果阀芯转到位而限位开关没断开的现象发生时，电动机将被卡 死、烧坏电动机。也有单独使用限位开关，让阀芯停在全开或全闭的位置上的；这样就不需 要电动机正转又反转，但是阀芯不一定能准确地停在全开或全闭的位置上。有些设备上使 用的电动球阀，要求电动球阀能够瞬间打开和瞬间关闭。例如用于处理秸秆、木屑和中药 等生物质原料的连续汽爆机，电动球阀每隔5至10秒瞬间打开阀门一次卸料，然后又在0. 5 秒内瞬间关闭阀门，就这样周而复始运行下去。现有电动球阀无法瞬间准确地打开和瞬间 关闭。如果电动球阀是用来接通和关断液体，液体对阀芯起到润滑作用和密封作用。如 果电动球阀用来接通和关断高温高压气体，初次安装时涂在阀芯与密封件之间的润滑油很 快就会消耗掉；剩下的时间里密封件与阀芯之间就不再有润滑油密封和润滑。阀芯转动时 摩擦力增大，磨损速度加快；而且密封效果变差，使球阀漏气。所以现有的电动球阀是无法 用在连续汽爆机上的。
发明内容
本发明可以克服现有电动球阀无法作为快开门电动球阀，用在使用了高温高压水 蒸汽的连续汽爆机上的缺陷。本发明快开门电动球阀具有现有电动球阀的基本结构包括电动机、齿轮箱、连轴 器、微动开关、球阀和电气控制系统。电动机带动齿轮箱的齿轮转；齿轮箱的输出轴上装有 连轴器的上半部分。球阀由阀壳、阀芯和密封件组成。本发明还具有特出结构包括润滑系 统和超程离合器；齿轮箱内有间歇齿轮结构。润滑系统由供油装置、供油电磁阀和至少一个 润滑油孔组成。润滑油孔是穿过阀壳再穿过密封件的孔；在密封件的与阀芯相接触的那一 面上有许多条呈放射散开的浅沟槽，浅沟槽与居中心位置的润滑油孔相通。供油装置的出 油管经过供油电磁阀与润滑油孔相连通。超程离合器由盖子、转轴、弹簧、主动转架、被动转 架、定位板和底板组成。转轴上段是粗圆柱、下段是细圆柱，转轴上段粗圆柱向上穿过弹簧 的中央孔、再向上穿过盖子的中央孔；转轴的上端装有连轴器的下半部分。弹簧由一根钢丝 绕成内外两层；弹簧的两个钢丝端头从弹簧的底部平面上向相反的方向伸出、形成弹簧的 左右两条伸出杆。转轴上段粗圆柱下端两侧各有一个弓形缺口。主动转架的平板中间有一 个孔、左右两边有竖起的挡板、前端呈倒梯形；主动转架的左右两部分相互对称；主动转架 上的孔与转轴上段粗圆柱的下端相适配、主动转架装在转轴上段粗圆柱的下端，因此主动 转架在弹簧的下面。阀芯的顶部有长方形轴，长方形轴的顶面中央有一圆孔。被动转架的平板上有一个长方形孔、左右两边也有竖起的挡板、前端呈梯形，被动转架左右两部分相互 对称。被动转架的长方形孔的长比阀芯顶部的长方形轴的长要长，被动转架的宽与阀芯顶 部的长方形轴的宽相适配；阀芯顶部的长方形轴向上插入被动转架的长方形孔中、因此被 动转架可以在阀芯顶部的长方形轴上前后移动。转轴下段细圆柱插入阀芯顶部长方形轴的 顶面中央圆孔中，因此被动转架被压在主动转架的下面。被动转架左右两边竖起的挡板在 主动转架左右两边竖起的挡板的外侧、且与主动转架左右两边竖起的挡板相互平行。定位 板的中央孔是在一个圆形孔的四周挖四个以圆心为中心对称的梯形缺口所形成的孔。被动 转架的平面部分被套在定位板中央孔中。被动转架的前端梯形与定位板中央孔的梯形缺口 相适配，被动转架的前端梯形插入定位板中央孔的梯形缺口中后，被动转架被锁死。被动转 架前端梯形向后移动，从定位板中央孔的梯形缺口中移出后，被动转架就可以在定位板中 央孔中转动。被动转架及定位板的下面是底板。阀芯的长方形轴下面是直径大于长方形轴 的对角线的短圆轴，底板套在阀芯的短圆轴上。用四个螺丝穿过超程离合器的盖子、定位板 和底板的各自的四个角上的小孔后，拧在阀壳上的螺丝孔中，把超程离合器固定在球阀上。供油装置由储油箱、油泵、储油单向阀、储油电磁阀、供油箱、空压机、供气单向阀、 气压传感器、高液位传感器和低液位传感器组成。油泵的进油管接到储油箱的下端。油泵 的出油管经储油单向阀、储油电磁阀接到供油箱的顶部。空压机的出气管经过供气单向阀 后也接到供油箱的顶部。气压传感器装在供油箱的外侧上端。高液位传感器装在供油箱的 内壁较高处，低液位传感器装在供油箱的内壁较低处。供油箱的出油管从供油箱的底部出 来后接到供油电磁阀的进油口处。采用这种结构的本发明快开门电动球阀使用时，电动机带动齿轮箱的齿轮转动。 当齿轮箱内的主动齿轮的无齿部分对着被动齿轮时，被动齿轮不转动、即齿轮箱的输出轴 不转动；此段时间球阀的阀门处于关闭状态。5至10秒钟后，主动齿轮的有齿部分与被动齿 轮接触，带动被动齿轮转动；齿轮箱的输出轴通过连轴器带动超程离合器的转轴转动。当转 轴顺时针转动时，就会带动主动转架顺时针转动。主动转架右边的挡板后侧推动弹簧右伸 出杆顺时针转动。弹簧左伸出杆压在被动转架左边的挡板后侧，把被动转架向前推；使被动 转架前端梯形压在定位板中央孔的梯形缺口里，被动转架被锁死不能转动。随着主动转架 带着弹簧的右伸出杆顺时针转动；弹簧的左右两伸出杆之间的夹角越来越小，弹簧的弹力 越来越大；这是弹簧的储能过程。直到主动转架前端倒梯形的右侧压在被动转架左边挡板 后侧，把被动转架向后推移；当被动转架前端梯形从定位板中央孔的梯形缺口中移出时，被 动转架在弹簧的弹力的作用下在定位板中央孔中快速地顺时针转动。直到被动转架前端梯 形转过九十度角后，插入定位板中央孔的另一个梯形缺口中；被动转架重新被锁死，不能再 转动。球阀的阀芯在被动转架的带动下也跟着转过九十度角，球阀的阀门被迅速打开。齿 轮箱的主动齿轮继续带动被动齿轮转动，齿轮箱的输出轴通过连轴器继续带动超程离合器 的转轴顺时针转动，重复上述过程；球阀的阀芯再快速转过九十度角，球阀的阀门被迅速关 闭。然后又轮到齿轮箱的主动齿轮的无齿部分对着被动齿轮，被动齿轮不转动；周而复始， 重复上述过程。在球阀的阀门打开的过程中，微动开关被触动接通；电气控制系统接通供油 电磁阀的电。供油装置内具有一定压力的润滑油经过供油电磁阀从润滑油孔挤出、进入球 阀的密封件表面的浅沟槽中，润滑阀芯和密封件之间的接触面，然后电气控制系统关停供 油电磁阀的电。球阀的阀门关闭时，阀芯与密封件之间的润滑油起到辅助密封的作用，增强了球阀的密封性。供油装置的供油过程如下当供油箱内的低液位传感器发出低液位信号后，电气 控制系统会起动油泵、同时接通储油电磁阀的电。油泵把储油箱内的润滑油抽出后，经过储 油单向阀、储油电磁阀后压入供油箱内。供油箱内的润滑油达到一定高度后，高液位传感器 发出高液位信号，电气控制系统才会停油泵和储油电磁阀的电。当气压传感器发出低气压 信号时，电气控制系统会启动空压机；空压机压出的压缩空气经供气单向阀向供油箱充气。 供油箱内的气压达到一定值时，气压传感器发出高气压信号，电气控制系统才会停空压机 的电。供气单向阀会阻止供油箱内的压缩空气进入空压机。储油电磁阀和储油单向阀会阻 止供油箱内的压缩空气经油泵压入储油箱内。利用齿轮箱内的间歇齿轮，实现球阀的阀门关闭一段时间后才迅速打开；然后又 迅速关闭。利用润滑系统，在球阀的阀门打开的短时间内，把润滑油挤入阀芯与密封件的接 触面上；润滑了阀芯，增强了球阀的密封性。利用超程离合器的弹簧的储能作用和定位板 的准确定位作用；使球阀的阀门可以在瞬间准确地打开或关闭，实现快开门；而且不会卡 死和烧坏电动机。所以，本发明适用于处理秸秆、木屑和中药等生物质的水蒸汽连续汽爆机 上。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明做进一步详细说明。图1是本发明的结构原理图。图2是本发明的超程离合器的零部件外观示意图。
具体实施例方式图1和图2所示，本发明快开门电动球阀具有现有电动球阀的基本结构包括电动 机1、齿轮箱2、连轴器3、微动开关4、球阀6和电气控制系统。电动机1带动齿轮箱2的齿 轮转动。齿轮箱2的输出轴上装有连轴器3的上半部分。球阀6由阀壳63、阀芯61和密封 件62。本发明还具有特出结构包括润滑系统和超程离合器5 ；齿轮箱2内有间歇齿轮结 构。润滑系统由供油装置9、供油电磁阀8和至少一个润滑油孔7组成。润滑油孔7是穿过 阀壳63再穿过密封件62的孔；密封件62的接触阀芯61的那一面上，有许多条呈放射散开 的浅沟槽；浅沟槽与居中心位置的润滑油孔7相通。供油装置9的出油管经过供油电磁阀 8与润滑油孔7相连通。超程离合器5由盖子51、转轴52、弹簧53、主动转架54、被动转架 55、定位板56和底板57组成。转轴52上段是粗圆柱、下段是细圆柱；转轴52上段粗圆柱 向上穿过弹簧53的中央孔、再向上穿过盖子51的中央孔，转轴52的上端装有连轴器3的下 半部分。弹簧53由一根钢丝绕成内外两层；弹簧53的两个钢丝端头从弹簧53的底部平面 上向相反的方向伸出，形成弹簧53的左右两条伸出杆。转轴52上段粗圆柱下端两侧各有 一个弓形缺口。主动转架54的平板中间有一个孔、左右两边有竖起的挡板、前端呈倒梯形； 主动转架54的左右两部分相互对称；主动转架54上的孔与转轴52上段粗圆柱的下端相适 配、主动转架54装在转轴52上段粗圆柱的下端，因此主动转架54在弹簧53的下面。阀芯 61的顶部有长方形轴，长方形轴的顶面中央有一圆孔。被动转架55的平板中间有一个长方 形孔、左右两边也有竖起的挡板、前端呈梯形，被动转架55左右两部分相互对称。被动转架55的长方形孔的长比阀芯61顶部的长方形轴的长要长；被动转架55的宽与阀芯61顶部 的长方形轴的宽相适配；阀芯61顶部的长方形轴向上插入被动转架55的长方形孔中、因此 被动转架55可以在阀芯61顶部的长方形轴上前后移动。转轴52下段细圆柱插入阀芯61 顶部长方形轴的顶面中央圆孔中，因此被动转架55被压在主动转架54的下面。被动转架 55左右两边竖起的挡板在主动转架54左右两边竖起的挡板的外侧、且与主动转架54左右 两边竖起的挡板相互平行。定位板56的中央孔是在一个圆形孔的四周挖四个以圆心为中 心对称的梯形缺口所形成的孔。被动转架55的平面部分被套在定位板56中央孔中。被动 转架55的前端梯形与定位板56中央孔的梯形缺口相适配，被动转架55的前端梯形插入定 位板56中央孔的梯形缺口中后，被动转架55被锁死。被动转架55前端梯形向后移动，从 定位板56中央孔的梯形缺口中移出后，被动转架55就可以在定位板56中央孔中转动。被 动转架55及定位板56的下面是底板57。底板57中央有一圆孔。阀芯61的长方形轴下面 是直径大于长方形轴的对角线的短圆轴；底板57套在阀芯61的短圆轴上。用四个螺丝穿 过超程离合器5的盖子51、定位板56和底板57的各自的四个角上的小孔后，拧在阀壳63 上的螺丝孔中，把超程离合器5固定在球阀6上。图1所示，供油装置由储油箱90、油泵91、储油单向阀92、储油电磁阀93、供油箱 94、空压机95、供气单向阀96、气压传感器97、高液位传感器98和低液位传感器99组成。 油泵91的进油管接到储油箱90的下端。油泵91的出油管经储油单向阀92、储油电磁阀 93接到供油箱94的顶部。空压机95的出气管经过供气单向阀96后也接到供油箱94的顶 部。气压传感器97装在供油箱94的外侧上端。高液位传感器98装在供油箱94的内壁较 高处，低液位传感器99装在供油箱94的内壁较低处。供油箱94的出油管从供油箱94的 底部出来后接到供油电磁阀8的进油口处。图1和图2所示，采用这种结构的本发明快开门电动球阀使用时，电动机1带动 齿轮箱2的齿轮转动。当齿轮箱2的主动齿轮的无齿部分对着被动齿轮时，被动齿轮不转 动、即齿轮箱2的输出轴不转动；此段时间球阀6处于关闭状态。5至10秒钟后，主动齿轮 的有齿部分与被动齿轮接触，带动被动齿轮转动；齿轮箱2的输出轴通过连轴器3带动超程 离合器5的转轴52转动。当转轴52顺时针转动，从而带动主动转54架顺时针转动。主动 转架54右边的挡板后侧推动弹簧53右伸出杆顺时针转动。弹簧53左伸出杆压在被动转 架55左边的挡板后侧，把被动转架55向前推；使被动转架55前端梯形压在定位板56中央 孔的梯形缺口里，被动转架55被锁死不能转动。随着主动转架54带着弹簧53的右伸出杆 顺时针转动，弹簧53的左右两伸出杆之间的夹角越来越小，弹簧53的弹力越来越大；这是 弹簧53的储能过程。当主动转架54前端倒梯形的右侧压在被动转架55左边挡板后侧，把 被动转架55向后推移。当被动转架55前端梯形从定位板56中央孔的梯形缺口中移出时， 被动转架55在弹簧53的弹力的作用下，在定位板56中央孔中快速地顺时针转动。直到被 动转架55前端梯形转过九十度角后，插入定位板56中央孔的另一个梯形缺口中；被动转架 55重新被锁死，不能转动。球阀6的阀芯61在被动转架55的带动下也跟着转过九十度角， 球阀6的阀门迅速打开。齿轮箱2的主动齿轮继续带动被动齿轮转动；齿轮箱2的输出轴 通过连轴器3继续带动超程离合器5的转轴52顺时针转动，重复上述过程；球阀6的阀芯 61再快速转过九十度角，球阀6的阀门迅速关闭。然后又轮到齿轮箱2的主动齿轮的无齿 部分对着被动齿轮，被动齿轮不转动；周而复始，重复上述过程。在球阀6的阀门打开的过程中，微动开关4被触动接通；电气控制系统接通供油电磁阀8的电。供油装置9内具有一 定压力的润滑油经过供油电磁阀8从润滑油孔7挤出，进入球阀6的密封件62表面的浅沟 槽中；润滑阀芯61和密封件62之间的接触面，然后电气控制系统关停供油电磁阀8的电。 球阀6的阀门关闭时，阀芯61与密封件62之间的润滑油起到辅助密封的作用，增强了球阀 6的密封性。图1所示，供油装置9的供油过程如下当供油箱94内的低液位传感器99发出低 液位信号后，电气控制系统会起动油泵91、同时接通储油电磁阀93的电。油泵91把储油 箱90内的润滑油抽出后，经过储油单向阀92、储油电磁阀93后被压入供油箱94内。供油 箱94内的润滑油达到一定高度后，高液位传感器98发出高液位信号，电气控制系统才会停 油泵91和储油电磁阀93的电。当气压传感器97发出低气压信号时，电气控制系统会启动 空压机95，空压机95压出的压缩空气经供气单向阀96向供油箱94充气。直到供油箱94 内的气压达到一定值时，气压传感器97发出高气压信号，电气控制系统才会停空压机95的 电。供气单向阀92会阻止供油箱内94的压缩空气压入空压机95。储油电磁阀93和储油 单向阀92会阻止供油箱94内的压缩空气经油泵91压入储油箱90内。利用齿轮箱2内的间歇齿轮，实现球阀6的阀门关闭一段时间后才迅速打开；然后 又迅速关闭。利用润滑系统，在球阀6的阀门打开的短时间内，把润滑油挤入阀芯61与密 封件62的接触面上润滑了阀芯61，增强了球阀6的密封性。利用超程离合器5的弹簧53 的储能作用和定位板56的准确定位作用；使球阀6的阀门可以在瞬间准确地打开或关闭， 实现快开门。所以，本发明适用于处理秸秆、木屑和中药等生物质的水蒸汽连续汽爆机上。本发明快开门电动球阀用来接通和关断液体时，就不需要润滑系统。本发明也可 以用在两位四通快开门电动换向球阀上。本发明快开门电动球阀用在连续汽爆机上时，可 用水代替球阀6上的润滑油。
权利要求
一种快开门电动球阀，它包括电动机、齿轮箱、连轴器、微动开关、球阀和电气控制系统，电动机带动齿轮箱的齿轮转动，齿轮箱的输出轴上装有连轴器的上半部分；球阀由阀壳、阀芯和密封件组成，其特征在于所述齿轮箱(2)内有间歇齿轮结构，所述快开门电动球阀还包括有润滑系统和超程离合器(5)；所述润滑系统由供油装置(9)、供油电磁阀(8)和至少一个润滑油孔(7)组成，所述润滑油孔(7)是穿过所述阀壳(63)、再穿过所述密封件(62)的孔，在所述密封件(62)的接触所述阀芯(61)的那一面上有许多条呈放射散开的浅沟槽，所述浅沟槽与居中心位置的所述润滑油孔(7)相通；所述供油装置(9)的出油管经过所述供油电磁阀(8)与所述润滑油孔(7)相连通；所述超程离合器(5)由盖子(51)、转轴(52)、弹簧(53)、主动转架(54)、被动转架(55)定位板(56)和底板(57)组成，所述转轴(52)上段是粗圆柱、下段是细圆柱，所述转轴(52)上段粗圆柱向上穿过所述弹簧(53)的中央孔、再向上穿过所述盖子(51)的中央孔后，所述转轴(52)的上端装有所述连轴器(3)的下半部分；所述弹簧(53)由一根钢丝绕成内外两层，所述弹簧(53)的两个钢丝端头从所述弹簧(53)的底部平面上向相反的方向伸出、形成所述弹簧(53)的左右两条伸出杆；所述转轴(52)上段粗圆柱下端两侧各有一个弓形缺口，所述主动转架(54)的平板中间有一个孔、左右两边有竖起的挡板、前端呈倒梯形，所述主动转架(54)的左右两部分相互对称；所述主动转架(54)上的孔与所述转轴(52)上段粗圆柱的下端相适配、所述主动转架(54)装在所述转轴(52)上段粗圆柱的下端，因此所述主动转架(54)在所述弹簧(53)的下面；所述阀芯(61)的顶部有长方形轴，所述阀芯(61)顶部的长方形轴的顶面中央有一圆孔；所述被动转架(55)的平板中间有一个长方形孔、左右两边也有竖起的挡板、前端呈梯形，所述被动转架(55)的左右两部分相互对称；所述被动转架(55)的长方形孔的长比所述阀芯(61)顶部的长方形轴的长要长，所述被动转架(55)的宽与所述阀芯(61)顶部的长方形轴的宽相适配，所述阀芯(61)顶部的长方形轴向上插入所述被动转架(55)的长方形孔中、因此所述被动转架(55)可以在所述阀芯(61)顶部的长方形轴上前后移动；所述转轴(54)下段细圆柱插入所述阀芯(61)顶部长方形轴的顶面中央圆孔中，因此所述被动转架(55)被压在所述主动转架(55)的下面，所述被动转架(55)左右两边竖起的挡板在所述主动转架(54)左右两边竖起的挡板的外侧、且与所述主动转架(54)左右两边竖起的挡板相互平行；所述定位板(56)的中央孔是在一个圆形孔的四周挖四个以圆心为中心对称的梯形缺口、所形成的孔，所述被动转架(55)的平面部分被套在所述定位板(56)中央孔中；所述被动转架(55)的前端梯形与所述定位板(56)中央孔的梯形缺口相适配，所述被动转架(55)的前端梯形插入所述定位板(56)中央孔的梯形缺口后、所述被动转架(55)被锁死；所述被动转架(55)向后移动、所述被动转架(55)的前端梯形从所述定位板(56)中央孔的梯形缺口中移出后，所述被动转架(55)就可以在所述定位板(56)中央孔中转动；所述被动转架(55)及所述定位板(56)的下面是所述底板(57)；所述底板(57)的中央有一圆孔，所述阀芯(61)的长方形轴下面是直径大于所述长方形轴的对角线的短圆轴，所述底板(57)套在所述阀芯(61)的短圆轴上；用四个螺丝穿过所述超程离合器(5)的盖子(51)、定位板(56)和底板(57)的各自的四个角上的小孔后、拧在所述阀壳(63)上的螺丝孔中，把所述超程离合器(5)固定在所述球阀(6)上。
2.根据权利要求1所述快开门电动球阀，其特征在于所述供油装置(9)由储油箱 (90)、油泵(91)、储油单向阀(92)、储油电磁阀(93)、供油箱(94)、空压机(95)、供气单向阀(96)、气压传感器(97)、高液位传感器(98)和低液位传感器(99)组成，所述油泵(91) 的进油管接到所述储油箱(90)的下端，所述油泵(91)的出油管经过所述 储油单向阀(92) 和所述储油电磁阀(93)接到所述供油箱(94)的顶部；所述空压机(95)的出气管经过所述 供气单向阀(96)后也接到所述供油箱(94)的顶部；所述气压传感器(97)装在所述供油箱 (94)的外侧上端；所述高液位传感器(98)装在所述供油箱(94)的内壁较高处，所述低液 位传感器(9)装在所述供油箱(94)的内壁较低处，所述供油箱(94)的出油管从所述供油 箱(94)的底部出来后接到所述供油电磁阀⑶的进油口处。
全文摘要
本发明公开一种快开门电动球阀使用时，电动机通过齿轮箱带动超程离合器的转轴转动。超程离合器带动球阀的阀芯转动。齿轮箱内有间歇齿轮结构；阀门关闭时齿轮箱的输出轴有一段时间不转动；齿轮箱的输出轴转动后，通过超程离合器带动阀芯转动；阀门由关闭转为打开，然后又由打开转为关闭。超程离合器内有弹簧储能结构和定位板定位结构；使得阀门能够迅速而又准确地由关闭转为打开，再由打开迅速而又准确地转为关闭。停顿一定时间后阀门又迅速准确地打开再关闭。阀门打开时润滑系统给球阀的密封件和阀芯之间加润滑油，润滑阀芯，并增强了阀门的密封性。本发明适用于处理秸秆、木屑和中药等生物质的使用高温高压水蒸汽的连续汽爆机上。
文档编号F16K5/22GK101985986SQ20101055855
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者张英华 申请人:张英华