一种闸阀止推环自动装配装置及方法与流程

[0001]
本发明涉及闸阀自动装配技术领域，特别是涉及一种能够实现闸阀止推环自动装配装置及方法。


背景技术：

[0002]
闸阀是一个启闭件的闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，其工作方式为转动手轮使得阀杆转动，带动闸板上下直线运动，类似于螺杆原地转动，螺母直线运动，闸阀起到关闭和开启管道的作用。止推环是一种半圆环形片，一侧覆以减磨合金，止推环下部外侧有三角凸尾，安装时嵌入阀盖槽内以防止止推环转动，止推环在闸阀工作中起到防止阀杆、密封圈轴向移动的作用。
[0003]
传统的止推环安装方式是将止推环套在阀杆上，从下往上一次次敲击，在敲击力的作用下，阀杆带动止推环向上一起运动，然后，阀杆和止推环一起装入闸阀的阀盖内。对于传统的止推环安装方式主要有以下缺点：1.如果敲击力过大，使得敲击速度过快，则止推环在向上运动的过程中，由于闸阀阀盖的阻挡，使得止推环边缘三角凸尾部分容易产生塑性变形，当止推环装入闸阀阀盖内部后，止推环边缘的三角凸尾不能恢复原形状，因此，会造成燃气泄漏、密封不严、阀杆窜动等；2.如果敲击力过小，止推环不能完全装配入阀盖。同时传统的敲击方式为间歇式冲击，冲击力非常容易产生塑性变形，安装完成后很难恢复原形。


技术实现要素：

[0004]
针对上述不足，本发明的目的是提供一种利用液压缸驱动阀杆，由液压缸持续平缓向上推动阀杆带动止推环运动，且液压缸的驱动速度可以进行闭环反馈调节的闸阀止推环自动装配装置及方法。
[0005]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0006]
一种闸阀止推环自动装配装置，其特征在于：包括支撑箱体、设置在所述支撑箱体上端用来压紧闸阀的阀盖的阀盖自动压紧机构以及在阀杆下端对所述阀杆向上推动的止推环自动敲击机构；所述止推环自动敲击机构包括：推杆组件、安装在所述推杆组件上用来对阀杆夹紧的阀杆夹紧机构以及驱动所述推杆组件上下移动的液压驱动系统，所述液压驱动系统包括泵站、三位四通电磁换向阀、电液比例调速阀、液压缸以及溢流阀，所述泵站的出油口连接所述三位四通电磁换向阀的进油口p，所述三位四通电磁换向阀的第一工作油口a连接电液比例调速阀的进油口，电液比例调速阀的出油口连接至液压缸的无杆腔，所述液压缸的有杆腔连接至所述三位四通电磁换向阀的第二工作油口b，所述三位四通电磁换向阀的出油口连接至回油箱；所述溢流阀的进油口连接至所述泵站和所述三位四通电磁换向阀的进油口p之间的供油管道上，所述溢流阀的出油口连接至回油箱；所述液压缸的活塞杆的上端与所述推杆组件固定连接，通过所述推杆组件的上端顶住所述阀杆对所述阀杆向上推动以使止推环进入阀盖内。
[0007]
进一步地，所述推杆组件包括推杆和通过所述推杆顶端的内螺纹连接在所述推杆上的限位块，所述阀杆夹紧机构包括：固定安装在所述推杆下端的下端盖、转动安装在所述下端盖上的至少一个小伞齿轮、通过第一电机支架安装在所述下端盖上的夹紧电机、在所述小伞齿轮的上方与其啮合的大伞齿轮、设置在所述大伞齿轮上方的上端盖以及滑动连接在所述上端盖上的三个卡爪，所述夹紧电机的输出轴选择地与其中一个小伞齿轮接合，所述大伞齿轮的上端面上具有盘状平面螺旋齿，所述卡爪的下端具有与所述盘状平面螺旋齿啮合的导向螺旋齿，所述上端盖上具有三个呈圆周均布设置的径向导轨，所述卡爪沿所述径向导轨移动。
[0008]
进一步地，所述小伞齿轮的输入端具有接合方槽，所述夹紧电机的输出轴上具有与所述接合方槽相适配的接合方轴。
[0009]
进一步地，所述推杆的下端具有内螺纹，上端具有外螺纹；所述推杆的下端通过内螺纹与所述液压缸的活塞杆螺纹连接，所述推杆的上端通过外螺纹与所述下端盖固定连接。
[0010]
进一步地，所述阀盖被位于其左右两侧的两个相对设置的阀盖自动压紧机构压紧在支撑箱体上，所述阀盖自动压紧机构包括：固定安装在所述支撑箱体上表面的压紧导轨、沿所述压紧导轨移动的压紧滑块、固定在所述压紧滑块上的压紧块以及安装在所述支撑箱体上的丝杠螺母副，所述丝杠螺母副的输出螺母连接在所述压紧块上，通过驱动压紧块靠近阀盖，使压紧块压住所述阀盖的边沿。
[0011]
进一步地，所述丝杠螺母副包括安装在所述支撑箱体上的压紧电机、连接在所述压紧电机输出轴上的丝杠、套设在所述丝杠上的输出螺母以及固定在所述支撑箱体上的轴承座，所述丝杠的端部通过所述轴承座支撑。
[0012]
进一步地，还包括用来测量所述活塞位移的电磁位移传感器，所述电磁位移传感器包括固定安装的感应柱和套设在所述感应柱上的磁环，所述磁环固定在所述活塞杆的上端。
[0013]
进一步地，还包括固定在所述支撑箱体内壁上的安装支架，所述安装支架上固定安装有直线轴承，所述推杆穿过所述直线轴承的内圈。
[0014]
本发明还公开了一种闸阀止推环自动装配方法，其特征在于：包括以下步骤：
[0015]
s1.将阀盖放置在所述支撑箱体的中心位置，启动压紧电机驱动压紧块向中间运动直至压紧块压住阀盖的边沿；
[0016]
s2.将安装好止推环的阀杆从支撑箱体内放入，并将阀杆从阀盖的中心穿出；夹紧电机的输出轴与其中一个小伞齿轮的接合方槽接合，然后启动夹紧电机，驱动三卡爪向中心运动夹紧阀杆，限位块的上端顶住阀杆；
[0017]
s3.将三位四通电磁换向阀设置为左位，启动泵站向液压系统供油，液压油经三位四通电磁换向阀左位通往电液比例调速阀，然后进入液压缸的无杆腔，推动活塞杆向上运动，通过推杆和限位块连续推动阀杆向上运动，进而使止推环的三角凸尾缓慢进入阀盖内。
[0018]
进一步地，所述电磁位移传感器检测活塞杆的移动速度并反馈给控制器，控制器根据活塞杆的移动速度发送命令给电液比例调速阀，调节电液比例调速阀的开度。
[0019]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0020]
1、通过液压系统的持续供油连续平稳的推动推杆带动限位块向上推动阀杆以使
止推环缓慢持续的进入到阀盖内，止推环的运动速度可以限制在止推环产生塑性变形的范围内，止推环的三角凸尾仅产生弹性变形，装配完成后可以恢复形变，实现了止推环和阀盖的自动装配。
[0021]
2、通过电磁位移传感器可以实时测量向上推动阀杆的速度，并实时闭环反馈控制，从而实时控制止推环向上的装配速度，反应速度快，根据电磁位移传感器检测的活塞杆运动距离，判断是否装配完成，完成装配后自动迅速停止推动阀杆。
附图说明
[0022]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0023]
图1是本发明实施例立体图；
[0024]
图2是本发明实施例主视图；
[0025]
图3是本发明实施例部结构剖视图；
[0026]
图4是本发明实施例的阀盖自动压紧机构立体图；
[0027]
图5是本发明实施例压紧块结构图
[0028]
图6是本发明实施例的阀盖与止推环连接处放大图；
[0029]
图7是本发明实施例阀杆夹紧机构结构图；
[0030]
图8是本发明实施例的阀杆夹紧机构部分结构的爆炸图；
[0031]
图9是本发明实施例的液压驱动系统部分结构图；
[0032]
图10是本发明实施例的支撑箱体结构图；
[0033]
图11是本发明实施例的液压驱动系统原理图。
[0034]
图中：1、支撑箱体，11、定位槽，2、闸阀，21、阀盖，211、边沿，22、阀杆，23、止推环，3、阀盖自动压紧机构，31、压紧导轨，32、压紧滑块，33、丝杠，34、压紧电机，35、输出螺母，36、轴承座，37、压紧块，371、压紧槽，372、滑块连接板，373、螺母连接板，41、推杆，42、阀杆夹紧机构，421、下端盖，422、小伞齿轮，4221、接合方槽，423、第一电机支架，424、夹紧电机，425、大伞齿轮，4251、盘状平面螺旋齿，426、卡爪，4261、导向螺旋齿，427、上端盖，4271、径向导轨，43、液压驱动系统，431、泵站，432、三位四通电磁换向阀，433、电液比例调速阀，434、液压缸，435、溢流阀，436、回油箱，437、活塞杆，438、无杆腔，439、有杆腔，45、限位块，5、电磁位移传感器，51、感应柱，52、磁环，6、直线轴承，7、安装支架。
具体实施方式
[0035]
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0036]
如图1-图11所示的本发明的闸阀止推环自动装配装置的具体实施例，包括支撑箱体1、设置在支撑箱体1上端用来压紧闸阀2的阀盖21的阀盖自动压紧机构3以及在阀杆22下端对阀杆22向上推动的止推环自动敲击机构。
[0037]
结合图3和图6、闸阀2包括阀盖21、贯穿阀盖21的阀杆22，阀杆22上安装有止推环23，止推环23为两部分半圆形环片对接在一起，止推环23的下部的外表面具有三角凸尾，安装时嵌入阀盖21槽内以防止止推环23转动。止推环23在闸阀2工作中起到防止阀杆22，密封圈轴向移动的作用。阀盖21底端具有边沿211，支撑箱体1的上表面具有定位槽11，用于对阀
盖21定位，参见图10，阀盖21放置在方形的定位槽11内，且定位槽11位于支撑箱体1上表面的中间位置。
[0038]
结合图1、图4和图5，阀盖21被位于其左右两侧的两个相对设置的阀盖自动压紧机构3压紧在支撑箱体1上，阀盖自动压紧机构3包括：固定安装在支撑箱体1上表面的压紧导轨31、沿压紧导轨31移动的压紧滑块32、固定在压紧滑块32上的压紧块37以及安装在支撑箱体1上的丝杠螺母副，丝杠螺母副的输出螺母35连接在压紧块37上，通过驱动压紧块37靠近阀盖21，使压紧块37压住阀盖21的边沿211。丝杠螺母副包括安装在支撑箱体1上的压紧电机34、连接在压紧电机34输出轴上的丝杠33、套设在丝杠33上的输出螺母35以及固定在支撑箱体1上的轴承座36，丝杠33的端部通过轴承座36支撑。压紧轨道为平行设置的两条，丝杠螺母副位于两条压紧轨道的中间，压紧块37包括：位于中间的与输出螺母35固定连接的螺母连接板373以及位于螺母连接板373两侧的与压紧滑块32固定安装的滑块连接板372，压紧块37靠近阀盖21的一侧具有用来容纳阀盖21的边沿211的压紧槽371。通过丝杠螺母副带动阀盖21两侧的压紧块37向其靠近，并最终将阀盖21的边沿211滑入压紧槽371内完成压紧块37对阀盖21的压紧。
[0039]
结合图2、图3、图7-图10，止推环自动敲击机构包括：推杆组件、安装在推杆组件上用来对阀杆22夹紧的阀杆夹紧机构42以及驱动推杆组件上下移动的液压驱动系统43，液压驱动系统43包括泵站431、三位四通电磁换向阀432、电液比例调速阀433、液压缸434以及溢流阀435，泵站431的出油口连接三位四通电磁换向阀432的进油口p，三位四通电磁换向阀432的第一工作油口a连接电液比例调速阀433的进油口，电液比例调速阀433的出油口连接至液压缸434的无杆腔438，液压缸434的有杆腔439连接至三位四通电磁换向阀432的第二工作油口b，三位四通电磁阀432的出油口连接至回油箱436；溢流阀435的进油口连接至泵站431和三位四通电磁阀432的进油口p之间的供油管道上，溢流阀435的出油口连接至回油箱436；液压缸434的活塞杆437的上端与推杆组件固定连接，通过推杆组件的上端顶住阀杆22对阀杆22向上推动以使止推环23进入阀盖21内。
[0040]
其中，推杆组件包括推杆41和通过推杆41顶端的内螺纹连接在推杆41上的限位块45，阀杆夹紧机构42包括：固定安装在推杆41下端的下端盖421、转动安装在下端盖421上的至少一个小伞齿轮422、通过第一电机支架423安装在下端盖421上的夹紧电机424、在小伞齿轮422的上方与其啮合的大伞齿轮425、设置在大伞齿轮425上方的上端盖427以及滑动连接在上端盖427上的三个卡爪426，夹紧电机424的输出轴选择地与其中一个小伞齿轮422接合，大伞齿轮425的上端面上具有盘状平面螺旋齿4251，卡爪426的下端具有与盘状平面螺旋齿4251啮合的导向螺旋齿4261，上端盖427上具有三个呈圆周均布设置的径向导轨4271，卡爪426沿径向导轨4271移动。小伞齿轮422的输入端具有接合方槽4221，夹紧电机424的输出轴上具有与接合方槽4221相适配的接合方轴。夹紧电机424的输出轴和小伞齿轮422也可以通过其他多边形结构进行无相对转动的接合。本实施例中小伞齿轮422为三个。
[0041]
推杆41的下端具有内螺纹，上端具有外螺纹；推杆41的下端通过内螺纹与液压缸434的活塞杆437螺纹连接，推杆41的上端通过外螺纹与下端盖421固定连接，推杆41上端通过内螺纹连接限位块45，限位块45穿过大伞齿轮425和上端盖427，顶在阀杆22的下端。
[0042]
当夹紧电机424与其中一个小伞齿轮422接合后，夹紧电机424旋转带动大伞齿轮425旋转，由于大伞齿轮425上断面的盘装平面螺旋齿与卡爪426下端的导向螺旋齿4261啮
合，使三卡爪426向中间聚拢夹住阀杆22或者向外侧散开以松开阀杆22。
[0043]
参见图2，支撑箱体1内壁上固定安装有安装支架7，安装支架7的端部固定安装有直线轴承6，推杆41穿过直线轴承6的内圈，保证推杆41在被挤压时的直线度，而不容易被压弯。
[0044]
液压缸434安装在支撑箱体1上，其活塞杆437上安装有电磁位移传感器5，电磁位移传感器5用于实时测量活塞杆437的位移和速度，电磁位移传感器5包括固定安装的感应柱51和套设在感应柱51上的磁环52，磁环52固定在活塞杆437的上端，感应柱51安装在支撑箱体1上。
[0045]
同时，支撑箱体1上具有可相对两侧开的门，便于在箱体内操作。
[0046]
参见图11，泵站431包括三相交流电机以及齿轮泵，通过三相交流电机驱动齿轮泵转动向液压系统供油，当需要向上推动阀杆22向上敲击止推环23时，将三位四通电磁换向阀432的阀芯置于左位，液压油流经三位四通电磁换向阀432左位通往电液比例调速阀433，电液比例调速阀433的工作原理是用比例电磁铁取代普通调速阀的手动装置，用输入电信号控制阀口开度，就可以连续或按比例地远程控制它的流量，实现执行部件的速度调节，液压油流经电液比例调速阀433进入液压缸434的无杆腔438推动活塞杆437向上运动，电磁位移传感器5检测到活塞杆437的移动速度信息，并反馈给控制器，若活塞杆437速度过快，则控制器发送命令给电液比例调速阀433调大其开度以降低液压有流量，若活塞杆437速度过慢，控制器则发送命令调大电液比例调速阀433的开度以提高液压油流量，在合适的向上推动速度里，止推环23的三角凸尾结构部分仅产生弹性变形，装配完成后恢复形变，保证活塞杆437的运动速度适中在合适的速度范围内。
[0047]
与此同时，电磁位移传感器5也检测活塞杆437的移动距离信息，通过活塞杆437的运动距离判断装配进程是否完成，在止推环23装配工作完成时，系统迅速将三位四通电磁换向阀432置于中位，液压油不再流进液压缸434的无杆腔438，有杆腔439中的液压油不再流回油箱436，保证活塞杆437不再运动，同时也留出一定时间启动夹紧电机424将三卡爪426松开，解除三卡对阀杆22的夹紧状态，卡爪426松开后，活塞杆437需要退回至原始位置，此时将三位四通电磁换向阀432置于右位，液压油流进液压缸434的有杆腔439，反向推动活塞杆437，液压杆无杆腔438的液压油流经电液比例调速阀433流入回油箱436，液压油反向流经电液比例调速阀433时，液压油可通过电液比例调速阀433，但电液比例调速阀433不起调速作用。在电磁位移传感器5出现故障而无法判断活塞杆437移动距离且装配工作结束时，止推环23顶着阀盖21无法运动，液压缸434里的油液压力不断增高，此时溢流阀435将会开启阀口，将部分液压油回流至回油箱436，保证油液压力不再增高，保护装置，溢流阀435起到溢流稳压的作用。
[0048]
本发明的闸阀止推环自动装配的方法为：
[0049]
s1.将阀盖21放置在支撑箱体1的中心位置，启动压紧电机34驱动压紧块37向中间运动直至压紧块37压住阀盖21的边沿211；
[0050]
s2.将安装好止推环23的阀杆22从支撑箱体1内放入，并将阀杆22从阀盖21的中心穿出；夹紧电机424的输出轴与其中一个小伞齿轮422的接合方槽4221接合，然后启动夹紧电机424，驱动三卡爪426向中心运动夹紧阀杆22，限位块45的上端顶住阀杆22；
[0051]
s3.将三位四通电磁换向阀432设置为左位，启动泵站431向液压系统供油，液压油
经三位四通电磁换向阀432左位通往电液比例调速阀433，然后进入液压缸434的无杆腔438，推动活塞杆437向上运动，通过推杆41和限位块45连续推动阀杆22向上运动，进而使止推环23的三角凸尾缓慢进入阀盖21内。
[0052]
电磁位移传感器5检测活塞杆437的移动速度并反馈给控制器，控制器根据活塞杆437的移动速度发送命令给电液比例调速阀433，调节电液比例调速阀433的开度。
[0053]
本发明实施例通过液压系统的持续供油连续平稳的推动推杆41带动限位块45向上推动阀杆22以使止推环23缓慢持续的进入到阀盖21内，止推环23的运动速度可以限制在止推环23产生塑性变形的范围内，止推环23的三角凸尾仅产生弹性变形，装配完成后可以恢复形变，实现了止推环23和阀盖21的自动装配。
[0054]
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。