[发明专利]一种水下闸阀执行机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种闸阀执行机构，特别是关于一种结构紧凑、安全性高的水下闸阀执行机构。

背景技术

海底环境是世界上最严厉、腐蚀性最强的环境之一，所以在设计水下设备时，必须按照制定的标准，考虑设备的可用性、故障安全性，设备的水下监控和压力保护等问题。通常水下设备，由冗余设计来保证其可用性，由紧急回复功能来保证安全性，由水下机器人(ROV)来实施最后的故障操作。

目前，在水下生产系统中，采用最典型的是电液复合控制。随着水深增加，压力增高，对水下生产系统中蓄能器和脐带缆等器件的要求将会更高，以保证必要的响应时间和安全运行系数；加之环保法规严格要求零排放，因此水下生产系统电液控制的建造面临挑战。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种结构紧凑、安全性高且适用于全电控制的水下闸阀执行机构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种水下闸阀执行机构，其特征在于，它包括：一机壳，所述机壳靠近中部的位置间隔设置有两隔板，两所述隔板将所述机壳内空间分隔成上腔体、中间层和下腔体；一主动驱动系统，所述主动驱动系统包括一沿所述机壳纵向布置在所述上腔体内的伺服电机，所述伺服电机的输出端连接一减速器，所述减速器的输出端依次通过一超越离合器、一电磁离合器连接一齿轮轴；一冗余驱动系统，所述冗余驱动系统包括沿所述机壳纵向布置在所述上腔体内的另一伺服电机，所述另一伺服电机的输出端连接另一减速器，所述另一减速器的输出端依次通过另一超越离合器、另一电磁离合器连接另一齿轮轴；所述冗余驱动系统与所述主动驱动系统对称分布在所述机壳中轴线的两侧；所述齿轮轴和所述另一齿轮轴均贯穿位于上部的所述隔板且转动连接在两所述隔板之间；一旋转移动转换系统，所述旋转移动转换系统包括两分别紧固连接在所述齿轮轴和所述另一齿轮轴上的小齿轮，在两所述小齿轮之间啮合一大齿轮，所述大齿轮转动连接支持在两所述隔板之间且与所述机壳同轴；所述大齿轮的输出端紧固连接一丝杠轴，所述丝杠轴上螺纹连接一螺母，所述螺母外壁紧固套接一勾筒，所述勾筒呈一上端带有一端板的T形筒结构，所述勾筒的下端紧固连接一连接头，所述连接头穿出所述机壳底部的中心；所述勾筒的外部套置有一弹簧，所述弹簧的上端抵在所述勾筒的所述端板的底面，下端抵在所述机壳的底部内侧；以及一水下机器人操作系统，所述水下机器人操作系统包括一同轴设置在所述机壳上腔体内的筒状支架，所述筒状支架的上端紧固连接所述机壳的顶部；在所述筒状支架内设置有一梯形螺杆和一与所述梯形螺杆螺纹连接的梯形螺母，所述梯形螺母为正六边形螺母，其与所述筒状支架的六边形内部配合；所述梯形螺杆的上端紧固连接一水下机器人接头，所述水下机器人接头穿出所述机壳顶部的中心且与所述机壳转动连接；在所述机壳顶部还设置有一包围所述水下机器人接头的水下机器人接口；在所述筒状支架的下端连接一推压板，所述推压板为一筒体和一平板的结合体，所述筒体伸入所述筒状支架内且顶在所述梯形螺母的下端，所述平板位于所述筒体的下端，在所述平板的底部紧固连接多个沿所述机壳纵向布置的推拉杆，各所述推拉杆穿过两所述隔板后紧固连接在所述勾筒端板的顶部。

在所述隔板与推压板之间设置一电位行程开关，所述电位行程开关的一端连接所述隔板，另一端通过一小推拉杆连接所述推压板。

在所述机壳的所述上腔体内还设置有一筒状的密封承压腔，所述密封承压腔内设置有一控制器，所述伺服电机、所述另一伺服电机、所述电磁离合器、所述另一电磁离合器和所述电位行程开关分别电连接所述控制器。

还包括一紧固连接在所述机壳上腔体内的位置指示装置，所述位置指示装置沿所述机壳纵向布置且其移动端连接所述推压板。

还包括一活塞式压力补偿器，所述活塞式压力补偿器的上部腔与海水相通，下部腔与所述机壳内部相通，所述机壳内部充满油液。