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    水下 闸阀 旋转 操作 驱动 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510828622.8

    申请日:

    2015.11.25

    公开号:

    CN105333194A

    公开日:

    2016.02.17

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):F16K 31/00变更事项:专利权人变更前:中国海洋石油总公司变更后:中国海洋石油集团有限公司变更事项:地址变更前:100010 北京市东城区朝阳门北大街25号变更后:100010 北京市东城区朝阳门北大街25号变更事项:共同专利权人变更前:海洋石油工程股份有限公司 苏州纽威阀门股份有限公司变更后:海洋石油工程股份有限公司 苏州纽威阀门股份有限公司|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16K 31/00申请日:20151125|||公开
    IPC分类号: F16K31/00; F16K31/50; F16K37/00 主分类号: F16K31/00
    申请人: 中国海洋石油总公司; 海洋石油工程股份有限公司; 苏州纽威阀门股份有限公司
    发明人: 史佑; 琚选择; 高开科; 陈汀; 罗超; 钟朝廷; 薄伟; 石磊; 郝玉柱; 邢广阔
    地址: 100010北京市东城区朝阳门北大街25号
    优先权:
    专利代理机构: 天津三元专利商标代理有限责任公司12203 代理人: 高凤荣
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510828622.8

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2018.08.07|||2018.04.20|||2016.03.16|||2016.02.17

    法律状态类型:

    专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种水下闸阀的旋转操作驱动装置,设有:一驱动装置,驱动装置包括:一驱动器、安装在驱动器上的开关指示装置及压力平衡装置,且压力平衡装置的下端与驱动器的内腔连通;其中,驱动器设有:水下机器人扭矩接口、依次安装在水下机器人扭矩接口上的顶盖、驱动器壳体;且驱动器壳体与支架连接,并设有密封,其内安装有超控轴和操作杆;开关指示装置包括:第一轴套、安装在第一轴套一端内的指示传动轴、安装在第一轴套另一端内的法兰轴套及第二轴承;压力平衡装置包括:平衡器壳体、安装在平衡器壳体内的平衡器帽、隔膜囊。本发明不仅能够用于海底,使水下闸阀被水下机器人扭矩工具操作,解决了水下机器人扭矩工具不能够对水下闸阀进行操作的问题。

    权利要求书

    1.一种水下闸阀的旋转操作驱动装置,其特征在于:设有:安装在阀门
    (2)上的一驱动装置(5),该驱动装置(5)包括:一驱动器、安装在驱动
    器上的开关指示装置(36)及压力平衡装置,且压力平衡装置的下端与驱动
    器的内腔连通(41);其中,
    该驱动器设有:水下机器人扭矩接口(32)、安装在水下机器人扭矩接
    口(32)上的顶盖(31)、安装在顶盖(31)上的驱动器壳体(25);其中,
    驱动器壳体(25)与支架(20)连接,驱动器壳体(25)上设有密封;驱动
    器壳体(25)内安装有超控轴(34)、操作杆(26)和阀杆螺母(24),超控
    轴(34)与顶盖(31)上安装有能够使操控轴(34)与顶盖(31)实现密封
    的第一杆密封(35);
    开关指示装置(36)包括:安装在支架(20)上的第一轴套(45)、安装
    在第一轴套(45)一端内的指示传动轴(47)、安装在第一轴套(45)另一端
    内的法兰轴套(48)及安装在第一轴套(45)端面外圆上的第二轴承(46),
    其中,法兰轴套(48)安装在驱动器壳体(25)的孔内,驱动器壳体(25)
    内安装有第二轴套(51);指示传动轴(47)与指示连接杆(50)的一端连接,
    指示连接杆(50)的另一端安装在第二轴套(51)内;指示连接杆(50)与
    驱动器壳体(25)上安装有第二杆密封(52);且指示传动轴(47)与指示传
    动轴(47)的螺旋槽(65)相连;
    压力平衡装置(41)包括:平衡器壳体(72)、安装在平衡器壳体(72)
    内的平衡器帽(70)、隔膜囊(71),其中,平衡器帽(70)内套装有衬套(69),
    衬套(69)内套装有通水帽(68);且平衡器壳体(72)安装在驱动器壳体(25)
    上。
    2.根据权利要求1所述的水下闸阀的旋转操作驱动装置,其特征在于:
    所述驱动器壳体(25)的内部为中空;驱动器壳体(25)的密封具体方式为:
    驱动器壳体(25)外圆槽内由第二O形圈(30)密封;驱动器壳体(25)的
    端部设有凹槽,凹槽内采用第一O形圈(23)密封。
    3.根据权利要求1所述的水下闸阀的旋转操作驱动装置,其特征在于:
    所述操作杆(26)上安装有数个第一轴承(27),两个轴承27固定操作杆轴
    向运动,从而操作杆只能做旋转运动。轴承压盖(38)安装在驱动器壳体(25)
    上,用以固定第一轴承(27)的轴向运动;阀杆螺母(24)安装在驱动器壳
    体(25)和支架(20)内部,并与操作杆(26)传动螺纹连接,且阀杆螺母
    (24)与支架(20)形成导向连接,由支架(20)固定阀杆螺母(24)的旋
    转运动,阀杆螺母(24)在支架(20)内与阀杆连接端(21)连接,阀杆连
    接端(21)的下端与阀杆(4)连接。
    4.根据权利要求1所述的水下闸阀的旋转操作驱动装置,其特征在于:
    所述支架(20)安装在阀座(1)的阀盖上,并与阀门(2)形成外部固接。
    5.根据权利要求1所述的水下闸阀的旋转操作驱动装置,其特征在于:
    所述驱动器壳体(25)的内部和压力平衡装置(41)下部充满润滑油,当水
    下闸阀被安装到海底时,海水从通水帽(68)进入隔膜囊(71)内,隔膜囊
    (71)内的海水压缩润滑油,从而在驱动器内部建立与外部海水相同的压力,
    同时,隔膜囊(71)将海水和润滑油隔开。
    6.根据权利要求1所述的水下闸阀的旋转操作驱动装置,其特征在于:
    所述指示连接杆(50)的一端连接有指示针(63)。
    7.根据权利要求1所述的水下闸阀的旋转操作驱动装置,其特征在于:
    所述顶盖(31)上安装有一指示牌支架(60),指示牌支架(60)上分别安
    装有开指示(62)和关指示(61);驱动器工作时,指示传动轴(47)转动,
    并带动指示连接杆(50)和指示针(63)转动,观察指示针(63)相对开指
    示(62)和关指示(61)的位置,以确定闸阀的开关状态。

    说明书

    水下闸阀的旋转操作驱动装置

    技术领域

    本发明涉及水下闸阀,尤其涉及一种用于在海底环境通过水下机器人上
    的旋转工具操作的水下闸阀的旋转操作驱动装置。属于海洋石油工程领域。

    背景技术

    水下阀门是指应用于水下管道所有阀门的统称。其适应海洋水下工况及
    水下操作。

    目前,水下阀门主要应用于海洋石油和天然气的开采,应用的阀门主要
    有球阀、闸阀、止回阀、控制阀等,其操作方式包括:潜水员操作、水下机
    器人操作、液控操作等。由于其特殊的使用环境,使得水下阀门的安装不同
    于陆地,因此,水下阀门多以管汇等集成装置被安装于水下。

    目前,海洋石油生产使用较多的集成装置有:末端控制管汇、水下生产
    控制管汇、水下采油树等。而水下闸阀则是这些装备必不可少的一部分,通
    常在陆地集成安装在这些设备上。对于闸阀的驱动基本是由手轮或手柄来完
    成,浅水作业时,通过潜水员操作安装在闸阀上的手轮或手柄来完成整个作
    业;当水下闸阀被安装在超过潜水员下潜深度时,这时就需要通过水下机器
    人操作闸阀开关。但是,由于水下机器人自带的机器手臂只能操作低压力、
    小通径的阀门。对于高压大通径闸阀,由于机械手臂所能提供的扭矩很低,
    当闸阀工作压力过高、口径较大时,便不能完成闸阀的启闭,所以,常规的
    闸阀驱动手轮或手柄不能用于深水工况。另外,现有的闸阀驱动手轮或手柄
    由于没有与水下机器人扭矩工具相配对的接口,也无法使用水下机器人扭矩
    工具操作。

    发明内容

    本发明的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点,而提供一种水下
    闸阀的旋转操作驱动装置,其不仅能够用于海底,使水下闸阀被水下机器人
    扭矩工具操作,解决了水下机器人扭矩工具不能够对水下闸阀进行操作的问
    题;而且,其操作过程不受海水压力影响,为水下闸阀开关过程的安全、可
    靠提供了技术保证。

    本发明的目的是由以下技术方案实现的:

    一种水下闸阀的旋转操作驱动装置,其特征在于:设有:安装在阀门(2)
    上的一驱动装置(5),该驱动装置(5)包括:一驱动器、安装在驱动器上
    的开关指示装置(36)及压力平衡装置,且压力平衡装置的下端与驱动器的
    内腔连通(41);其中,

    该驱动器设有:水下机器人扭矩接口(32)、安装在水下机器人扭矩接
    口(32)上的顶盖(31)、安装在顶盖(31)上的驱动器壳体(25);其中,
    驱动器壳体(25)与支架(20)连接,驱动器壳体(25)上设有密封;驱动
    器壳体(25)内安装有超控轴(34)、操作杆(26)和阀杆螺母(24),超控
    轴(34)与顶盖(31)上安装有能够使操控轴(34)与顶盖(31)实现密封
    的第一杆密封(35);

    开关指示装置(36)包括:安装在支架(20)上的第一轴套(45)、安装
    在第一轴套(45)一端内的指示传动轴(47)、安装在第一轴套(45)另一端
    内的法兰轴套(48)及安装在第一轴套(45)端面外圆上的第二轴承(46),
    其中,法兰轴套(48)安装在驱动器壳体(25)的孔内,驱动器壳体(25)
    内安装有第二轴套(51);指示传动轴(47)与指示连接杆(50)的一端连接,
    指示连接杆(50)的另一端安装在第二轴套(51)内;指示连接杆(50)与
    驱动器壳体(25)上安装有第二杆密封(52);且指示传动轴(47)与指示传
    动轴(47)的螺旋槽(65)相连;

    压力平衡装置(41)包括:平衡器壳体(72)、安装在平衡器壳体(72)
    内的平衡器帽(70)、隔膜囊(71),其中,平衡器帽(70)内套装有衬套(69),
    衬套(69)内套装有通水帽(68);且平衡器壳体(72)安装在驱动器壳体(25)
    上。

    所述驱动器壳体(25)的内部为中空;驱动器壳体(25)的密封具体方
    式为:驱动器壳体(25)外圆槽内由第二O形圈(30)密封;驱动器壳体(25)
    的端部设有凹槽,凹槽内采用第一O形圈(23)密封。

    所述操作杆(26)上安装有数个第一轴承(27),两个轴承27固定操作
    杆轴向运动,从而操作杆只能做旋转运动。轴承压盖(38)安装在驱动器壳
    体(25)上,用以固定第一轴承(27)的轴向运动;阀杆螺母(24)安装在
    驱动器壳体(25)和支架(20)内部,并与操作杆(26)传动螺纹连接,且
    阀杆螺母(24)与支架(20)形成导向连接,由支架(20)固定阀杆螺母(24)
    的旋转运动,阀杆螺母(24)在支架(20)内与阀杆连接端(21)连接,阀
    杆连接端(21)的下端与阀杆(4)连接。

    所述支架(20)安装在阀座(1)的阀盖上,并与阀门(2)形成外部固
    接。

    所述驱动器壳体(25)的内部和压力平衡装置(41)下部充满润滑油,
    当水下闸阀被安装到海底时,海水从通水帽(68)进入隔膜囊(71)内,隔
    膜囊(71)内的海水压缩润滑油,从而在驱动器内部建立与外部海水相同的
    压力,同时,隔膜囊(71)将海水和润滑油隔开。

    所述指示连接杆(50)的一端连接有指示针(63)。

    所述顶盖(31)上安装有一指示牌支架(60),指示牌支架(60)上分
    别安装有开指示(62)和关指示(61);驱动器工作时,指示传动轴(47)
    转动,并带动指示连接杆(50)和指示针(63)转动,观察指示针(63)相
    对开指示(62)和关指示(61)的位置,以确定闸阀的开关状态。

    本发明的有益效果:本发明由于采用上述技术方案,其不仅能够用于海
    底,使水下闸阀被水下机器人扭矩工具操作,解决了水下机器人扭矩工具不
    能够对水下闸阀进行操作的问题;而且,其操作过程不受海水压力影响,为
    水下闸阀开关过程的安全、可靠提供了技术保证。

    附图说明

    图1为本发明使用状态示意图。

    图2为本发明整体结构剖视示意图。

    图3为本发明指示装置俯视局部图。

    图4为本发明指示传动轴零件图。

    图5为本发明压力平衡装置剖视示意图。

    图中主要标号说明:

    1.阀座、2.阀门、3.闸板、4.阀杆、5.驱动装置、20.支架、21.阀杆连
    接端、22.螺栓、23.第一O形圈、24.阀杆螺母、25.驱动器壳体、26.操作
    杆、27.第一轴承、29.螺钉、30.第二O形圈、31.顶盖、32.水下机器人扭
    矩接口、33.螺栓、34.超控轴、35.第一杆密封、36.开关指示装置、38.
    轴承压盖、39.第一销、40.第二销、41.压力平衡装置、42.花键副、43.梯
    形螺纹、44.T型槽、45.第一轴套、46.第二轴承、47.指示传动轴、48.法兰
    轴套、49.第三销、50.指示连接杆、51.第二轴套、52.第二杆密封、53.第
    四销、60.指示牌支架、61.关指示、62.开指示、63.指示针、65.螺旋槽、
    68.通水帽、69.衬套、70.平衡器帽、71.隔膜囊、72.平衡器壳体。

    具体实施方式

    如图1,图2所示,本发明设有:安装在阀门2上的一操作驱动装置5,
    该驱动装置5包括:一驱动器、安装在驱动器上的开关指示装置36及压力平
    衡装置41;其中,

    该驱动器设有:水下机器人扭矩接口32、通过螺栓33安装在水下机器
    人扭矩接口32上的顶盖31、通过螺钉29连接方式安装在顶盖31上的驱动器
    壳体25,其中,驱动器壳体25外圆槽内由第二O形圈30密封;驱动器壳体
    25与支架20通过螺栓22连接,驱动器壳体25的端部设有凹槽,凹槽内采用
    第一O形圈23密封;其中,驱动器壳体25内部为中空,中空的驱动器壳体
    25内安装有超控轴34和操作杆26,超控轴34是通过第一销39紧固在操作
    杆26的孔内,超控轴34外圆槽与顶盖31内孔安装有第一杆密封35,操作杆
    26上安装有数个第一轴承27(本实施例的第一轴承27为二个),两个轴承
    27固定操作杆轴向运动,从而操作杆只能做旋转运动。轴承压盖38安装在驱
    动器壳体25上端的螺纹孔内,通过螺纹与驱动器壳体25连接,用以固定第
    一轴承27的轴向运动;阀杆螺母24安装在驱动器壳体25和支架20内部,
    阀杆螺母24通过梯形螺纹43与操作杆26连接,阀杆螺母24与支架20通过
    键形成导向连接,且由支架20固定阀杆螺母24的旋转运动,阀杆螺母24在
    支架20内通过T形槽44与阀杆连接端21连接,阀杆连接端21的下端内螺
    纹与阀杆4外螺纹连接。

    上述支架20安装在阀座1的阀盖上,并与阀门2形成外部连接,且由法
    兰螺栓紧固。

    驱动器工作时,将水下机器人扭矩工具插进驱动装置上的水下机器人扭矩
    接口32内。水下机器人扭矩工具带动超控轴34旋转,从而带动操作杆26旋
    转,两个轴承27固定操作杆轴向运动。支架20和阀杆螺母24构成花键副42,
    使阀杆螺母24仅可作直线运动。从而使操作杆26旋转运动,并通过操作杆
    26与阀杆螺母24梯形螺纹转换成阀杆螺母24直线运动;阀杆螺母24推或拉
    阀杆连接端21带动阀杆4沿轴向直线运动,从而带动闸板3运动,实现闸阀
    的开启和关闭。

    开关指示装置36包括:采用轴孔配合方式安装在支架20端面孔内的第
    一轴套45、安装在第一轴套45一端内的指示传动轴47、安装在第一轴套45
    另一端内的法兰轴套48、安装在第一轴套45端面外圆上的第二轴承46,其
    中,法兰轴套48安装在驱动器壳体25孔内,驱动器壳体25内安装有第二轴
    套51;指示传动轴47的孔内通过第一销49与指示连接杆50的一端连接,指
    示连接杆50的另一端安装在第二轴套51内;指示连接杆50的外圆槽与驱动
    器壳体25内孔安装有第二杆密封52;且指示传动轴47的孔内通过第二销40
    与指示传动轴47的螺旋槽65相连。

    上述指示连接杆50的一端通过第四销53连接有指示针63。

    上述顶盖31上采用焊接方式安装有一指示牌支架60,指示牌支架60上
    分别安装有开指示62和关指示61。驱动器工作时,通过安装在指示传动轴
    47上的第二销40带动指示传动轴47上的螺旋槽,使得指示传动轴47转动,
    并带动指示连接杆50和指示针63转动,观察指示针63相对开指示62和关
    指示61的位置,以确定闸阀的开关状态。

    压力平衡装置41包括:平衡器壳体72、安装在平衡器壳体72内的平衡
    器帽70、隔膜囊71,其中,平衡器帽70内套装有衬套69,衬套69内套装有
    通水帽68。压力平衡装置41通过位于平衡器壳体72下端的螺纹安装在驱动
    器壳体25上,且压力平衡装置41的下端与驱动器的内腔连通;驱动器壳体
    25的内部和压力平衡装置41下部充满润滑油。当水下闸阀被安装到海底时,
    海水从通水帽68进入隔膜囊71内,隔膜囊71内的海水压缩润滑油,从而在
    驱动器内部建立与外部海水相同的压力,同时,隔膜囊71将海水和润滑油隔
    开。

    上述轴承为现有技术,未作说明的技术为现有技术,故不再赘述。

    以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上
    的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等
    同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

    关于本文
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