全文摘要
本实用新型公开了一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，包括轴承，轴承的轴承架固定于管道；在紧邻轴承外圈设置有由蜗杆驱动的涡轮，所述涡轮的内圈固定有若干第一永磁体，第一永磁体按照海尔贝克磁矩阵方式排列；在紧邻所述轴承内圈设置阀盘，所述阀盘外圈固定有若干第二永磁体，所述第二永磁体按照海尔贝克磁矩阵方式排列而成，且第二永磁体与第一永磁体构成磁传动结构；在所述阀盘上开有流道孔；在管道下游侧，所述阀盘上设置有密封垫，临近密封垫，平行设置有接触垫板，在水压充足情况下，所述密封垫与接触垫板贴合密封。本实用新型装置结构简单，密封性好，能够基本实现结构间的无摩擦传动，从而增长阀门的使用寿命。
主设计要求
1.一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，其特征在于，包括由轴承滚珠(2)和轴承架(8)组成的轴承(14)，所述轴承架(8)固定于管道(4)；在紧邻所述轴承(14)外圈设置有由蜗杆(16)驱动的涡轮(15)，所述涡轮(15)的内圈固定有若干第一永磁体(1)，所述第一永磁体(1)按照海尔贝克磁矩阵方式排列；在紧邻所述轴承(14)内圈设置阀盘(5)，所述阀盘(5)外圈固定有若干第二永磁体(3)，所述第二永磁体(3)按照海尔贝克磁矩阵方式排列而成，且所述第二永磁体(3)与第一永磁体(1)构成磁传动结构；在所述阀盘(5)上开有流道孔(13)，当本自密封式主阀流量全开时，所述流道孔(13)正好与管道(4)贯通；在管道(4)下游侧，所述阀盘(5)上设置有密封垫(9)，临近密封垫(9)，平行设置有接触垫板(10)，在水压充足情况下，所述密封垫(9)与接触垫板(10)贴合密封。
设计方案
1.一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，其特征在于，包括由轴承滚珠(2)和轴承架(8)组成的轴承(14)，所述轴承架(8)固定于管道(4)；
在紧邻所述轴承(14)外圈设置有由蜗杆(16)驱动的涡轮(15)，所述涡轮(15)的内圈固定有若干第一永磁体(1)，所述第一永磁体(1)按照海尔贝克磁矩阵方式排列；在紧邻所述轴承(14)内圈设置阀盘(5)，所述阀盘(5)外圈固定有若干第二永磁体(3)，所述第二永磁体(3)按照海尔贝克磁矩阵方式排列而成，且所述第二永磁体(3)与第一永磁体(1)构成磁传动结构；
在所述阀盘(5)上开有流道孔(13)，当本自密封式主阀流量全开时，所述流道孔(13)正好与管道(4)贯通；在管道(4)下游侧，所述阀盘(5)上设置有密封垫(9)，临近密封垫(9)，平行设置有接触垫板(10)，在水压充足情况下，所述密封垫(9)与接触垫板(10)贴合密封。
2.如权利要求1所述的一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，其特征在于，在上游侧或者下游侧的管道(4)都是通过法兰盘(6)进行连接。
3.如权利要求2所述的一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，其特征在于，所述法兰盘(6)连接处设置有用于密封的垫片(7)。
4.如权利要求2所述的一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，其特征在于，所述法兰盘(6)通过螺栓(11)进行固定。
5.如权利要求1所述的一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，其特征在于，所述轴承架(8)通过焊接固定于管道(4)。
6.如权利要求1所述的一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，其特征在于，本主阀中的第一永磁体(1)、轴承滚珠(2)、轴承架(8)、接触垫板(10)和蜗轮(15)固定在同一个联动部分，第二永磁体(3)、阀盘(5)和密封垫(9)固定在另一个联动部分。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及阀门领域，特别是一种海尔贝克(Halbach)磁矩阵传动自密封式主阀。
背景技术
阀门是流体输送系统中重要的控制部件，具有截止、调节、导流、防止逆流、稳压、分流或溢流泄压等功能。现有阀门主要用于截止、调节、止逆和保证工程安全，一般分为自动阀门和驱动阀门，其中驱动阀门(闸阀、截止阀、球阀、蝶阀等)是靠驱动装置调节管道中介质的压力、流量和方向。在阀门技术中，自密封阀门占有不可或缺的地位，使得流体管路可以为流体输送提供精准控制过程；自动阀门是靠自动控制系统来实现对阀门动作的开断，从而实现阀门对流体的控制。
但是现有常用阀门，在驱动结构上有着明显的缺点，结构复杂，控制过程较难，其次就是阀门处管道密封不严，密封压力不够，存在着明显的隐患。其问题主要可以归结为以下几个方面：1)现有阀门密封结构复杂，工程制造难度较大，导致成本较高；2)阀门外加驱动部分较大，不利于后期检查和维护；3)阀门中部分传动结构存在刚性直接接触，易产生摩擦磨损，阀门寿命短。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，解决现有阀门密封结构过于复杂等问题。本装置利用压力管道阀门处水流的特性，来流方向水压较大，出口方向水压较小，让水流在阀门通道关闭时实现自密封，有着很好的密封效果。同时解决主阀中部分结构易产生摩擦磨损的问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
一种海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀，包括由轴承滚珠和轴承架组成的轴承，所述轴承架固定于管道；在紧邻所述轴承外圈设置有由蜗杆驱动的涡轮，所述涡轮的内圈固定有若干第一永磁体，所述第一永磁体按照海尔贝克磁矩阵方式排列；在紧邻所述轴承内圈设置阀盘，所述阀盘外圈固定有若干第二永磁体，所述第二永磁体按照海尔贝克磁矩阵方式排列而成，且所述第二永磁体与第一永磁体构成磁传动结构；
在所述阀盘上开有流道孔，当本自密封式主阀流量全开时，所述流道孔正好与管道贯通；在管道下游侧，所述阀盘上设置有密封垫，临近密封垫，平行设置有接触垫板，在水压充足情况下，所述密封垫与接触垫板贴合密封。
进一步的，在上游侧或者下游侧的管道都是通过法兰盘进行连接。
进一步的，所述法兰盘连接处设置有用于密封的垫片。
进一步的，所述法兰盘通过螺栓进行固定。
进一步的，所述轴承架通过焊接固定于管道。
进一步的，本主阀中的第一永磁体、轴承滚珠、轴承架、接触垫板和蜗轮固定在同一个联动部分，第二永磁体、阀盘和密封垫固定在另一个联动部分。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：1)本装置的转动机构采用滚动轴承，其结构紧凑，摩擦阻力小，功率消耗小，易于开闭阀门的起动。2)本装置中，外圈的第一永磁体和内圈的第二永磁体的排布结构运用了海尔贝克磁矩阵永磁体原理和技术，可以最大化利用永磁体的磁能。3)本装置在传动结构中设计了一个永磁磁力传动结构，即由外圈永磁体带动内圈永磁体运转，结构简单，组成构件少，安装便捷，并且能够基本实现结构间的无摩擦传动，从而增长了本阀门的使用寿命。4)本装置中特设的两个接触垫片充分利用水压力实现紧密贴合和脱离，形成自密封结构，自我密封防漏性能良好。
附图说明
图1是本装置海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀的正剖面图；
图2是本装置海尔贝克磁矩阵传动自密封式主阀的侧剖视图。
图中：1-第一永磁体；2-轴承滚珠；3-第二永磁体；4-管道；5-阀盘；6-法兰盘；7-垫片；8-轴承架；9-密封垫；10-接触垫板；11-螺栓；13-流道孔；14-轴承；15-蜗轮；16-蜗杆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
本实用新型装置组成部件包括：第一永磁体1、轴承滚珠2、第二永磁体3；管道4、阀盘5、法兰盘6、垫片7、轴承架8、密封垫9、接触垫板10、螺栓11、流道孔13、轴承14、蜗轮15和蜗杆16，每个部件的功能作用详述如下：
1、外圈的第一永磁体：其由多个永磁体在外圈按照海尔贝克磁矩阵方式排列而成，与内圈的第二永磁体3构成磁传动结构；
2、轴承滚珠：其为本装置中轴承14的组件之一；
3、内圈的第二永磁体：其位于阀盘5上，由多个永磁体在外圈按照海尔贝克磁矩阵方式排列而成，与第一永磁体1构成磁传动结构；
4、管道：水流按照图1所示方向沿着管道4流动，起到约束水流的作用；
5、阀盘：其为阻挡水流经过的主体结构，在该结构上开有流道孔13；
6、法兰盘：其与其他法兰盘共同构成法兰盘组合，用于本装置主体与管道4的法兰连接；
7、垫片：其位于法兰盘6之间，用于密封法兰；
8、轴承架：其用于支撑轴承14；
9、密封垫：其在存在足够水压的情况下与接触垫板10接触贴合，构成密封；
10、接触垫板：其在存在足够水压的情况下与密封垫9接触贴合，构成密封；
11、螺栓：其用于法兰盘6之间连接固定；
13、流道孔：其位于阀盘5上，在阀门开启时用于过流流体，尺寸和管道4配合；
14、轴承：其安装于管道4上，用于支撑涡轮15；
15、蜗轮：其与蜗杆16共同构成蜗杆传动系统，外圈的第一永磁体1安装于该结构。
16、蜗杆：其与蜗轮15共同构成蜗杆传动，为该系统中的主动件。
本主阀中的第一永磁体1、轴承滚珠2、轴承架8、接触垫板10和蜗轮15固定在同一个联动部分，第二永磁体3、阀盘5和密封垫9固定在另一个联动部分，整个装置由法兰盘6固定于管道4截面之中。其中一对法兰盘组合中包括两片法兰盘，两片法兰盘之间加有一个垫片7，螺栓11穿过这三者起到紧固作用。
本实用新型装置工作原理：利用了异名磁极相互吸引的磁传动原理，非接触式对水利主阀进行开断，然后结合实际工作情况，利用水利主阀来流压力大、出口压力小的特性，实现了在阀门关闭时水流自密封，极大的简化了阀门结构，减少了设计成本。
当水电站需要截断主阀来流时，控制主阀进行截断水流。本装置在截断水流时，利用原动机驱动蜗杆16转动，蜗杆16上的斜齿和蜗轮15上的齿轮进行啮合，在蜗轮15上布置有按照海尔贝克排布的第一永磁体1，在蜗杆16带动下第一永磁体1可以进行旋转。轴承14包含用于支撑的轴承架8和轴承滚珠2，轴承14安装在管道4上，可焊接进行连接，即轴承架8靠近管道4的一端焊接于管道4上，轴承滚珠2可以在轴承架8中间旋转移动，另外支撑蜗轮15。因为第一永磁体1和第二永磁体3采用相同的海尔贝克磁矩阵的异名磁极排布，第一永磁体1旋转时，第二永磁体3随着一起旋转。阀盘5上开有和管道4大小相匹配的流道孔13，在第二永磁体3的作用下，流道孔13上移，对管道4进行关闭。因为水利主阀的来流方向一侧水压较大，出水口一侧压力较小，所以阀盘5在压力差的作用下自动对缝隙处进行密封，压力差越大效果越好。密封垫9和接触垫板10采用柔性材料，可以很大程度上的避免刚性接触。
需要安装水利主阀的地方需要将管道4截断，焊接法兰盘6，水利主阀通过螺栓11和垫片7连接。此外，位于管道4内部的永磁体等结构，需要将水利主阀中间剖开进行安装，然后进行焊接，阀盘5等结构的支撑由第一永磁体1和第二永磁体3之间的磁力进行保持即可。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920064833.2
申请日:2019-01-15
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209557756U
授权时间:20191029
主分类号:F16K 31/08
专利分类号:F16K31/08;F16K3/06;F16K3/312;F16K3/30;F16K31/53
范畴分类:27F;
申请人:西华大学
第一申请人:西华大学
申请人地址:610039 四川省成都市金牛区土桥金周路999号
发明人:苏莹;程杰;赵君秀;谭杰;覃子涵;孟忠伟
第一发明人:苏莹
当前权利人:西华大学
代理人:裴娟
代理机构:51284
代理机构编号:成都禾创知家知识产权代理有限公司 51284
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计