一种阀门密封面自动化研磨装置

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体的说是一种阀门密封面自动化研磨装置。

背景技术

在农业生产活动中，智能技术的进步使得灌溉、施肥等向集约化、精细化和智慧化状态发展。集约化发展需要配套大片管网，精细化发展需要水、肥、药、配比均衡，智慧化使得配方配比等更智能。上述功能的实现，需要在配套系统和设施中安装大量闸阀、截止阀、止回阀、节流阀等水利阀门。为了保证配比的准确性，就要求所用阀门具备较好的密封性能，而阀门研磨是提升阀门密封面密封效果的关键工序。在现有阀门生产中，密封面研磨存在较多的人力研磨现象，费时费力；在配备机器研磨的条件下，研磨压力不可调，研磨装置与阀门的匹配性不好。加上阀门口径不一，密封面状态差异，使得研磨设备通用性能较差，从而造成研磨进度慢、研磨效果差等一系列问题。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种阀门密封面自动化研磨装置，主要适用于阀门平面和锥面型密封面的研磨。该研磨装置自带升降和压力调节结构，能在一定范围内满足不同型号阀门的研磨需求，同时可以根据阀门状态和型号选用合适的研磨机构，使研磨机构与阀门密封面在周向的贴合度更好，研磨精度较高，具有适用性强、研磨效果好、工作效率高的特点。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种阀门密封面自动化研磨装置，包括控制机构、用于固定阀门的工件支撑机构、用于直接接触并研磨阀门密封面的研磨机构、用于对研磨机构施加作用力的研磨驱动机构、以及用于支撑研磨驱动机构的可升降研磨支撑机构；

其中，研磨驱动机构包括设于可升降研磨支撑机构上的减速机，减速机螺纹连接有竖向延伸的探筒，通过减速机对探筒进行旋压能够调整探筒的高度，探筒的上端固定有研磨电机，探筒中穿设有顶端与研磨电机滑键连接的研磨杆，探筒的下端垂直设有一圈凸缘，研磨杆的下部自上而下间隔设有凸起和凸肩，凸肩上方设有与凸缘相配合的压力调节组件，减速机带动探筒移动，驱动探筒上的凸缘对压力调节组件施加作用力，进而使研磨杆能够对研磨机构施加目标压力。

进一步地，所述压力调节组件包括导杆法兰、支撑座、弹簧、推力轴承、导向杆和螺母，所述导杆法兰设于探筒下方，导杆法兰包括第一翻边段和第一导向筒段，第一导向筒段的内壁上设有台阶，研磨杆上的凸起与台阶相配合能够实现研磨杆的活动限位，支撑座包括第二翻边段和第二导向筒段，两个翻边段相向而设，若干锁紧导杆能够将探筒的凸缘、导杆法兰的第一翻遍段和支撑座的第二翻边段相连接，并通过螺母实现锁紧；推力轴承穿设于研磨杆上并依靠凸肩进行限位，第一导向筒段外穿弹簧后嵌入支撑座的第二导向筒段中，支撑座通过推力轴承与研磨杆凸肩相配合，进而通过研磨机构压紧阀门。

进一步地，第一导向筒段的外壁上沿其轴向设有至少一根凸筋，第二导向筒段的内壁上沿其轴向设有与凸筋相匹配的凹槽。

进一步地，导杆法兰和支撑座上设有与控制机构电连接的位移传感器，用于补充修正研磨杆的压力信息。

进一步地，所述可升降研磨支撑机构包括研磨平台、用于支撑研磨平台的若干液压缸以及固定于研磨平台上的若干导向柱，液压缸与控制机构电连接，减速机设于研磨平台中部的通孔处；各根导向柱顶端均与一保持架固定连接，探筒上端部设有法兰结构，法兰结构外侧设有若干能够与导向柱间隙配合的导向耳。

进一步地，液压缸上设有能够测算研磨平台高度的行程传感器，所述行程传感器与控制机构电连接。

进一步地，工件支撑机构包括可抽放设置于研磨平台下方的作业台以及设于作业台上的用于夹紧阀门的夹具。

进一步地，所述研磨机构包括研磨接头和研磨盘，所述研磨接头与研磨杆下端为锥孔铰链式连接，研磨接头的底部设有方形凸块，研磨盘中心设有与方形凸块匹配的方孔，研磨盘能够直接接触阀门密封面。

进一步地，研磨电机电连接有电机控制器，电机控制器与控制机构电连接。

进一步地，减速机电连接有电动执行器，电动执行器与控制机构电连接。

有益效果：

1）、本发明的研磨装置包括研磨驱动机构，研磨驱动机构包括减速机、探筒、研磨杆、研磨电机和压力调节组件，减速机螺纹连接有竖向延伸的探筒，通过减速机对探筒进行旋压能够调整探筒的高度，进而实现对研磨平台高度的补偿调节。压力调节组件包括导杆法兰、支撑座、弹簧、推力轴承、导向杆和螺母。在初始状态下，弹簧有轻微的初始压缩量，保证支撑座、探筒和导杆法兰的稳定连接。在研磨盘接触阀门后，由控制机构根据研磨对象所需研磨压力、弹簧参数，确定预压行程，最终通过减速机对探筒进行旋压动作后，探筒推动导杆法兰下压弹簧，促使弹簧底部的支撑座通过推力轴承下压研磨杆的凸肩，进而使研磨杆能够对研磨机构施加目标压力，实现研磨盘的压紧。导杆法兰内部侧壁设置台阶，研磨杆上的凸起与台阶相配合，防止非工作状态下研磨杆的脱落。

2）、本发明的研磨装置包括可升降研磨支撑机构，可升降研磨支撑机构包括研磨平台和作为支腿的液压缸，通过液压缸自动调整研磨平台的高度，以适应不同型号的阀门。

3）、本发明的可升降研磨支撑机构包括设于研磨平台上的若干导向柱，探筒上端部为法兰结构，法兰外侧有若干耳环可以与导向柱配合，通过导向柱和保持架能够对探筒进行稳定导向。

附图说明

图1为本发明中研磨装置的结构示意图。

图2为压力调节组件的示意图。

图3为研磨杆、导杆法兰和支撑座的安装后的剖视图。

图4为研磨杆与研磨接头连接示意图。

图5为研磨装置的示意图。

图6为研磨装置的可视化界面图。

图示标记：1、研磨盘，2、研磨接头，201、耳环，202、球窝，203、方形凸块，3、销轴，301、开口销，4、支撑座，5、导向杆，6、导杆法兰，7、调节螺母，8、紧定螺母，9、研磨平台，10、减速机，11、电动执行器，12、探筒，13、保持架，14、研磨电机，15、电机控制器，16、衬套，17、紧固螺钉，18、导向柱，19、研磨杆，1901、球头结构，1902、锥孔，1903、凸肩，1904、凸起，20、弹簧，21、位移传感器，22、推力轴承，23、阀门，24、夹具，25、作业台。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

如图1所示，本发明提供了一种阀门密封面自动化研磨装置，该研磨装置主要包括以下部分：控制机构、用于固定阀门的工件支撑机构、用于直接接触并研磨阀门密封面的研磨机构、用于对研磨机构施加作用力的研磨驱动机构、以及用于支撑研磨驱动机构的可升降研磨支撑机构。下面结合附图对各个部分的主要结构进行详细阐述。

〈可升降研磨支撑机构〉

请参考图1，可升降研磨支撑机构包括研磨平台9，研磨平台9由四根液压缸作为支腿，台面上设置有水平陀螺仪和若干根导向柱18，若干根导向柱18的顶端与一保持架13固定连接。水平陀螺仪可以辅助实现研磨平台9的快速调平；保持架13用于导向柱18的稳定安装，确保导向及运行平稳性。

具体地，研磨平台9的中心设有一通孔，用于安装研磨驱动机构。

优选地，四根液压缸构成四边形，能够对研磨平台9提供稳定支撑。

优选地，液压缸配备行程传感器，可以实现研磨平台9高度的测算，控制机构与液压缸和行程传感器电连接。

研磨平台9上设若干通孔，可根据实际情况，匹配不同速比的减速机10。

〈工件支撑机构〉

所述工件支撑机构包括可抽放地设于研磨平台9下方的作业台25以及设于作业台25上的夹具，所述夹具用于夹紧阀门23，作业台25可抽放设置便于目标工件的取放；本发明所选用的夹具为可替换型调节式夹具，可以根据阀门23状态及型号，选择合适夹具并调节锁紧。本发明所选夹具的具体结构属于现有技术，此处不再赘述。

〈研磨驱动机构〉

所述工件支撑机构包括减速机10、探筒12、研磨杆19、研磨电机14和压力调节组件。

减速机10通过紧固螺钉17固定于研磨平台9的通孔处，减速机10配备电动执行器，可以根据预先设置行程，反馈预压行程，进而转换为研磨压力信息。减速机10与竖向延伸的探筒12螺纹连接，通过减速机对探筒进行旋压能够调整探筒的高度。所述探筒12为圆筒结构，其顶端与研磨电机14螺栓连接，下端与压力调节组件相连接。探筒12外套于研磨杆19，研磨杆19顶端与研磨电机14滑键连接，使得研磨杆19沿轴线方向有一定的自适应调节量。探筒12的下端设有凸缘，研磨杆19的下部间隔设有凸起1904和凸肩1903，所述压力调节组件与凸缘和凸肩1903相配合。

如图2和图3所示，所述压力调节组件包括导杆法兰6、支撑座4、导向杆5、弹簧20、调节螺母7和紧定螺母8。所述导杆法兰6设于探筒12的下方，支撑座4设于导杆法兰6的下方。所述导杆法兰6包括第一导向筒段和设于其顶部的第一翻边段，支撑座4包括第二导向筒段和设于其底部的第二翻边段，探筒12的凸缘、导杆法兰6的第一翻边段和支撑座4的第二翻边段通过外部若干导向杆5连接，导向杆5通过自身限位台阶和螺母（调节螺母7和紧定螺母8）与探筒12和导杆法兰6稳定连接。导杆法兰6的第一导向筒段外穿弹簧20后嵌入支撑座4的第二导向筒段中，而后支撑座4通过推力轴承22顶紧研磨杆19，进而通过研磨接头2压紧研磨盘1。同时，在初始状态下，弹簧20有轻微的初始压缩量，保证支撑座4、探筒12和导杆法兰6的稳定连接。在研磨盘1接触阀门23后，由控制机构根据研磨对象所需研磨压力、弹簧参数，确定预压行程，最终由电动执行器11通过减速机10对探筒12进行旋压动作后，探筒12推动导杆法兰6下压弹簧20，促使弹簧20底部的支撑座4通过推力轴承22下压研磨杆19的凸肩1903，以使研磨杆19对研磨盘1施加目标压力，实现研磨盘1的压紧。导杆法兰6内部侧壁设置台阶，研磨杆19上的凸起1904与台阶相配合，防止非工作状态下研磨杆19的脱落。

优选地，第一导向筒段外壁上沿其轴向设有凸筋，第二导向筒段内壁上设有与凸筋相配合的凹槽，可使导杆法兰6沿轴线方向滑动，同时防止研磨杆19转动时扭曲弹簧20，能够实现导杆法兰6的稳定运行。

优选地，研磨电机14电连接有能够控制其转速的电机控制器15，所述电机控制器15与控制机构电连接。

优选地，探筒12上端部为法兰结构，法兰结构外侧有若干导向耳，每个耳环上均设置一个通孔，并于对应的导向柱18实现配合。探筒12通过导向柱18和保持架13进行稳定导向，实现升降辅助调节。探筒12外圆设置调节段，调节段（该段布置梯形等有自锁性质的螺纹）与减速机10螺纹连接。

减速机10可以实现探筒12（含研磨杆19）的升降调节，主要用于研磨预压力的调节。减速机10在研磨平台9高度调节不足时，通过驱动探筒12实现探筒12高度的调节，进而实现对研磨平台10高度的补偿调节。

导杆法兰6和支撑座4上配置有磁致伸缩等测量位移的位移传感器21，测量信息作为辅助信息，用于补充修正研磨压力信息。

优选地，研磨电机14可以选用无极调速的电机。

〈研磨机构〉

所述研磨机构包括研磨盘1和研磨接头2，研磨杆19下端与研磨接头2为锥孔铰链式连接，研磨接头2下端与研磨盘1活动连接。

具体地，如图4所示，研磨接头2底部设有方形凸块203，该方形凸块203可嵌入研磨盘1中心的方孔中，实现运动传递，研磨接头2上端设有两个方形结构的耳环201，两个耳环201之间设置球窝202；研磨杆19下端为球头结构1901，球头结构1901中心设置双向贯穿型的锥孔1902，该锥孔1902与研磨接头2的两个耳环201的通孔配合后穿入销轴3，实现铰接，并通过开口销301锁定，同时球头结构1901与研磨接头2的球窝202配合，实现研磨盘1的压紧和自适应调节功能。研磨杆19下端的球头结构1901与研磨接头2中的球窝202配合并压紧时，销轴3与锥孔1902为无接触状态。

当然，所述研磨杆19下端球头结构1901中心的双向贯穿型的锥孔1902也可以是球铰等具备调向功能的结构。

需要说明的是，该研磨装置可以通过更换研磨盘1及夹具，研磨机械密封中需要研磨的面类密封面。

如图5和图6所示，本发明中的阀门密封面研磨装置以控制机构作为指挥中心，可以接收各个检测设备信息，并根据实际需要，下达动作指令，最后由终端设备完成所需动作。研磨装置中的控制机构可以根据阀门研磨效果较好状态时所需的研磨压力，确定预压行程，由电动执行器11通过减速机10对探筒12进行旋压动作驱动探筒12下压压力调节组件，实现研磨预压力的给定。液压缸可以根据阀门大小自动调整研磨平台9的高度，同时研磨平台9配置水平陀螺仪，保证研磨平台9的水平度。当在条件受限情况下，控制机构可以通过电动执行器11驱动探筒12，实现探筒12高度的调节。为获得较好的研磨效果，研磨装置可以根据研磨预压力匹配相应的研磨速度，由控制机构通过电机控制器15实现驱动研磨电机14的变速调节。特别的，该研磨装置配备有可视化人机交互界面，使研磨参数可视化、数据化，同时可导出研磨全过程实时数据，为装置的优化提升、研磨效果评价提供便利。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非随本发明作任何形式上的限制。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。