ПОВОРОТНЫЙ ПНЕВМОПРИВОД С РУЧНЫМ ДУБЛЕРОМ Российский патент 1995 года по МПК F16K31/14 

Изобретение относится к пневматическим исполнительным механизмам, которые предназначены для поворотных регулирующих органов, в частности для арматуры поворотного типа.

Известен двухпозиционный пневмодвигатель, содержащий два пневмоцилиндра с рейкой на штоке, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом [1]
Поворот колеса осуществляется подачей сжатого воздуха в полости пневмоцилиндра.

К недостаткам данного пневмопривода относится отсутствие ручного дублера. При прекращении подачи сжатого воздуха в полости пневмоцилиндра невозможно поддержание в рабочем режиме поворотного клапана, для которого используется пневмодвигатель.

За прототип принят поршневой механизм, содержащий пневмоцилиндр с поршнем, возвратную пружину и шток, находящийся в зацеплении с зубчатым колесом и контактирующий с валом ручного дублера [2]
Недостатком этого механизма является то, что, несмотря на наличие ручного дублера, при аварийном прекращении подачи управляющего газа происходит нарушение технологического процесса вследствие того, что под действием возвратной пружины рабочий орган арматуры возвращается в одно из крайних положений (открыто-закрыто).

Задача изобретения улучшить эксплуатационные характеристики за счет передачи вращения на зубчатое колесо от двух независимых движений штока.

Это достигается тем, что поворотный пневмопривод с ручным дублером, содержащий пневмоцилиндр с поршнем и шток, находящийся в зацеплении с зубчатым колесом и контактирующий с валом ручного дублера, снабжен тормозным устройством от осевых перемещений, выполненным, например, в виде цангового зажима, шток выполнен составным из двух частей, соединенных между собой с возможностью взаимного вращения, на одной из частей штока установлен цанговый зажим, а другая часть выполнена в виде взаимодействующего с зубчатым колесом червяка с осевым отверстием, при этом на внутренней поверхности осевого отверстия червяка и на наружной поверхности вала ручного дублера выполнены находящиеся в зацеплении между собой шлицы.

На чертеже представлен общий вид пневмопривода с ручным дублером для арматуры поворотного типа.

Пневмопривод состоит из двух пневмоцилиндров 1 и 2 с поршнями 3 и 4, образующими полости 5, 6 и 7, и штока 8, взаимодействующего с зубчатым колесом 9 и контактирующим с валом 10 ручного дублера 11, включающего маховик 12. Зубчатое колесо 9 жестко соединено с валом регулирующей арматуры поворотного типа (на чертеже не показано).

Шток 8 выполнен составным из двух частей (13 и 14), соединенных между собой с возможностью взаимного вращения посредством Т-образного соединения с упором в подпятник 13. Пневмопривод снабжен тормозным устройством, установленным на одной части 14 штока 8 и выполненным, например, в виде цангового зажима 15, сухари 16 которого установлены в пазах втулки 17. Внешняя поверхность сухарей 16 цангового зажима 15 выполнена конической и контактирует с внутренней конической поверхностью втулки 18, которая закреплена в поршне 4. Между поршнем 4 и стенкой корпуса 19 пневмоцилиндра установлена пружина 20. Другая часть штока 8 выполнена в виде червяка 21 с осевым отверстием. На внутренней поверхности осевого отверстия червяка 21 выполнены шлицы. Червяк 21 взаимодействует с зубчатым колесом 9. На наружной поверхности вала 10 ручного дублера 11 выполнены шлицы, посредством которых вал 10 находится в постоянном зацеплении с внутренними шлицами червяка.

Ручной дублер имеет указатель положения 22 и фиксатор 23.

Пневмопривод работает следующим образом.

При подаче управляющего газа в полости 6, 5 и 7 (обычно через позиционер двухстороннего действия на черт. не показано) поршень 4 сжимает пружину 20, перемещается вправо, цанговый зажим 15 растормаживает шток 8. Под действием управляющего давления в полостях 5 и 6 поршень 3 и шток 8 перемещаются поступательно, вращая зубчатое колесо 9 (и связанные с ним вал арматуры), как в обычной реечной передаче. При этом червяк 21 штока 8 свободно перемещается по шлицам вала 10 ручного дублера 11, удерживаемого от проворота фиксатором 23.

В случае аварийного прекращения подачи управляющего газа в полостях 5, 6 и 7 давление исчезает, под действием пружины 20 поршень 4 перемещается влево, втулка 18 охватывает сухари 16 цангового зажима 15 и прижимает их к штоку 8, тем самым стопорит (тормозит) шток 8 от осевого перемещения, при этом зубчатое колесо 9 и связанный с ним вал арматуры сохраняют положение, которое они занимали перед исчезновением управляющего давления. В схеме управления имеется кран (на чертеже не показан), с помощью которого можно принудительно сбросить управляющее давление и тем самым затормозить шток 8.

Дальнейшее регулирование арматурой осуществляется с помощью ручного дублера 11, принудительно растормаживаемого фиксатором 23.

Вращая маховик 12, происходит вращение вала 10 вместе с червяком 21 штока 8, находящихся в постоянном контакте посредством шлицев. Вращаясь, червяк 21 вращает зубчатое колесо 9, связанное с регулирующим органом поворотной арматуры.

В данном случае, т. е. при работе с помощью ручного дублера шток 8 работает как червяк.

Таким образом, в поворотном пневмоприводе ручного дублера шток 8 работает как червяк.

Таким образом, в поворотном пневмоприводе улучшены эксплуатационные характеристики перед известными конструкциями. Во-первых, при аварийном исчезновении или принудительном сбросе управляющего давления в пневмоприводе не происходит нарушение технологического режима, зубчатое колесо и связанный с ним вал арматуры за счет наличия тормозного устройства сохраняют положение, которое они занимали перед исчезновением давления в управляющих полостях. Во-вторых, составная конструкция штока с двумя независимыми движениями (поступательное движение, вращение) части штока, находящейся в зацеплении с зубчатым колесом, в сочетании с тормозом на поступательно перемещающейся части штока в пневмоприводе обеспечивают автоматическую работу от привода, а также постоянную готовность к работе ручного управления арматурой дублером привода.

Сущность: шток установлен с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом и контактирует с валом ручного дублера. Тормозное устройство от осевых перемещений выполнено в виде шлангового зажима. Шток выполнен составным из двух частей, соединенных между собой и возможностью взаимного вращения. На одной части штока установлен цанговый зажим, другая часть выполнена в виде взаимодействующего с зубчатым колесом червяка с осевым отверстием. На внутренней поверхности осевого отверстия и червяка и на наружной поверхности вала выполнены находящиеся в зацеплении между собой шлицы. Поршень и шток расположены в пневмоцилиндре. 1 ил.

ПОВОРОТНЫЙ ПНЕВМОПРИВОД С РУЧНЫМ ДУБЛЕРОМ, содержащий пневмоцилиндр с поршнем и шток, установленный с возможностью взаимодействия с зубчатым колесом и контактирующий с валом ручного дублера, отличающийся тем, что он снабжен тормозным устройством от осевых перемещений, выполненным, например, в виде цангового зажима, шток выполнен составным из двух частей, соединенных между собой с возможностью взаимного вращения, причем на одной из частей штока установлен цанговый зажим, а другая часть выполнена в виде взаимодействующего с зубчатым колесом червяка с осевым отверстием, при этом на внутренней поверхности осевого отверстия червяка и на наружной поверхности вала ручного дублера выполнены находящиеся в зацеплении между собой шлицы.