ПНЕВМОПРИВОД С РУЧНЫМ ДУБЛЕРОМ И ГИДРОДЕМПФЕРОМ Российский патент 1996 года по МПК F16K31/14 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве механизированного приводного устройства для управления трубопроводной арматуры с использованием энергии транспортируемой газообразной среды в комплексе с компактным дублирующим ручным приводным устройством.

Известен пневмопривод с ручным механическим дублером и гидродемпфером, который содержит корпус, в котором размещены лопастные пневмодвигатель и гидродемпфер, выполненные с общим ротором в виде диска и двусторонними на полшага смещенными на одной стороне диска относительно другой его стороны радиально-симметричными рабочими лопастями, с которым жестко соединен выходной вал пневмопривода. Корпус снабжен соосными цилиндрами, герметично изолирующими выходной вал от рабочих полостей пневмодвигателя и гидродемпфера.

Ручной механический дублер выполнен в виде двухступенчатого редуктора, выходной вал которого соединен с выходным валом пневмопривода посредством торцевой шлицевой полумуфты со свободным ходом на четверть оборота [1]
Условия эксплуатации арматуры на трубопроводах больших проходных сечений требуют установки на ней очень мощных комплексных приводных устройств с дублирующим ручным приводным устройством, позволяющим в установочном режиме или в аварийной ситуации произвести закрытие или открытие арматуры вручную.

Для обеспечения необходимой большой мощности по крутящему моменту механическое известное ручное дублирущее приводное устройство выполнено в виде двухступенчатого редуктора в комбинации гибкой цепной передачи его первой ступени с планетарной зубчатой (внутреннего зацепления) передачей второй ступени.

Но и в такой, наиболее оптимальной, кинематической схеме дублирующее ручное приводное устройство получилось достаточно массивным, габаритным и сложным. Задачей изобретения является повышение надежности в работе, снижение габаритов, металлоемкости и повышение эксплуатационных качеств пневмопривода.

Этот технический результат достигается тем, что в известном пневмоприводе с ручным дублером и гидродемпфером, содержащем размещенные в корпусе лопастной пневмодвигатель и лопастной гидродемпфер с рабочими полостями, выполненные с общим ротором в виде жестко соединенного с выходным валом пневмопривода и снабженного двусторонними радиально-симметричными рабочими лопастями, смещенными на полшага на одной стороне диска относительно другой его стороны, соосные цилиндры, герметично изолирующие выходной вал от рабочих полостей пневмодвигателя и гидродемпфера, при этом рабочие полости последнего соединены гидротрубопроводами с игольчатым дросселем, и ручной дублер, который выполнен в виде гидронасоса, рабочая полость которого через систему трубопроводов, клапан-переключатель с золотником и обратные клапаны соединена с рабочими полостями гидродемпфера и игольчатым дросселем, а на гидротрубопроводе установлен кран.

На фиг. 1 показана принципиальная кинематическая схема пневмопривода с ручным дублером и гидродемпфером; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 сечение Б-Б на фиг. 1.

Пневмопривод с ручным дублером и гидродемпфером содержит лопастной пневмодвигатель и гидродемпфер, смонтированные в одном корпусе, состоящем из нижнего присоединительного фланца 1, выполненного с жестко соединенными с ним радиально симметричными перемычками 2, внешнего цилиндра 3, внутренних цилиндров 4 и 5 и верхнего присоединительного фланца 6, выполненного с жестко соединенными с ним радиально-симметричными перемычками 7, смещенными по окружности на полшага относительно перемычек 2 нижнего присоединительного фланца 1.

Пневмодвигатель и гидродемпфер выполнены с общим ротором 8 в виде диска 9 с двусторонними на полшага смещенными по окружности на одной стороне относительно другой стороны радиально-симметричными рабочими лопастями 10 пневмодвигателя и 11 гидродемпфера (см. фиг. 2, 3). Диск 9 жестко соединен с выходным валом 12 пневмопривода и полумуфтой 13 с торцовыми радиально-симметричными шлицами 14 (см. фиг. 1), затянутыми гайкой 15 через упорный подшипник 16 и компенсирующей шайбой 17, определяющей величину установочного торцового зазора в подвижных соединениях диска 9 ротора 8 и нижнего присоединительного фланца 1. Компенсирующая шайба 18 определяет величину установочного торцового зазора в подвижных соединениях диска 9 ротора 8 и верхнего присоединительного фланца 6.

Нижним присоединительным фланцем 11 пневмопривод ставится на фланец 19 стойки трубопроводной арматуры (шарового крана, затвора, клапана). При этом его выходной вал 12 торцовыми шлицами 20 соединяется со шпинделем 21 арматуры.

Уплотнения подвижных и неподвижных рабочих поверхностей цилиндров 3, 4 и 5 диска 9 ротора, нижнего и верхнего присоединительных фланцев 1 и 6 осуществляются посредством уплотнительных колец 37 и 38 и 53.

Рабочие полости 39 пневмодвигателя пневмотрубопроводами 40 через известный распределительный узел управления соединяются с магистральным трубопроводом. Рабочие полости 41 гидродемпфера гидротрубопроводами 42 соединены с игольчатым дросселем 43, регулирующим скорость вращения диска 9 ротора посредством иглы 44, перемещаемой винтом 45. Одновременно гидродемпфер гасит свойственные пневмоприводам неравномерности движения диска 9 ротора 8.

Открытие трубопроводной арматуры (крана, затвора, клапана) при одностороннем давлении транспортируемой среды на запорный орган арматуры (не показан), когда на шпиндель 21 необходимо приложить максимальный расчетный крутящий момент, осуществляется посредством ручного дублера гидронасоса 50 с рукояткой 52.

При повороте шпинделя 21 трубопроводной арматуры на открытие или закрытие посредством пневмопривода используется энергия транспортируемой среды, которая из магистрального трубопровода под таким же давлением через известный блок управления и пневмотрубопроводы 40 подается в соответствующие симметрично расположенные рабочие полости 39 пневмодвигателя. При этом выходной вал 12 ротора 8 пневмопривода соединен со шпинделем 21 трубопроводной арматуры посредством торцовых шлиц 20. Для предотвращения свойственной пневмоприводам неравномерности скорости вращения ротора и регулирования в расчетных пределах скорости открывания и закрывания трубопроводной арматуры в системе предусмотрен встроенный гидродемпфер, ротор 8 которого является общим с ротором 8 пневмопривода и выполнен в виде диска 9, симметрично расположенные рабочие лопасти 11 которого на полшага смещены по окружности относительно рабочих лопастей 10 пневмопривода. Такое взаимное расположение рабочих лопастей 11 и 10 соответственно гидродемпфера и пневмопривода позволяет обеспечить более равномерную угловую нагрузку рабочего внешнего цилиндра 3 и значительно снизить его деформацию при работе и не допустить защемления диска 9 ротора 8. При этом угловая скорость диска 9 ротора и тем самым угловая скорость шпинделя 21 трубопроводной арматуры регулируется осевым перемещением иглы 44 гидродемпфера посредством вращения винта 45.

На фиг. 3 показана совокупная принципиальная кинематическая и гидравлическая схема ручного гидропривода с использованием гидродемпфера в качестве лопастного гидродвигателя.

Вращение ротора (выходного вала) пневмогидропривода в сторону на закрытие или в сторону на открытие трубопроводной арматуры посредством ручного дублера осуществляется при закрытом кране 55 работой ручного гидронасоса 50, рабочая полость которого через систему трубопроводов 42, 46, 47, клапан переключателя 48 с золотником 49 и обратные клапаны 51 соединена с рабочими полостями 41 и 54 гидродемпфера и игольчатым дросселем 43. При работе ручного гидронасоса 50 от рукоятки 52 рабочая среда (масло) перекачивается из рабочих полостей 41 в рабочие полости 54 гидродемпфера, как показано стрелками на фиг. 3. В этом случае лопасти 11 смещаются по часовой стрелке в крайнее положение. Направление перемещения лопастей 41 определяется положением золотника 49 клапана переключателя 48, устанавливаемого вручную в положение "закрыто" или "открыто".

Поворотом золотника 49 в положение "открыто" (обозначенное пунктирными линиями) рабочая среда насосом 50 будет перекачиваться из рабочих полостей 54 в полости 41, и лопасти 11 с ротором 12 сместятся против часовой стрелки в крайнее положение. При повороте золотника 49 клапана переключателя 48 в положение стрелкой на "0" (ручной гидронасос 50 отключается) и при открытом кране 55 гидродемпфер исполняет функцию гидродемпфера.

Исползование: для управления трубопроводной арматурой с применением энергии транспортируемой газообразной среды. Сущность изобретения: в корпусе размещены лопастной пневмодвигатель и лопастной гидродемпфер с рабочими лопастями, выполненные с общим ротором в виде диска, жестко соединенного с выходным валом пневмопривода и снабженного двусторонними радиально-симметричными рабочими лопастями, смещенными на полшага на одной стороне диска относительно другой его стороны. Соосные цилиндры герметично изолируют выходной вал от рабочих полостей пневмодвигателя и гидродемпфера. Рабочие полости последовательно соединены гидротрубопроводами с игольчатым дросселем. Ручной дублер выполнен в виде гидронасоса, рабочая полость которого через систему трубопроводов, клапан-преобразователь с золотником и обратным клапаном соединена с рабочими полостями гидродемпфера и игольчатым дросселем. На гидроприводе установлен кран. 3 ил.

ПНЕВМОПРИВОД С РУЧНЫМ ДУБЛЕРОМ И ГИДРОДЕМПФЕРОМ, содержащий размещенные в корпусе лопастной пневмодвигатель и лопастной гидродемпфер с рабочими полостями, выполненные с общим ротором в виде диска, жестко соединенного с выходным валом пневмопривода и снабженного двусторонними радиально-симметричными рабочими лопастями, смещенными на полшага на одной стороне диска относительно другой его стороны, соосные цилиндры, герметично изолирующие выходной вал от рабочих полостей пневмодвигателя и гидродемпфера, при этом рабочие полости последнего соединены гидротрубопроводами с игольчатым дросселем и ручной дублер, отличающийся тем, что ручной дублер выполнен в виде гидронасоса, рабочая полость которого через систему трубопроводов, клапан-переключатель с золотником и обратным клапаном соединена с рабочими полостями гидродемпфера и игольчатым дросселем, а на гидротрубопроводе установлен кран.