ПРИВОД ПОВОРОТНЫХ ЗАПОРНЫХ ОРГАНОВ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ Российский патент 1998 года по МПК F16K31/00 

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано для управления запорными органами арматуры, предназначенной для перекрытия трубопроводов большого диаметра.

Известен привод поворотных запорных органов трубопроводной арматуры, содержащий корпус, электродвигатель, редуктор, винтовую пару, кулису, закрепленную на приводном звене запорного элемента, причем электродвигатель через редуктор связан с винтом пары, а гайка снабжена пальцем, размещенным а пазу вилки кулисы [1].

Недостаток этого устройства заключается в том, что оно не может быть использовано для перекрытия трубопроводов большого диаметра, так как в этом случае во время закрывания-открывания запорного органа винт будет подвергаться воздействию больших изгибающих нагрузок, снижающих надежность работы устройства. Кроме того, при остановке гайки в крайних положениях будет происходить "затягивание винта".

Известен также привод поворотных запорных органов трубопроводной арматуры, содержащий корпус, пневмодвигатель, кулису, выполненную в виде двойной вилки и закрепленную в корпусе на двух опорах, ползун, расположенный между вилками и взаимодействующий через цапфы с поверхностью пазов вилок кулисы, при этом ползун связан со штоком пневмодвигателя, который подпружинен относительно корпуса [2].

Недостаток этого устройства заключается в том, что в нем для фиксации приводного звена в одном из крайних положений требуется все время поддерживать рабочее давление среды в полости пневмодвигателя.

Задачей изобретения является обеспечение работы винта винтовой пары в отсутствии боковых нагрузок как в процессе открывания-закрывания запорного элемента трубопровода, так и при остановках вращения винта.

Технический результат достигается тем, что привод поворотных запорных органов трубопроводной арматуры, содержащий корпус, двигатель, кулису, выполненную в виде двойной вилки и закрепленную в корпусе на двух опорах, ползун, размещенный между вилками кулисы и взаимодействующий через цапфы с поверхностью пазов вилок кулисы, согласно изобретению снабжен редуктором, винтовой парой и средствами торможения вращения винта при крайних положениях ползуна. Двигатель через редуктор связан с винтом винтовой пары, установленным в корпусе с возможностью вращения, а на внутренней поверхности корпуса оппозитно и симметрично относительно плоскости, проходящей через ось винта и параллельной оси поворота кулисы, выполнены два направляющих паза. Цапфы ползуна выполнены с возможностью взаимодействия с поверхностью направляющих пазов, при этом в ползуне выполнена цилиндрическая полость, ось которой перпендикулярна оси, вдоль которой расположены цапфы, и оси винта, а гайка винтовой пары выполнена в виде цилиндра, ось которого перпендикулярна ее разьбовому отверстию, и размещена с возможностью относительного поворота и образования осевого люфта в цилиндрической полости ползуна.

Целесообразно, чтобы средства торможения вращения винта при крайних положениях ползуна были выполнены в виде двух пар кулачков, установленных на противоположных сторонах ползуна, перпендикулярных оси винта, и пары ответных кулачков, установленных на обращенных к ползуну поверхностях шайб, закрепленных на каждом конце винта.

При таком выполнении привода на винт винтовой пары не действуют боковые усилия, так как за счет возможности ползуна поворачиваться относительно гайки вокруг оси, перпендикулярной оси винта, обеспечивается контакт обоих цапф с кулисой даже при наличии неточности изготовления ее пазов. Кроме того, за счет возможности ползуна перемещаться относительно гайки оси, перпендикулярной оси винта, и дополнительного взаимодействия цапф с направляющими пазами, выполненными в корпусе, боковые усилия, возникающие при повороте кулисы, воспринимаются корпусом, а не винтом.

Осевой люфт обеспечивает также остановку вращения винта в крайних положениях ползуна одновременно с помощью двух пар кулачков, что также позволяет исключать боковые усилия на винт при его остановках.

На фиг. 1 изображен общий вид привода поворотных запорных органов трубопроводной арматуры; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Привод поворотных запорных элементов трубопроводов содержит корпус 1, двигатель 2, редуктор 3, кулису 4, выполненную в виде двойной вилки (верхней 4' и нижней 4''), установленную в корпусе 1 на двух опорах и соединенную с приводным звеном запорного элемента, винт 5, установленный в корпусе 1 на подшипниках 6, ползун 7 с кулачками 8, установленными попарно на противоположных сторонах ползуна 7, которые перпендикулярны оси 9 винта 5, шайбы 10, жестко закрепленные на концах винта 5, снабженные кулачками 11, установленными попарно на поверхностях шайб 10, обращенных к ползуну 7, с возможностью взаимодействия с соответствующей парой кулачков 8 в положениях ползуна 7, соответствующих крайним положениям приводного звена запорного элемента трубопровода. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнены два направляющих паза 12, которые расположены оппозитно и симметрично относительно плоскости, проходящей через ось винта 5 и параллельной оси 13 поворота кулисы 4.

Ползун 7 расположен между верхней 4' и нижней 4'' вилками кулисы 4 и снабжен цапфами 14, взаимодействующими с боковыми поверхностями пазов вилок кулисы 4 и поверхностями пазов 12. Ползун 7 снабжен гайкой 15, размещенной в цилиндрической полости 16, выполненной в ползуне 7, причем ось цилиндрической полости 16 перпендикулярна оси винта 5. Гайка 15 выполнена в виде цилиндра, ось которого перпендикулярна резьбовому отверстию 17, а длина меньше длины цилиндрической полости 16, что обеспечивает относительный осевой люфт.

Привод поворотных запорных органов трубопроводной арматуры работает следующим образом.

При открывании или закрывании запорного органа включается двигатель 2 вращения, в качестве которого могут быть использованы электродвигатели, а также струйно-реактивные или турбинные двигатели, работающие от газа, перекачиваемого по трубопроводу. Вращение от двигателя 2 через редуктор 3 передается на винт 5, который соединен с выходным валом редуктора 3.

При вращении винта 5 гайка 15, а следовательно, и ползун 7 перемещаются из одного крайнего положения в другое, а кулиса 4 за счет взаимодействия боковых поверхностей пазов ее вилок с цапфами 14 ползуна 7 поворачивается на 90^o вокруг оси 13, переводя приводное звено запорного органа из одного крайнего положения в другое. Отключение двигателя 2 происходит по сигналу с соответствующего концевого выключателя (не показан). Чтобы не происходило затяжки винта при остановке ползуна 7 в крайних положениях, привод снабжен двумя шайбами 10, жестко закрепленными на концах винта 5 и снабженными кулачками 11, а ползун 7 - двумя парами кулачков 8, закрепленных попарно на противоположных сторонах ползуна 7. В результате взаимодействия кулачков 11 с соответствующей парой кулачков 8, закрепленных на ползуне 7, происходит (в крайних положениях) торможение вращения винта 5, а не торможение линейного перемещения ползуна 7, приводящее к затяжке винта. Благодаря относительному осевому люфту гайки 15 и ползуна 7, ползун 7, смещаясь в направлении, перпендикулярном оси винта 5, после контакта первого кулачка 11 с соответствующим кулачком 8, обеспечивает затем взаимодействие другого кулачка 11 той же пары с соответствующим ему кулачком 8. Таким образом, торможение вращения винта 5 происходит за счет взаимодействия не одной, а двух пар кулачков 8 и 11, при этом не возникает боковых усилий, действующих на винт 5.

Исключение боковых усилий, действующих на винт 5, обеспечивается, во-первых, тем, что цапфы 14 взаимодействуют не только с пазами вилок кулисы 4, но и с поверхностью направляющих пазов 12 и, во-вторых, тем, что гайка 15 и ползун 7 выполнены с возможностью относительного люфта в направлении, перпендикулярном оси винта 5. Действительно, боковые усилия, возникающие при взаимодействии цапф 14 с кулисой 4 воспринимаются корпусом 1, так как цапфы взаимодействуют также и с направляющими пазами 12, а ползун 7 имеет возможность смещаться относительно гайки 15 в направлении, перпендикулярном оси винта 5. Кроме того, ползун 7 может поворачиваться вокруг оси, перпендикулярной оси винта 5, компенсируя неточность изготовления пазов вилок 4' и 4'' кулисы. Иными словами, на винт 5 не будут действовать боковые усилия, обусловленные неточностью изготовления кулисы 4, а цапфы будут одновременно взаимодействовать с обоими вилками кулисы 4 даже, если при изготовлении кулисы была допущена неточность.

Использование: в арматуростроения для управления запорными органами арматуры в трубопроводах большого диаметра. Сущность изобретения: привод содержит корпус, двигатель вращения, связанный через редуктор с винтом винтовой пары, кулису, ползун и средства торможения вращения винта при крайних положениях ползуна. В корпусе выполнены два направляющих паза. Цапфы ползуна выполнены с возможностью взаимодействия с пазами вилок кулисы и пазами корпуса. В ползуне выполнена цилиндрическая полость, ось которой перпендикулярна оси расположения цапф и оси винта. Гайка винтовой пары выполнена в виде цилиндра с осью, перпендикулярной оси ее резьбового отверстия. Гайка размещена в полости ползуна с возможностью относительного поворота и образования осевого люфта. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Привод поворотных запорных органов трубопроводной арматуры, содержащий корпус, двигатель, кулису, выполненную в виде двойной вилки и закрепленную в корпусе на двух опорах, ползун, размещенный между вилками кулисы и взаимодействующий через цапфы с поверхностью пазов вилок кулисы, отличающийся тем, что он снабжен редуктором, винтовой парой и средствами торможения вращения винта при крайних положениях ползуна, при этом двигатель через редуктор связан с винтом винтовой пары, установленным в корпусе с возможностью вращения, а на внутренней поверхности корпуса оппозитно и симметрично относительно плоскости, проходящей через ось винта и параллельной оси поворота кулисы, выполнены два направляющих паза, причем цапфы ползуна выполнены с возможностью взаимодействия с поверхностью направляющих пазов, при этом в ползуне выполнена цилиндрическая полость, ось которой перпендикулярна оси, вдоль которой расположены цапфы, и оси винта, а гайка винтовой пары выполнена в виде цилиндра, ось которого перпендикулярна ее резьбовому отверстию, и размещена с возможностью относительного поворота и образования осевого люфта в цилиндрической полости ползуна. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что средства торможения вращения винта при крайних положениях ползуна выполнены в виде двух пар кулачков, установленных на противоположных сторонах ползуна, перпендикулярных оси винта, и пары ответных кулачков, установленных на обращенных к ползуну поверхностях шайб, закрепленных на каждом конце винта.