ЭЛЕКТРОПРИВОД ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ Российский патент 2001 года по МПК F16K31/05 

Изобретение относится к электромеханическим механизмам управления запорными устройствами и может быть использовано для изменения положения исполнительных органов запорной арматуры (задвижки, краны, заслонки и т.п.), установленных на трубопроводах.

Известен электропривод запорной арматуры, содержащий электродвигатель, редуктор, основной планетарный механизм с водилом, замыкающий планетарный механизм с водилом, червячную передачу ручного управления, муфту свободного хода и фрикционную муфту с механизмом размыкания. Водило замыкающего планетарного механизма выполнено с упорами, имеющими возможность контакта с механизмом размыкания фрикционной муфты. Муфта свободного хода и подвижные диски фрикционной муфты установлены с угловым зазором, причем между водилом замыкающего планетарного механизма и червячным колесом установлены упругие элементы, выполненные в виде пружин (см. свидетельство РФ на полезную модель N 9921 от 03.03.98 г., F 16 K 31/05).

Эта конструкция привода более удачна по сравнению с существующими, однако в нем затруднен переход с одной скорости на другую при заклиненной муфте свободного хода, т.к. угловой зазор между обоймой и фрикционными дисками должен быть всегда больше угловых зазоров между элементами кинематической цепи в запорной арматуре, которые невозможно определить заранее. Кроме того, нагрев дисков фрикционной муфты вследствие высокой скорости проскальзывания, обусловленной расположением ее на входном валу, а также сложность конструктивного исполнения подвижной опоры промежуточной шестерни замыкающей передачи с радиально расположенными в ней упругими элементами (пружинами) оказывают влияние на работу электропривода при его переключениях.

Перед авторами стояла задача создания электропривода запорной арматуры с автоматическим изменением скорости и устранения недостатков прототипа.

Это решено за счет того, что в электроприводе запорной арматуры, содержащем электродвигатель, редуктор, основной планетарный механизм с водилом, замыкающий планетарный механизм, червячную передачу ручного управления, муфту свободного хода и фрикционную муфту с механизмом управления, ось промежуточной шестерни замыкающего планетарного механизма установлена неподвижно, эпициклическое колесо замыкающего планетарного механизма соединено с обоймой муфты свободного хода через механизм управления фрикционной муфтой, а звездочка муфты свободного хода установлена на выходном валу основного планетарного механизма.

Заявляемый электропривод обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" для изобретения.

Заявляемый электропривод запорной арматуры, по мнению заявителя и авторов, соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежа, где приведен общий вид в разрезе.

Электропривод содержит электродвигатель 1, основной планетарный механизм, состоящий из шестерен 2 и 3, водила 4, шестерни 5; замыкающего планетарного механизма, состоящего из шестерни 6, промежуточной шестерни 7, эпициклического колеса 8 и оси 9; муфту свободного хода, состоящую из обоймы 10, роликов 11. управляющей вилки 12 и звездочки 13; фрикционную муфту, состоящую из неподвижных и подвижных дисков 14, стягивающих шпилек 15 и пружин 16; механизм управления, состоящий из шариков 17, дисков 18 с наклонными поверхностями и управляющих штифтов 19; редуктор 20, червячную передачу ручного управления, состоящую из шестерни 21, червяка 22 и штурвала 23.

Электропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии диски 14 фрикционной муфты сжаты пружинами 16, и она удерживает обойму 10 и эпициклическое колесо 8. Вследствие этого шестерня 5 неподвижна. При включении электродвигателя 1, если нет нагрузки на выходном валу электропривода, вращается шестерня 3, затем вращение передается на шестерню 2 и далее на водило 4. Водило 4 соединено с управляющей вилкой 12, которая размыкает муфту свободного хода и вращает звездочку 13, и далее вращение передается на входной вал редуктора 20. В этом случае работает основной планетарный механизм (шестерни 2, 3 и водило 4), а шестерня 5 неподвижна.

При увеличении нагрузки увеличивается усилие на шестерне 5 и оно передается через шестерни 6, 7 и 8 и далее на штифт 19, который через механизм управления размыкает фрикционную муфту, а эпициклическое колесо 8 вращает обойму 10, которая замыкается посредством роликов 11 со звездочкой 13. В этом случае основной планетарный механизм и замыкающий планетарный механизм превращаются в замкнутую планетарную передачу с большим передаточным отношением, при котором входной вал вращается с малой скоростью и большим моментом. При пуске в обратную сторону при наличии нагрузки на выходном валу, т. е. имеется нагрузка и на звездочке 13, звездочка 13 неподвижна и неподвижно водило 4. Тогда вращаются шестерни 2, 5, 6, 7 и эпициклическое колесо 8, которое выключает фрикционную муфту и вращает обойму 10 муфты свободного хода. Обойма 10 заклинивается роликами 11 со звездочкой 13, и основной планетарный механизм превращается в замкнутый с увеличенным крутящим моментом.

При уменьшении момента сопротивления на выходном валу происходит уменьшение усилия и в элементах основного планетарного механизма, в том числе и в эпициклическом колесе 8, и механизм управления включает фрикционную муфту. Муфта свободного хода расклинивается и замкнутая передача снова превращается в простую с функционированием основного планетарного механизма. Принятая схема привода обеспечивает работоспособность с любыми условиями нагружения и не зависит от зазоров в его кинематических цепях.

Заявленная конструкция может быть неоднократно воспроизведена на современном оборудовании и по современной технологии, применена для управления исполнительными органами запорной арматуры, например, на трубопроводах нефтяной, газовой и др. промышленности, что позволяет сделать вывод о соответствии ее критерию "применимость" для изобретения.

Электропривод запорной арматуры предназначен для изменения положения исполнительных органов запорной арматуры (задвижки, краны, заслонки и т.п.), установленных на трубопроводах. Электропривод запорной арматуры содержит электродвигатель 1, редуктор 2, основной планетарный механизм с водилом 4, замыкающий планетарный механизм, червячную передачу ручного управления, муфту свободного хода и фрикционную муфту с механизмом управления. Ось 9 промежуточной шестерни 7 замыкающего планетарного механизма установлена неподвижно. Эпициклическое колесо 8 замыкающего планетарного механизма соединено с обоймой 10 муфты свободного хода через механизм управления фрикционной муфтой. А звездочка 13 муфты свободного хода установлена на выходном валу основного планетарного механизма. Изобретение позволяет улучшить работу электропривода за счет повышения его надежности, обеспечить работоспособность с любыми условиями нагружения. 1 ил.

Электропривод запорной арматуры, содержащий электродвигатель, редуктор, основной планетарный механизм с водилом, замыкающий планетарный механизм, червячную передачу ручного управления, муфту свободного хода и фрикционную муфту с механизмом управления, отличающийся тем, что ось промежуточной шестерни замыкающего планетарного механизма установлена неподвижно, эпициклическое колесо замыкающего планетарного механизма соединено с обоймой муфты свободного хода через механизм управления фрикционной муфтой, а звездочка муфты свободного хода установлена на выходном валу основного планетарного механизма.