ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПНЕВМОГИДРОПРИВОДОВ ШАРОВЫХ КРАНОВ Российский патент 2002 года по МПК F15B9/03 

Устройство предназначено для дистанционного и местного управления пневматическими и пневмогидравлическими приводами запорно-регулирующей арматуры газо-нефте-продуктопроводов и, в частности, приводами шаровых кранов газопроводов.

Устройство содержит пневмоклапаны, входы которых связаны с источником рабочей среды под давлением, а выходы - с выходными каналами устройства, электромагниты, механически связанные с пневмоклапанами, герконно-магнитные конечные выключатели, электромагниты и герконы конечных выключателей размещены в одной взрывозащитной камере, а подвижные постоянные магниты размещены снаружи взрывозащитной камеры, при этом каждый магнит связан с входным элементом устройства с помощью ускоряющей двухступенчатой рычажной передачи, рычаги которой подпружинены.

Известен блок управления типа ЭПУУ-4, предназначенный для управления пневмогидроприводами шаровых кранов ([1], стр. 402). ЭПУУ-4 содержит корпус, пневмоклапаны, входы которых механически, подвижно связаны с якорями электромагнитов, герконы, включенные в цепь питания электромагнитов.

Техническими недостатками данного блока являются сложность конструкции, трудность обслуживания и необходимость для управления приводом установки дополнительного блока конечных выключателей, что существенно усложняет конструкцию всей системы управления приводом и ее эксплуатацию.

Известен узел управления ЭПУУ-7, предназначенный для дистанционного и местного (ручного) управления операциями по открытию и закрытию кранов D_у 50-150 мм на давление рабочей среды до 10 МПа с одновременной сигнализацией крайних положений запорного органа [2]. ЭПУУ-7 содержит корпус, пневмоклапаны, механически, подвижно связанные с якорями электромагнитов, герконы, включенные в цепь питания электромагнитов, постоянные магниты, механически связанные с входным элементом ЭПУУ-7.

Техническими недостатками данного узла управления является сложность конструкции и эксплуатации из-за наличия трех взрывозащитных камер, сложность настройки и регулировки конечных выключателей из-за трудности доступа к ним и, недостаточная точность работы конечных выключателей, связанная с большой величиной гистерезиса герконов, что приводит к потере информации о положении пробки шарового крана, особенно в момент начала движения.

Целью данного изобретения является создание электропневматического управляющего устройства, обладающего большей надежностью и точностью работы, большей простотой конструкции, удобством настройки и регулирования.

Эта техническая задача решается согласно изобретению за счет того, что электромагниты и герконы конечных выключателей размещены в одной взрывозащитной камере, а подвижные постоянные магниты размещены снаружи взрывозащитной камеры, при этом каждый магнит связан с входным элементом устройства с помощью ускоряющей двухступенчатой рычажной передачи, рычаги которой подпружинены, при этом каждый рычаг рычажной передачи снабжен регулировочным винтом.

Сущность изобретения заключается в том, что в электропневматическом управляющем устройстве, содержащем пневмоклапаны, входы которых связаны с источником рабочей среды под давлением, а выходы - с выходными каналами устройства, электромагниты, механически связанные с пневмоклапанами, герконно-магнитные конечные выключатели, электромагниты и герконы конечных выключателей размещены в одной взрывозащитной камере, а подвижные постоянные магниты размещены снаружи взрывозащитной камеры, при этом каждый магнит связан с входным элементом устройства с помощью ускоряющей двухступенчатой рычажной передачи, рычаги которой подпружинены, а каждый рычаг рычажной передачи снабжен регулировочным винтом.

Причинно-следственная связь между достигаемым научно-техническим результатом и совокупностью признаков.

Повышение надежности и упрощение конструкции достигается за счет того, что электромагниты и герконы конечных выключателей размещены в одной взрывозащитной камере, а подвижные постоянные магниты размещены снаружи взрывозащитной камеры.

Повышение точности работы конечных выключателей достигается за счет того, что каждый магнит связан с входным элементом устройства с помощью ускоряющей двухступенчатой рычажной передачи, рычаги которой подпружинены.

Упрощение настройки и регулирования достигается за счет того, что каждый рычаг рычажной передачи снабжен регулировочным винтом и удобного доступа к ним.

На фиг. 1 приведена схема электропневматического управляющего устройства совместно с пневмоцилиндром.

На фиг. 2 приведена конструктивная схема электропневматического управляющего устройства.

На фиг. 3 представлен вид по ВВ на фиг. 2 (упрощенно).

На фиг. 4 представлена схема электропневматического управляющего устройства с рычажной передачей по второму варианту.

На фиг. 5 представлена конструктивная схема электропневматического управляющего устройства с рычажной передачей, выполненной по второму варианту.

На фиг. 6 представлена схема взаимодействия центрального рычага с поводком и рычагами магнитов.

Электропневматическое управляющее устройство (фиг. 1) содержит пневмоклананы 1, 2, входы которых связаны с источником рабочей среды под давлением (на фиг. не показан), а выходы - с выходными каналами 3, 4 устройства; электромагниты 5, 6, размещенные во взрывозащитной камере 8 (фиг. 2) и механически, через толкатели 9, 10 и рычаги 11, 12, связанные с пневмоклапанами 1, 2; конечные выключатели, содержащие расположенные во взрывозащитной камере герконы 14, 15, постоянные магниты 16, 17, укрепленные на концах подпружиненных рычагов 18, 19, ускоряющей двухступенчатой рычажной передачи, включающей и себя также подпружиненные рычаги 21, 22 (фиг. 3), контактирующие с входным элементом 23 устройства; при этом входной элемент 23 жестко соединен с поршнем 24 пневмоцилиндра 25 пневмопривода, причем выходные каналы 3, 4 устройства соединены с полостями пневмоцилиндра соответственно.

Устройство содержит также регулировочные винты 26, 27, 28, 29 с винтовыми фиксаторами (не обозначены). На фиг. 1 показаны также сигнальные лампы 31, 32 и задатчик 33, не входящие в состав устройства, а также обозначено давление Р источника рабочей среды.

Во втором варианте (фиг. 4, 5) двухступенчатая рычажная передача выполнена в виде двух рычагов 18, 19, подпружиненных пружиной 36, и центрального рычага 38, подвижно соединенного с входным элементом 23, выполненным в виде скобы.

Электропневматическое управляющее устройство работает следующим образом. Пусть поршень привода 24 со штоком находится в крайнем, например, левом положении (фиг. 1). При этом под действием магнита 16 контакты геркона 14 цепи электромагнита 6 пневмоклапана 1 разомкнуты и клапан закрыт. При этом цепь лампы 32 замкнута, лампа горит и сигнализирует о положении штока привода и объекта управления (на фиг. не показан). В то же время контакты геркона 15 в цепи электромагнита 5 замкнуты и цепь подготовлена к работе, а цепь лампы 31 разомкнута.

При замыкании ключа задатчика 33 на контакт "а", по цепи электромагнита 5 потечет ток, пневмоклапан 2 откроется и сжатый газ (рабочая среда) потечет через патрубок 3 в левую полость пневмоцилиндра 25. В результате поршень начнет перемещаться вправо, перемещая связанный со штоком объект управления. При этом входной элемент 23 устройства также будет перемещаться вправо, причем рычаг 21 под действием пружины будет поворачиваться против часовой стрелки, а рычаг 18 под действием своей пружины будет поворачиваться по часовой стрелке. При этом в вследствие большого передаточного числа ускоряющей рычажной передачи даже при небольшом перемещении поршня магнит 16 отойдет от геркона 14 на достаточно большое расстояние, контакты геркона 14 вернутся в исходное положение, разомкнув цепь лампы 32 и замкнув цепь электромагнита 6. Лампа 32 погаснет, что даст сигнал о начале движения привода.

При подходе привода ко второму крайнему положению на достаточно малое расстояние входной элемент 23 повернет рычаг 22 и через него рычаг 19 с магнитом 17, который, приблизившись к геркону 15 разомкнет цепь сигнальной лампы 31. В результате пневмоклапан 2 закроется, перекрыв подачу сжатого газа в пневмоцилиндр и поршень остановится.

Для движения в обратную сторону необходимо перебросить ключ задатчика 33 на контакт "в" и работа устройства и привода будет происходить аналогичным образом.

Для местного управления приводом служат рычаги 11, 12, при нажатии на которые открываются, соответственно, пневмоклапаны 1 или 2.

При втором варианте выполнения рычажной передачи при подходе поршня к крайнему положению входной элемент 23 поворачивает рычаг 38, который своим вторым концом воздействует на рычаг 22, который, поворачиваясь, перемещает магнит 17, в результате размыкается геркон 15 цепи электромагнита 5. При движении поршня в противоположном направлении рычаг 38 поворачивает рычаг 21 с магнитом 16, при этом размыкается геркон 14 в цепи электромагнита 6.

Источники информации
1. Д. Ф. Гуревич, О.Н. Заринский, Ю.К. Кузьмин. Справочник по арматуре для газо- и нефтепроводов. Ленинград: "Недра". Ленинградское отделение. 1988 г.

2. Узел управления ЭПУУ-7. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. АСА2.556.088ТО. РАО "Газпром". Фирма "Калининградгазавтоматика". Узел управления УПУУ-7 и инструкция по эксплуатации. Калининград. 1996 г.

Устройство предназначено для дистанционного и местного управления пневматическими и пневмогидравлическими поршневыми приводами шаровых кранов. В электропневматическом управляющем устройстве, содержащем пневмоклапаны, входы которых связаны с источником рабочей среды под давлением, а выходы - с выходными каналами устройства, электромагниты, механически связанные с пневмоклапанами, герконно-магнитные конечные выключатели, электромагниты и герконы конечных выключателей размещены в одной взрывозащитной камере, а подвижные постоянные магниты размещены снаружи взрывозащитной камеры, при этом каждый магнит связан с входным элементом устройства с помощью ускоряющей двухступенчатой рычажной передачи, рычаги которой подпружинены. Технический результат - повышение надежности. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электропневматическое управляющее устройство, содержащее пневмоклапаны, входы которых связаны с источником рабочей среды под давлением, а выходы - с выходными каналами устройства, электромагниты, механически связанные с пневмоклапанами, герконно-магнитные конечные выключатели, отличающееся тем, что электромагниты и герконы конечных выключателей размещены в одной взрывозащитной камере, а подвижные постоянные магниты размещены снаружи взрывозащитной камеры, при этом каждый магнит связан с входным элементом устройства с помощью ускоряющей двухступенчатой рычажной передачи, рычаги которой подпружинены. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый рычаг рычажной передачи снабжен регулировочным винтом.