ПРИВОД ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЙ АРМАТУРЫ Российский патент 2003 года по МПК F16K31/44 

Изобретение относится к области механики и может быть использовано, в частности, в устройствах шаровых кранов, применяемых в гидравлических системах.

Известен шаровой кран, содержащий корпус и рукоятку управления (полезная модель RU 7165, F 16 К 5/06, 1998 г.). Недостатком данного устройства является невозможность обеспечения автоматизации управления краном.

Известен привод запорно-регулирующей арматуры РЮД, содержащий электропривод, устройство ручного перемещения и зубчатую передачу (полезная модель RU 5008, F 16 К 31/00, 1997 г.). Недостатком данного устройства является сложность конструкции, т.е. низкая технологичность.

Известен привод клапана с дифференциальной червячно-планетарной передачей, содержащий ручной вводной привод, электропривод и зубчатые передачи (заявка ФРГ, 3909150, F 16 К 31/05, 1989 г.). Недостатком данной конструкции также является низкая технологичность.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является кулисно-винтовой привод, содержащий шаровой кран в корпусе с круговым сектором, поворотный рычаг и концевые ограничители движения рычага (а. с. СССР 1548579, F 16 К 31/44, 1990 г.). Недостатком данного устройства является отсутствие автоматического управления.

Задача, решаемая изобретением, - автоматизация управления и повышение технологичности.

Указанная задача выполняется за счет того, что в приводе запорно-регулирующей арматуры, содержащем шаровой кран в корпусе с круговым сектором, установленным под поворотным рычагом, и ограничители движения рычага, в соответствии с изобретением круговой сектор выполнен в виде пластины, на торце сектора закреплена цепь, между торцом и цепью проложена эластичная прокладка, на конце поворотного рычага установлен электропривод с шестерней, входящей в зацепление с цепью, поворотный рычаг выполнен раздвижным, а ограничители движения рычага выполнены в виде концевых выключателей.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что при совокупном использовании шарового крана, кругового сектора в виде пластины с цепью на эластичной прокладке и электропривода на поворотном рычаге обеспечивается возможность дистанционного управления вращением рычага, т.е. автоматизация процесса, а раздвижной рычаг позволяет выводить шестерню из зацепления с цепью в случае отказа электродвигателя или другой нештатной ситуации и осуществление поворота ручным способом, при этом эластичная прокладка обеспечивает технологическую надежность зацепления шестерни с цепью при возврате рычага в исходное положение. Концевые выключатели отключают электропривод при достижении граничных положений - завершения цикла открыто - закрыто крана.

Предложенное техническое решение позволяет осуществить автоматизацию процесса с помощью электропривода малой мощности, что снижает металлоемкость, вес изделия, его стоимость, т.е. повышает технологичность. Это обусловлено тем, что для поворота крана применен механизм рычага, поэтому, используя однотипный малогабаритный электропривод, за счет изменения длины рычага, т.е. плеча и радиуса сектора пластины, можно изготавливать унифицированное устройство для шаровых кранов разного проходного диаметра, что повышает технологичность.

Предложенное техническое решение имеет следующие отличительные от прототипа признаки:
1. Выполнение кругового сектора в виде пластины упрощает конструкцию, т. е. позволяет установить ее на втулку крана, в которой вращается вал, тем самым приблизив ее к поворотному рычагу для обеспечения возможности зацепления с шестерней.

2. Установка цепи по торцу кругового сектора обеспечивает возможность зацепления с шестерней, т.е. создание передачи вращения.

3. Эластичная прокладка позволяет плотно прижать шестерню к цепи, что обеспечивает надежность зацепления при достаточно свободных размерных допусках изготовления деталей, т.е. компенсирует технологические погрешности.

4. Установка электропривода обеспечивает возможность автоматического управления поворотным рычагом.

5. Установка шестерни обеспечивает возможность движения (обегания) электропривода с рычагом по линии окружности сектора, т.е. открываниe-закрывание крана.

6. Выполнение поворотного рычага раздвижным обеспечивает возможность расстыковки шестерни с цепью для ручного поворота рычага в случае отказа электродвигателя или обесточивания электрической цепи.

7. Выполнение ограничителей движения рычага в виде концевых выключателей обеспечивает обесточивание электропривода и остановку движения рычага при достижении граничных положений.

На фиг.1 изображен общий вид устройства, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг.1 (вариант исполнения, когда стыковка направляющих раздвижного рычага выполнена по типу "ласточкин хвост", на фиг.4 - продольный разрез рычага (вариант, когда раздвигание рычага происходит вдоль продольных пазов, выполненных в сдвигаемой части рычага.

Привод запорно-регулирующей арматуры (фиг.1) содержит шаровой кран 1, круговой сектор, выполненный в виде пластины 2 и закрепленный на втулке 3 шарового крана 1, например, с помощью гайки. На торце пластины 2 закреплена стандартная роликовая или втулочная цепь 4. Цепь 4 крепится по краям с помощью винтов, штифтов, прижимов или любым другим известным способом. Между цепью 4 и торцом пластины 2 по всей длине проложена эластичная прокладка 5 (фиг. 1, 2), которая может быть поставлена на клей, или в паз, прорезанный в торце, или обжата накладками, закрепленными на пластине 2. Раздвижной поворотный рычаг состоит из неподвижной части 6 (фиг.1, 3, 4), жестко закрепленной на поворотном валу шарового крана 1 и сдвигаемой (вдоль продольной оси) части 7. Электропривод 8 закреплен, например, винтами, на сдвигаемой части 7 поворотного рычага. На валу электропривода 8 установлена шестерня 9, входящая в зацепление с цепью 4. Концевые выключатели 10 установлены по краям пластины 2 на высоте, обеспечивающей взаимодействие их с рычагом. Варианты установки и крепления типовых концевых выключателей зависят от их конструктивного исполнения.

Раздвигание поворотного рычага может быть осуществлено
1. По направляющим (фиг.3) в виде, например, "ласточкин хвост" или любого другого сечения. В этом варианте сдвигаемая и неподвижная части поворотного рычага лежат в одной плоскости.

2. Вдоль пазов (фиг.4), когда в одной из составных частей поворотного рычага, например, верхней, сдвигаемой части 7, прорезаны продольные пазы для болтов 11, а в другой, неподвижной части 6, выполнены резьбовые отверстия.

Привод запорно-регулирующей арматуры работает следующим образом. При подаче напряжения на электропривод 8 шестерня 9 начинает вращаться. За счет зацепления зубьев шестерни 9 за ролики цепи 4, установленной на пластине 2, вращающий момент электропривода 8 передается поворотному рычагу 6, 7, т.е. пластина 2 неподвижно закреплена на втулке 3 шарового крана 1. Рычаг начинает поворачиваться вместе с рабочим шаром крана. При подходе рычага к краю пластины 2 срабатывает концевой выключатель 10, напряжение снимается и электропривод останавливается. Вращение в обратную сторону начинается при смене полярности управляющего сигнала, стопорные болты 11 ослабляются (вариант 2 исполнения), подвижная часть 7 рычага сдвигается вдоль продольных пазов, прорезанных в нем, шестерня 9 выводится из зацепления с цепью 4 и поворот рычага в нужную сторону осуществляется ручным способом. После проведения регламентных или ремонтных работ шестерня 9 с небольшим усилием прижимается к цепи 4 и подвижная часть 7 рычага стопорится болтами 11. При этом эластичная прокладка 5, во-первых, обеспечивает плотность прилегания, т.е. надежность зацепления, а во-вторых, компенсирует технологически свободные допуски изготовления деталей и сборки устройства (перекосы, несоосности, биения и т.п. погрешности).

На фиг. 5 показано фото опытного образца устройства, изготовленного в производстве НКТП "Парсек" и прошедшего лабораторно-стендовые испытания.

В устройстве использованы следующие типовые узлы:
1. Электропривод 2110-3730611 ТУ 4161-001-32885767-93 (автоматический стеклоподъемник автомобиля ВАЗ 2110).

2. Приводная цепь по ГОСТ 13568-75.

3. Концевые выключатели типа МП 1105.

4. 2-дюймовый шаровой кран.

Зная рабочий момент вала электропривода и необходимое усилие для обеспечения поворота шара (для крана данного типа и проходного сечения), был произведен расчет необходимой длины рычага и, соответственно, расчитан радиус сектора пластины.

Применение значительного количества типовых узлов в конструкции заметно снизило стоимость устройства, упростило конструкцию, т.е. тоже обеспечило высокую технологичность.

Изобретение относится к механике и предназначено для управления шаровыми кранами, применяемыми в гидравлических системах. Привод запорно-регулирующей арматуры содержит шаровой кран. Шаровой кран размещен в корпусе с круговым сектором. Последний установлен под поворотным рычагом. Круговой сектор выполнен в виде пластины. На торце сектора закреплена цепь. Между торцом и цепью проложена эластичная прокладка. На конце поворотного рычага установлен электропривод с шестерней. Она входит в зацепление с цепью. Поворотный рычаг выполнен раздвижным. Ограничители движения рычага выполнены в виде концевых выключателей. Изобретение позволяет автоматизировать управление и повысить технологичность. 5 ил.

Привод запорно-регулирующей арматуры, содержащий шаровой кран в корпусе с круговым сектором, установленным под поворотным рычагом, и ограничители поворота рычага, отличающийся тем, что круговой сектор выполнен в виде пластины, на торце сектора закреплена цепь, между цепью и торцом проложена эластичная прокладка, на конце рычага установлен электропривод с шестерней, входящей в зацепление с цепью, поворотный рычаг выполнен раздвижным, а ограничители поворота рычага выполнены в виде концевых выключателей.