ЭЛЕКТРОПРИВОД ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ Российский патент 2003 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 (прототип устройство по RU 9921 U1, кл. F 16 К 31/05, 16.05.1999).

Недостатком этой конструкции являются сложность конструктивного исполнения подвижной опоры промежуточной шестерни замыкающей передачи с радиально расположенными в ней упругими элементами, а также ненадежность работы ручного дублера, зависящей от самоторможения планетарной передачи.

Перед авторами стояла задача создания электропривода запорной арматуры с автоматическим изменением скорости и с возможностью точной установки момента переключения скорости вне зависимости от состояния фрикционной муфты, а также уменьшить гистерезис переключения скорости.

Это решено за счет того, что в электроприводе запорной арматуры, содержащем электродвигатель, червячный редуктор, планетарный механизм, муфту свободного хода, фрикционную муфту, червяк выполнен подвижным в осевом направлении и зафиксирован в первоначальном положении упругим элементом, один конец штока управляющей фрикционной муфтой соединен с червяком, а на втором конце выполнена проточка, в которой расположены тела качения, воздействующие на шайбы, размыкающие фрикционную муфту.

При этом упругий элемент выполнен в виде пружины.

Тело качения выполнено в виде шарика.

Тело качения выполнено в виде ролика.

Осевое усилие, возникающее на червяке редуктора, точно соответствует изменению крутящего момента на выходе червячного редуктора и в несколько раз превышает усилие пружин, сжимающих диски фрикционной муфты. Вследствие этого точность поджатия дисков фрикционной муфты некритична, а точность переключения определяется усилием поджатия пружины, установленной на червяке.

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 автора, 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 его общий вид в разрезе.

Электропривод содержит электродвигатель 1, цилиндрическую зубчатую передачу 2, планетарную передачу, состоящую из водила 3, сателлитов 4, тормозного колеса 5 и солнечного колеса 6, которое выполнено заодно с вилкой свободного хода, которая включает обойму 7, ролики 8, звездочку 9, фрикционную муфту, состоящую из дисков 10, пружин 11, штока 12, тел качения 13 (шариков или роликов), разжимных шайб 14, червячный редуктор с червяком 15, пружиной 16 и червячным колесом 17, для ручного управления электроприводом запорной арматуры предусмотрен штурвал 18.

Электропривод работает следующим образом.

В исходном состоянии диски 10 фрикционной муфты сжаты пружинами 11 для обеспечения номинального момента на тормозном колесе 5 планетарного редуктора. Вращение от электродвигателя 1 передается через зубчатую цилиндрическую передачу 2 на водило 3 планетарной передачи. Тормозное колесо удерживается фрикционной муфтой, вращение с планетарного редуктора передается на вилку муфты свободного хода, которая расклинивает муфту свободного хода и вращение передается на звездочку 9 и далее на червяк 15 и червячное колесо 17.

При увеличении крутящего момента на червячном колесе 17 растет осевое усилие на червяке 15. При достижении усилия на червяке 15 больше, чем усилие поджатой пружины 16, червяк 15 смещается и шток 12, связанный с червяком 15, также смещается и через наклонные поверхности проточки надавливает на тела качения 13 (шарики или ролики), которые движутся по наклонным поверхностям разжимных шайб 14, и происходит размыкание фрикционных дисков 10. Обойма 7 муфты свободного хода замыкается на звездочку 9 и все звенья планетарного механизма вращаются с одной скоростью, т.е. происходит изменение передаточного отношения.

При уменьшении момента на выходном валу электропривода червяк 15 под действием пружины 16 смещается в первоначальное положение, фрикционная муфта замыкается, происходит остановка обоймы 7 муфты свободного хода и солнечное колесо 6 вращается с высокой скоростью.

Гистерезис момента переключения планетарного механизма обусловлен, в основном, трением в опорных поверхностях подвижного червяка 15.

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

Изобретение относится к электроприводам запорной арматуры и предназначено для управления исполнительными органами на трубопроводах. Электропривод запорной арматуры содержит электродвигатель, червячный редуктор, планетарный механизм, муфту свободного хода и фрикционную муфту. При этом червяк выполнен подвижным в осевом направлении и зафиксирован в первоначальном положении упругим элементом. Один конец штока, управляющего фрикционной муфтой, соединен с червяком, а на втором конце штока выполнена проточка, в которой расположены тела качения. Тела качения воздействуют на шайбы, размыкающие фрикционную муфту. Изобретение позволяет улучшить работу электропривода за счет повышения надежности при изменении условий эксплуатации исполнительных органов арматуры, значительно отличающихся от номинальных. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электропривод запорной арматуры, содержащий электродвигатель, червячный редуктор, планетарный механизм, муфту свободного хода, фрикционную муфту, отличающийся тем, что червяк выполнен подвижным в осевом направлении и зафиксирован в первоначальном положении упругим элементом, один конец штока, управляющего фрикционной муфтой, соединен с червяком, а на втором конце штока выполнена проточка, в которой расположены тела качения, воздействующие на шайбы, размыкающие фрикционную муфту. 2. Электропривод запорной арматуры по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде пружины. 3. Электропривод запорной арматуры по п.1, отличающийся тем, что тела качения выполнены в виде шариков. 4. Электропривод запорной арматуры по п.1, отличающийся тем, что тела качения выполнены в виде роликов.