ЭЛЕКТРОПРИВОД ЗАПОРНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2003 года по МПК F16K31/02 

Изобретение относится к области запорной арматуры и может быть использовано для управления запорными органами.

Известен электропривод запорного устройства, содержащий передаточный механизм и блок электропривода, включающий электродвигатель, зубчатую передачу, планетарные зубчатые передачи с центральным колесом и водилом с сателлитами (см. SU 496403 А. кл. 7 F 16 К 31/00, F 16 Н 21/06, 25.12.1975).

Недостатком указанного устройства является недостаточная точность и надежность контроля крайних положений запорного органа.

Техническим результатом изобретения является повышение точности и надежности контроля крайних положений запорного органа. Другим техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей электропривода запорного устройства за счет торможения входного вала блока электропривода, обеспечивающего необратимость передачи во всех промежуточных положениях запорного органа.

Технический результат достигается тем, что в известном устройстве, содержащем передаточный механизм и блок электропривода, включающий электродвигатель, зубчатую передачу, две последовательно соединенные планетарные зубчатые передачи с центральным колесом с сателлитами, причем центральное колесо первой передачи заторможено шариковым фиксатором, а водило второй передачи жестко связано с выходным валом блока электропривода, который передаточным механизмом связан с поворотным запорным органом, причем передаточный механизм выполнен по схеме кривошипно-коромыслового механизма, в котором роль коромысла выполняет поворотный запорный орган, кривошип жестко связан с выходным валом блока электропривода, шатун имеет упругость в продольном направлении, введенные упоры установлены таким образом, что угол поворота кривошипа между упорами превышает угол его поворота между мертвыми точками кривошипно-коромыслового механизма, центральное колесо первой планетарной передачи блока электропривода снабжено двумя кулачками с возможностью взаимодействия их с микропереключателями отключения электродвигателя в положении кривошипа на упоре, в передаточный механизм введен шариковый фиксатор, установленный с возможностью взаимодействия с кривошипом на упорах.

Второй технический результат достигается тем, что в предложенном устройстве применен электродвигатель постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов и с электрощетками, трением которых достигается необратимость передачи (при необходимости может быть введен тормоз трением), при этом электрощетки после выключения электродвигателя соединяются между собой через последовательно соединенные размыкающие контакты командных реле левого и правого вращения выходного вала блока электропривода, обеспечивая динамическое торможение электропривода в промежуточных положениях запорного органа.

Принцип действия предлагаемого устройства поясняется следующим описанием и приложенным к нему графическим материалом:
На фиг.1 приведена кинематическая схема заявляемого электропривода запорного устройства;
На фиг.2 - кинематическая схема прототипа электропривода запорного устройства;
На фиг.3 - электрическая принципиальная схема заявляемого электропривода запорного устройства.

Предложенный электропривод запорного устройства отличается от известного электропривода запорного устройства наличием упругого шарикового фиксатора 19, который при включении электродвигателя 1 удерживает вращение кривошипа 18 и жестко связанного с ним выходного вала 16 блока электропривода тормозным моментом, несколько превышающим остаточный момент на выходном валу 16 после отключения шарикового фиксатора 11 на упоре передаточного механизма. По опыту изготовления электропривода запорного устройства остаточный момент на выходном валу блока электропривода не превышает 30% от его номинального момента на валу 16 электропривода. Диск 10, жестко связанный с центральным колесом 3 планетарной передачи, в этот момент не удерживается фиксатором 11 и начинает вращаться до тех пор, пока шарики фиксатора 11 блока электропривода не попадут в гнезда диска 10. Диск 10 с центральным колесом 3 останавливается, начинает вращаться другое центральное колесо 4 планетарной передачи и далее через планетную передачу с центральными колесами 12,13 и сателлитами 15 вращение передается водилу 14 и жестко связанному с ним выходному валу блока электропривода 16, который, преодолевая действие фиксатора передаточного механизма 9, передает вращение кривошипу 18 и через шатун 21 запорному органу 22. После достижения запорным органом 22 основания 23 кривошип с шатуном продолжают движение и в момент прохождения мертвой точки механизма запорное усилие увеличивается до максимума за счет пружинных свойств шатуна 21, упругого в продольном направлении, при этом запорный орган 22 с необходимым усилием прижимается к основанию 23. После прохождения кривошипом 18 и шатуном 21 мертвой точки кривошип 18 попадает под действие фиксатора 19 и взаимодействует с соответствующим упором 20, обеспечивающим необратимость передаточного механизма после отключения электродвигателя 1. Выходной вал 16 блока электропривода останавливается, а диск 10 с центральным колесом 3 планетарной передачи, преодолевая действие фиксатора 11, поворачивается и своими кулачками 6 через рычаги 7 воздействует на соответствующий микропереключатель 8 (9), который отключает (через командное реле) электродвигатель.

Технико-экономическое преимущество введения в передаточный механизм шарикового фиксатора заключается в том, что при отсутствии фиксатора необходимо для защиты электропривода ввести дополнительные концевые выключатели, приводимые в действие непосредственно запорным органом. При этом трудно обеспечить выполнение надежной конструкции дополнительных концевых выключателей, так как запорный орган герметичного клапана (заслонка) находится снаружи кабины, а в воздуховоде недостаточно места для их размещения и не обеспечивается доступ для их замены и регулировки. Введение в передаточный механизм шарикового фиксатора, обеспечивающего взаимодействие с кривошипом на упорах, позволяет обеспечить достаточно точный и надежный контроль крайних положений запорного органа и защиту электропривода с помощью замыкающих контактов микропереключателей отключения электродвигателя, имеющихся в блоке электропривода, надежность работы и доступность регулировки которых обеспечена корпусом блока электропривода, а выдача сигнала контроля осуществляется через общий разъем питания и управления блока электропривода.

Технико-экономическое обоснование введения в блок электропривода электродвигателя постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов, а также командных реле правого и левого вращения выходного вала блока электропривода заключается в реализации требуемого уровня миниатюризации системы управления электроприводами запорных устройств, так как миниатюрные реле, которые удается разместить в корпусе блока электропривода, имеются только на напряжение ниже 36 В, а электродвигатели переменного тока на такое напряжение отсутствуют. Кроме того, в электродвигателе постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов легко осуществить динамическое торможение после отключения за счет замыкания его электрощеток через размыкающие контакты командных реле, соединенные последовательно. Наличие электрощеток иногда достаточно для обеспечения необратимости передачи блока электродвигателя, необходимой для фиксации промежуточных положений исполнительного запорно-регулировочного органа (клапана), например для регулировки температуры воздуха.

Изобретение относится к запорной арматуре и предназначено для управления запорными органами. Электропривод запорного устройства содержит передаточный механизм и блок электродвигателя. Блок электродвигателя включает электродвигатель, зубчатую передачу, две последовательно соединенные планетарные зубчатые передачи с центральным колесом и водилом с сателлитами. Центральное колесо первой передачи заторможено шариковым фиксатором. Водило второй передачи жестко связано с выходным валом блока электропривода. Выходной вал блока электропривода передаточным механизмом связан с поворотным запорным органом. Передаточный механизм выполнен по схеме кривошипно-коромыслового механизма. В нем роль коромысла выполняет поворотный запорный орган. Кривошип жестко связан с выходным валом блока электропривода. Шатун имеет упругость в продольном направлении. Введенные упоры установлены таким образом, что угол поворота кривошипа между упорами превышает угол его поворота между мертвыми точками кривошипно-коромыслового механизма. Центральное колесо первой планетарной передачи блока электропривода снабжено двумя кулачками с возможностью взаимодействия их с микропереключателями отключения электродвигателя в положении кривошипа на упоре. В передаточный механизм введен шариковый фиксатор. Последний установлен с возможностью взаимодействия с кривошипом на упорах. Изобретение направлено на повышение точности и надежности контроля крайних положений запорного органа. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электропривод запорного устройства, содержащий передаточный механизм и блок электродвигателя, включающий электродвигатель, зубчатую передачу, две последовательно соединенные планетарные зубчатые передачи с центральным колесом и водилом с сателлитами, причем центральное колесо первой передачи заторможено шариковым фиксатором, а водило второй передачи жестко связано с выходным валом блока электропривода, который передаточным механизмом связан с поворотным запорным органом, причем передаточный механизм выполнен по схеме кривошипно-коромыслового механизма, в котором роль коромысла выполняет поворотный запорный орган, кривошип жестко связан с выходным валом блока электропривода, шатун имеет упругость в продольном направлении, введенные упоры установлены таким образом, что угол поворота кривошипа между упорами превышает угол его поворота между мертвыми точками кривошипно-коромыслового механизма, центральное колесо первой планетарной передачи блока электропривода снабжено двумя кулачками с возможностью взаимодействия их с микропереключателями отключения электродвигателя в положении кривошипа на упоре, при этом в передаточный механизм введен шариковый фиксатор, установленный с возможностью взаимодействия с кривошипом на упорах.2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что в блок электропривода введен электродвигатель постоянного тока с постоянными магнитами и электрощетками, которые соединены между собой через последовательно соединенные размыкающие контакты командных реле левого и правого вращения выходного вала.3. Электропривод по п.2, отличающийся тем, что в блоке электропривода размещены командные реле левого и правого вращения выходного вала.