ЭЛЕКТРОПРИВОД С РУЧНЫМ ДУБЛЕРОМ Российский патент 2004 года по МПК F16K31/05 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в трубопроводном транспорте нефти, газа и других продуктов для управления запорной арматурой трубопроводов.

Известен электропривод [1] с ручным дублером, который содержит маховик, подпружиненный элемент, имеющий возможность осевого перемещения по наружным шлицам, выходной вал с двумя ведомыми шестернями, установленными свободно на выходном валу и соединенными с ним двусторонней муфтой, выполненной с возможностью перемещения по шлицам выходного вала под действием рычага, приводимого в движение подпружиненным элементом, перемещающимся в осевом направлении по валу ручного управления за счет криволинейных поверхностей кулачков, выполненных на торцевой поверхности вала маховика. При остановке электродвигателя вращением маховика переводят двустороннюю муфту в положение, при котором электродвигатель механически блокируют для безопасной работы с ручным дублером. Если электродвигатель снова начинает работать, то его подключение производят снятием физического усилия с маховика.

Недостатком устройства [1] является то, что при запуске электродвигателя не происходит автоматического отключения ручного дублера и переключения на электропривод.

Известен электропривод [2] с ручным дублером, принятый за прототип и содержащий корпус, снабженный криволинейными кулачками, мотор-редуктор с червячным колесом и червячным валом, ручной дублер, включающий маховик, кулачковый вал, соединяемый с маховиком с помощью фиксатора. Кулачки кулачкового вала ручного дублера сопрягаются с кулачками, выполненными на червячном валу редуктора. На червячном валу жестко установлена кулачковая муфта, а на ней установлено зубчатое колесо с возможностью осевого перемещения вдоль кулачкового вала. Зубчатое колесо входит в зацепление с шестерней электродвигателя. Кроме того, устройство [2] содержит возвратную пружину, установленную на червячном валу между опорой червячного вала и зубчатым колесом. На кулачковом валу ручного дублера выполнен бурт, охватывающий кулачковую муфту и взаимодействующий с торцевой поверхностью зубчатого колеса. При остановке электродвигателя ручной дублер подключают нажатием вниз кулачкового вала ручного дублера при помощи установленной на нем сверху кнопки. Положение кулачкового вала ручного дублера фиксируется с помощью фиксатора. Кулачки кулачкового вала ручного дублера и червячного вала редуктора сцепляются. Бурт кулачкового вала ручного дублера давит на зубчатое колесо, последнее перемещается вниз до соединения криволинейных кулачков зубчатого колеса с кулачками на корпусе и затормаживается. Возвратная пружина сжимается. При включении электродвигателя зубчатое колесо начинает вращаться. Его криволинейные кулачки расцепляются с кулачками корпуса. Возвратная пружина разжимается, зубчатое колесо перемещается вверх по червячному валу до соединения уже с прямолинейными внутренними кулачками зубчатого колеса с кулачками муфты, жестко установленной на червячном валу. Зубчатое колесо при своем движении вверх давит на бурт кулачкового вала ручного дублера и расцепляет кулачковое соединение между червячным валом редуктора и кулачковым валом ручного дублера. Недостатками устройства [2] являются большое количество кинематических связей и, следовательно, недостаточная надежность автоматического отключения ручного дублера при включении электродвигателя.

Задачей изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности электропривода с ручным дублером за счет выбора элементов устройства и оптимизации в нем кинематических связей.

Как и прототип, электропривод с ручным дублером содержит электродвигатель, редуктор, кулачковую муфту, установленную на входном валу редуктора, зубчатое колесо, размещенное на кулачковой муфте и приводимое во вращение от электродвигателя, маховик с валом, выполненным с возможностью соединения с входным валом редуктора, и фиксатор положения вала маховика.

В отличие от прототипа кулачковая муфта установлена с возможностью свободного вращения на входном валу редуктора и содержит две полумуфты, сопрягаемые торцевые поверхности которых снабжены криволинейными кулачками, причем одна полумуфта жестко соединена с зубчатым колесом, другая полумуфта установлена с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с торцевой поверхностью вала маховика, а также соединена шлицевым соединением с ограничителем ее осевого перемещения, жестко закрепленным на входном валу редуктора.

Электропривод может содержать блок электронного управления, взаимодействующий с зубчатым колесом.

Заявляемый электропривод с ручным дублером изображен на фиг. 1, 2, 3 со следующими обозначениями: 1 - входной вал редуктора, 2 - зубчатое колесо, 3 - маховик, 4 - вал маховика, 5 - фиксатор вала маховика, 6 - полумуфта, жестко соединенная с зубчатым колесом 2, 7 - полумуфта с возможностью осевого перемещения, 8 - криволинейные кулачки полумуфты 6, 9 - криволинейные кулачки полумуфты 7, 10 - ограничитель осевого перемещения полумуфты 7, 11 - блок электронного управления электроприводом, 12 и 13 - прямолинейные кулачки на валах 1 и 4 соответственно, 14 - шестерня, 15 - шестерня.

Электропривод; содержит электродвигатель (не указан) и редуктор. На входном валу 1 редуктора установлена кулачковая муфта, а на ней размещено зубчатое колесо 2, приводимое во вращение от электродвигателя.

Электропривод содержит также ручной дублер. Ручной дублер включает маховик 3, вал 4, выполненный с возможностью соединения с входным валом 1 редуктора, и фиксатор 5 положения вала 4 маховика 3.

Кулачковая муфта установлена на входном валу 1 редуктора с возможностью свободного вращения и включает две полумуфты 6 и 7. Сопрягаемые торцевые поверхности полумуфт 6 и 7 снабжены криволинейными кулачками 8 и 9 соответственно. Полумуфта 6 жестко соединена с зубчатым колесом 2. Полумуфта 7 установлена с возможностью осевого перемещения по входному валу 1 редуктора и взаимодействия с торцевой поверхностью вала 4 маховика 3. Полумуфта 7 соединена с ограничителем 10 ее осевого перемещения. Ограничитель 10 предотвращает расцепление полумуфты 7 с полумуфтой 6 и определяет высоту осевого перемещения полумуфты 7, а следовательно, необходимую для расцепления с входным валом 1 редуктора высоту подъема вала 4 маховика 3, с торцевой поверхностью которого взаимодействует полумуфта 7. Ограничитель 10 жестко закреплен на входном валу 1 редуктора.

Электропривод может также содержать блок 11 электронного управления, взаимодействующий с зубчатым колесом 2.

Устройство работает следующим образом. При включении электродвигателя зубчатое колесо 2 приводится во вращение. Зубчатое колесо 2 может приводится во вращение от электродвигателя, например, посредством шестерни 14, установленной на валу электродвигателя и находящейся в зацеплении с зубчатым колесом 2. Так как зубчатое колесо 2 жестко соединено с полумуфтой 6, то полумуфта 6 и сопрягаемая с ней с помощью криволинейных кулачков 8 и 9 полумуфта 7 начинают вращаться. Полумуфта 7 передает вращательное движение соединенному с ней шлицевым соединением ограничителю 10. Ограничитель 10 жестко закреплен на входном валу 1 редуктора и поэтому приводит входной вал 1 редуктора также во вращение. Редуктором может являться, например, волновой редуктор, редуктор с промежуточными телами качания, планетарная передача. При прекращении работы электродвигателя и необходимости использования ручного дублера сцепляют вал 4 маховика 3 с входным валом 1 редуктора, например, кулачками 12 и 13 на валу редуктора и на валу 4 маховика 3 соответственно. Для этого выводят вал 4 маховика 3 из положения, зафиксированного фиксатором 5, соответствующим нажатием на вал 4 при помощи маховика 3. При вращении маховика 3 через вал 4 обеспечивается передача вращения на входной вал 1 редуктора.

Автоматическое отключение ручного дублера происходит следующим образом. При включении электродвигателя приходит во вращение зубчатое колесо 2 вместе с жестко соединенной с ним полумуфтой 6. От вращения зубчатого колеса 2 с полумуфтой 6 происходит взаимный проворот полумуфт 6 и 7 относительно входного вала 1 редуктора. Вследствие взаимодействия криволинейных кулачков 8 и 9 полумуфта 7 смещается вверх вдоль оси входного вала 1 редуктора. Полумуфта 7 смещается в шлицевом соединении, связывающем ее с ограничителем 10, до упора шлицев полумуфты 7 в торцевую поверхность вала 4 маховика 3 и взаимодействует с торцевой поверхностью вала 4 маховика 3 так, что перемещает вал 4 маховика 3 вверх до расцепления вала 4 маховика 3 с входным валом 1 редуктора. Ручной дублер отключен. Фиксатор 5 фиксирует вал 4 маховика 3, удерживая ручной дублер в отключенном состоянии.

Если электропривод содержит блок 11 электронного управления, то устройство работает следующим образом. Зубчатое колесо 2 взаимодействует с блоком 11 электронного управления, например, через шестерню 15, установленную на входном валу блока 11 электронного управления. Таким образом обеспечивается обратная передача вращательного движения, созданного электродвигателем, на датчик положения выходного звена редуктора (датчик Холла), по сигналам которого в блоке электронного управления 11 формируется и подается на электродвигатель напряжение, соответствующее заданному алгоритму и параметрам движения выходного звена редуктора. При достижении выходным звеном редуктора заданного конечного или промежуточного положения происходит отключение электродвигателя. По сигналам датчика положения блока 11 электронного управления ведут также контроль текущего положения выходного звена редуктора и величины нагрузки на выходном звене редуктора с отключением электродвигателя при превышении заданной нагрузки. Контроль положения выходного звена редуктора во время работы привода с ручным дублером обеспечивается таким же образом за счет взаимодействия вращаемого от ручного дублера зубчатого колеса 2 с блоком 11 электронного управления. Блок 11 электронного управления взаимодействует с зубчатым колесом 2 и обеспечивает по сравнению с прототипом более надежный контроль за работой привода и за положением его выходного звена.

Таким образом, за счет оптимизации некоторых кинематических связей и элементов заявляемый электропривод с ручным дублером является более простым по сравнению с прототипом и в нем обеспечивается более высокая надежность и возможность контроля за его работой.

Источники информации

1. Авторское свидетельство №425013.

2. Авторское свидетельство №1421944.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано в трубопроводном транспорте нефти, газа и других продуктов для управления запорной арматурой трубопроводов. Электропривод содержит электродвигатель, редуктор, кулачковую муфту, установленную на входном валу редуктора, зубчатое колесо, размещенное на кулачковой муфте и приводимое во вращение от электродвигателя, маховик с валом, выполненным с возможностью соединения с входным валом редуктора, и фиксатор положения вала маховика. Кулачковая муфта установлена с возможностью свободного вращения на входном валу редуктора и содержит две полумуфты, сопрягаемые торцевые поверхности которых снабжены криволинейными кулачками, причем одна полумуфта жестко соединена с зубчатым колесом, другая полумуфта установлена с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с торцевой поверхностью вала маховика, а также соединена шлицевым соединением с ограничителем ее осевого перемещения, жестко закрепленным на входном валу редуктора. Изобретение повышает надежность электропривода с ручным дублером. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Электропривод с ручным дублером, содержащий электродвигатель, редуктор, кулачковую муфту, установленную на входном валу редуктора, зубчатое колесо, размещенное на кулачковой муфте и приводимое во вращение от электродвигателя, маховик с валом, выполненным с возможностью соединения с входным валом редуктора, и фиксатор положения вала маховика, отличающийся тем, что кулачковая муфта установлена с возможностью свободного вращения на входном валу редуктора и содержит две полумуфты, сопрягаемые торцевые поверхности которых снабжены криволинейными кулачками, причем одна полумуфта жестко соединена с зубчатым колесом, другая полумуфта установлена с возможностью осевого перемещения и взаимодействия с торцевой поверхностью вала маховика, а также соединена шлицевым соединением с ограничителем ее осевого перемещения, жестко закрепленным на входном валу редуктора.2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что он содержит блок электронного управления, взаимодействующий с зубчатым колесом.