ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРИВОД ДЛЯ ШАРОВЫХ КРАНОВ ТРУБОПРОВОДОВ И ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2009 года по МПК F15B9/03 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области пневмомашиностроения, в частности к механизмам, предназначенным для осуществления перестановки (поворота) затворов шаровых кранов при дистанционном и местном управлении.

Предшествующий уровень техники

Известен пневматический привод с поршневым двигателем, содержащий пневмоцилиндры, поршни, поворотный механизм, конечные выключатели (см., например, А.Ф.Гуревич и др. Справочник по арматуре для газо- и нефтепроводов, Л., Недра, 1988 г., стр.346). Техническими недостатками этого привода являются: наличие второго рабочего тела (масла или специальной жидкости), наличие подвижных трущихся уплотнений (поршневых колец).

Известен пневматический привод со струйным двигателем, содержащий устройство ограничения движущего момента - электропневматическое управляющее устройство (патент РФ №2131065). Техническими недостатками этого привода являются сложность конструкции электропневматического устройства и сложность конструкции и недостаточно стабильная работа устройства ограничения движущего момента.

Известно электропневматическое устройство, содержащее взрывонепроницаемую камеру, электромагниты, пневмоклапаны, соединенные с электромагнитами механической передачей, размещенные на одной стороне базовой плиты с выполненными в ней каналами и закрытые общим кожухом (крышкой) (патент РФ №2131065). Техническими недостатками данного устройства являются сложность конструкции и трудность подвода электрокабеля к устройству.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей изобретения является создание пневматического привода для шаровых кранов трубопроводов, обладающего большей надежностью и упрощением эксплуатации. Эта задача решается тем, что пневматический привод, содержащий последовательно соединенные электропневматическое управляющее устройство, струйный двигатель, редуктор с ручным дублером, кулисно-винтовой поворотный механизм, включающий в себя ходовой винт, установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения, один конец которого связан с выходом редуктора, а второй связан с упругим элементом, установленным в корпусе поворотного механизма, причем ходовой винт через ходовую гайку подвижно связан с кулисой, выход которой жестко связан с выходным валом привода, устройство конечных выключателей, снабжен устройством ограничения максимальной величины движущего момента привода, вход которого соединен с ходовым винтом, а выход - со входами струйного двигателя.

Эта техническая задача решается также тем, что устройство ограничения максимального движущего момента выполнено в виде трехпозиционного золотника.

Эта техническая задача решается также тем, что электропневматическое устройство содержит базовую плиту, при этом взрывонепроницаемая камера с электромагнитами расположена с одной стороны, а а пневмоклапаны - с другой стороны плиты, при этом один электромагнит связан с одним пневмоклапаном, а второй электромагнит связан со вторым пневмоклапаном рычажной передачей, при этом в базовой плите выполнены каналы, соединяющие выход источника питания со входами пневмоклапанов и выходы пневмоклапанов со входами пневмодвигателя.

Эта техническая задача решается также тем, что выходы электропневматического управляющего устройства соединены со входами устройства регулирования давления газа, выходы которого соединены со входами пневмодвигателя.

Технический результат, достигаемый настоящим изобретением, состоит в следующем.

Повышение надежности привода достигается за счет того, что привод снабжен устройством ограничения максимальной величины движущего момента привода, вход которого соединен с ходовым винтом, а выход - со входами струйного двигателя.

Повышение надежности достигается также за счет того, что устройство ограничения максимального движущего момента выполнено в виде трехпозиционного золотника.

Применение устройства ограничения максимального движущего момента устраняет возможность недопустимых перегрузок в элементах привода в случае нарушения работы элементов как со стороны привода, так и со стороны арматуры.

Упрощение эксплуатации привода достигается за счет того, что электропневматическое управляющее устройство, содержащее взрывонепроницаемую камеру, электромагниты и превмоклапаны, содержит базовую плиту, при этом взрывонепроницаемая камера с электромагнитами расположена с одной стороны, а пневмоклапаны - с другой стороны плиты, при этом один электромагнит связан с одним пневмоклапаном, а второй электромагнит связан со вторым пневмоклапаном рычажной передачей, при этом в базовой плите выполнены каналы, соединяющие выход источника питания со входами пневмоклапанов и выходы пневмоклапанов со входами пневмодвигателя.

Упрощение эксплуатации привода достигается также за счет того, что выходы электропневматического устройства соединены со входами устройства регулирования давления газа, выходы которого соединены со входами пневмодвигателя.

В предложенной конструкции обеспечивается легкий доступ к пневмоклапанам и электромагнитам и возможность их быстрой замены, а также простота подвода электрокабеля к взрывонепроницаемой камере.

Изобретение поясняется далее описанием примера осуществления со ссылкой на чертежи, где изображены:

- на Фиг.1 - схема пневмопривода;

- на Фиг.2 - схема устройства ограничения максимального движущего момента привода;

- на Фиг.3 - схема электропневматического устройства управления;

- на Фиг.4 - проекция Фиг.3 по стрелке А.

Пневматический привод (Фиг.1) содержит последовательно соединенные электропневматическое управляющее устройство 1, включающее в себя электропневмоклапаны 3, 4, входы которых связаны с источником питания рабочим газом с давлением Р (на схеме не показан), а выходы - с устройством регулирования давления 5, содержащим регуляторы давления газа 7, 8, выходы которых связаны через устройство ограничения максимального движущего момента 10 со входами струйного пневмодвигателя 11, выход которого через редуктор 12 с ручным дублером 14 связан с кулисно-винтовым поворотным механизмом 16, включающим в себя ходовой винт 17, один конец которого связан с выходом редуктора 12, а второй - с упругим элементом 18, закрепленным в корпусе механизма 16, и через механическую передачу 19 с устройством 10. При этом ходовой винт 17 через ходовую гайку 20 подвижно связан с кулисой 21, выход которой жестко связан с выходным валом привода 23 и входным валиком 24 устройства конечных выключателей 25. Устройство 25 содержит постоянные магниты 27, 28, закрепленные на валике 24 и нормально замкнутые конечные выключатели 31, 32, включенные в цепь электромагнитов электропневмоклапанов 3, 4.

На Фиг.1 изображено также задающее устройство 34 с клеммами 35, 36, «ключом» 37 и плюсовой клеммой 38.

Устройство ограничения максимального движущего момента 10 (Фиг.1, 2) содержит корпус 40 с входными каналами 41, 42 и выходными 43, 44 и золотник 46, связанный через механическую передачу 19 с ходовым винтом 17.

Электропневматическое управляющее устройство (Фиг.3, 4) содержит базовую плиту 51, закрепленную на ней с одной стороны взрывонепроницаемую камеру 52 с крышкой 53 и входным каналом для электрокабеля 54. В камере 52 размещены электромагниты 55, 56 с толкателями 57. С другой стороны плиты 51 размещены пневмоклапаны 58, 59 с толкателями 61; при этом один электромагнит соединен подвижно рычагом с одним из пневмоклапанов, второй электромагнит - с другим пневмоклапаном. При этом камера 52 закрыта кожухом с дверцей 62, а пневмоклапаны закрыты легкосъемным кожухом 63.

Пневматический привод и электропневматическое управляющее устройство работают совместно следующим образом.

При поступлении через клемму 38 электрического сигнала на клемму 36 (как показано на Фиг.1) на поворот выходного вала 23, например на закрытие крана, электропневмоклапан 4 срабатывает и открывает доступ рабочему газу через пневмоклапан и регулятор давления газа 8 и устройство ограничения максимального движущего момента 10, например, через входной канал 41 (Фиг.2) в канал 43 и далее через левый вход в двигатель 11. Ротор двигателя начинает вращаться, это вращение передается через редуктор 12 на ходовой винт 17, при вращении которого ходовая гайка 20 перемещается вдоль оси винта и поворачивает кулису 21 и через нее выходной вал привода 23 и с ним затвор шарового крана (не показан). Одновременно поворачивается жестко связанный с выходным валом 23 валик 24, поворачивая закрепленные на нем электромагниты 27, 28 (в данном случае по часовой стрелке). При приходе выходного вала в новое крайнее положение кулиса 21 упирается в механический упор в корпусе поворотного механизма (не показан) и останавливается, а электромагнит 28 размыкает нормально замкнутый концевой выключатель 32, размыкая цепь электропневмоклапана 4. В результате клапан 4 закрывается, рабочий газ перестает поступать в двигатель 11.

При движении привода ходовой винт «опирается» на упругий элемент 18 (в ту или иную сторону в зависимости от направления движения), имеющий начальное поджатие. Если по какой-либо причине двигатель развивает момент, больший допустимого, происходит увеличение силы, действующей вдоль оси винта. В результате ходовой винт 17 перемещается вдоль своей оси и через механическую передачу 19 перемещает золотник 46 (в данном случае - влево). При этом поясок золотника 46 перекрывает канал 41, уменьшая поступление рабочего газа в двигатель, тем самым уменьшая движущий момент на выходном валу привода.

Для движения выходного вала привода в обратном направлении электрический сигнал должен быть подан на клемму 35.

Привод и устройство предназначены для запорно-регулирующей арматуры трубопроводов. Привод содержит последовательно соединенные электропневматическое управляющее устройство, струйный двигатель, редуктор с ручным дублером, кулисно-винтовой поворотный механизм, при этом привод снабжен устройством ограничения максимального движущего момента, связанным с ходовым винтом поворотного механизма, а электропневматическое управляющее устройство содержит базовую плиту с выполненными в ней каналами, при этом с одной стороны плиты размещена взрывонепроницаемая камера с электромагнитами, а с другой - пневмоклапаны, связанные с электромагнитами рычажной передачей. Технический результат - обеспечение экологичности привода. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Пневматический привод со струйным двигателем для шаровых кранов трубопроводов, содержащий последовательно соединенные электропневматическое управляющее устройство, струйный двигатель, редуктор с ручным дублером, кулисно-винтовой поворотный механизм, включающий в себя ходовой винт, установленный с возможностью ограниченного осевого перемещения, один конец которого связан с выходом редуктора, а второй связан с упругим элементом, установленным в корпусе поворотного механизма, причем ходовой винт через ходовую гайку подвижно связан с кулисой, выход которой жестко связан с выходным валом привода, устройство конечных выключателей, отличающийся тем, что привод снабжен устройством ограничения максимальной величины движущего момента привода, вход которого соединен с ходовым винтом, а выход - со входами струйного двигателя.

2. Пневматический привод по п.1, отличающийся тем, что устройство ограничения максимального движущего момента выполнено в виде трехпозиционного золотника.

3. Электропневматическое управляющее устройство, содержащее взрывонепроницаемую камеру, электромагниты и пневмоклапаны, отличающееся тем, что устройство содержит базовую плиту, при этом взрывонепроницаемая камера с электромагнитами расположена с одной стороны, а пневмоклапаны - с другой стороны плиты, при этом один электромагнит связан с одним пневмоклапаном, а второй электромагнит связан со вторым пневмоклапаном рычажной передачей, при этом в базовой плите выполнены каналы, соединяющие выход источника питания со входами пневмоклапанов и выходы пневмоклапанов со входами пневмодвигателя.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что его выходы соединены со входами устройства регулирования давления газа, выходы которого соединены со входами пневмодвигателя.