ЭЛЕКТРОПРИВОД ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ Российский патент 2011 года по МПК F16K31/04 F16K31/53 

Описание патента на изобретение RU2419018C1

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может применяться для изменения положения исполнительных органов запорной арматуры (задвижки, краны, заслонки и т.п.).

Известен электропривод запорной арматуры (Пат. 2170871 RU, МПК7 F16K 31/05, опубл. 2001.07.20).

Он содержит электродвигатель, редуктор, основной планетарный механизм с водилом, замыкающий планетарный механизм, червячную передачу ручного управления, муфту свободного хода и фрикционную муфту с механизмом управления. Ось промежуточной шестерни замыкающего планетарного механизма установлена неподвижно. Эпициклическое колесо замыкающего планетарного механизма соединено с обоймой муфты свободного хода через механизм управления фрикционной муфтой. А звездочка муфты свободного хода установлена на выходном валу основного планетарного механизма.

Известный электропривод запорной арматуры обеспечивает работоспособность с любыми условиями нагружения.

Недостатком данного электропривода запорной арматуры является наличие планетарного механизма, который имеет повышенные габариты и массу при реализации больших передаточных отношений, особые требования при сборке, высокую стоимость изготовления и эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому решению является электропривод к задвижкам трубопроводов (Пат. 2218504, МПК F16K 31/50, опубл. 2003.12.10), содержащий электродвигатель, редуктор с зубчатыми и червячными передачами, планетарной передачей и механизм управления, выключающий электродвигатель при конечных положениях запорного органа задвижки и ограничивающий величину вращающего момента с помощью тарельчатых пружин. Планетарная передача расположена в кинематической цепи между червячными передачами основного и ручного приводов соосно с полым сквозным приводным валом, проходящим через червячное колесо основной червячной передачи.

Данная конструкция электропривода позволяет передавать вращающий момент на приводной вал несколькими одинаковыми потоками мощности при уменьшении габаритов привода, однако наличие двух пар червячных передач приводит к значительному снижению коэффициента полезного действия электропривода и малой нагрузочной способности ввиду скольжения элементов червячной пары.

Задача изобретения - возможность использования в приводной части запорной арматуры цилиндрических передач путем применения редуктора, обладающего высокой нагрузочной способностью.

Технический результат - расширение кинематических возможностей привода запорной арматуры, а именно снижение частоты вращения вала электродвигателя для подъема шибера задвижки при малых габаритах и массе привода.

Указанный технический результат достигается тем, что в электроприводе запорной арматуры, содержащей реверсивный электродвигатель, выдвижной шпиндель, соединенный с шибером задвижки, расположенный между электродвигателем и выдвижным шпинделем редуктор, состоящий из корпуса, приводного эксцентрикового вала, конической двухвенцовой шестерни, конического колеса, конической муфты, выходного полого вала, обеспечивающего соосность с выдвижным шпинделем, таким образом, что коническое колесо соединено с корпусом и сопряжено с венцом двухвенцовой шестерни, а коническая муфта соединена с выходным полым валом, в нижней части которого закреплена ходовая гайка, и одновременно сопряжена с венцом двухвенцовой шестерни.

На чертеже изображена схема предлагаемого электропривода запорной арматуры.

Электропривод запорной арматуры состоит из реверсивного электродвигателя 1, выдвижного шпинделя 2, соединенного с шибером задвижки 3, редуктора, расположенного между электродвигателем 1 и выдвижным шпинделем 2. Редуктор состоит из корпуса 4, приводного эксцентрикового вала 5, конической двухвенцовой шестерни 6 с зубчатыми венцами z2 и z3, конического колеса 7 с числом зубьев z1, конической муфты 8 с числом зубьев z4, выходного полого вала 9, ходовой гайки 10. Выходной полый вал 9 расположен соосно с выдвижным шпинделем 2.

Коническое колесо 7 установлено неподвижно и сопряжено с венцом конической двухвенцовой шестерни 6, а коническая муфта 8 соединена с выходным полым валом 9, в нижней части которого закреплена ходовая гайка 10, и одновременно сопряжена с венцом конической двухвенцовой шестерни 6.

Электропривод запорной арматуры работает следующим образом.

При включении реверсивного электродвигателя 1 вращение передается на приводной эксцентриковый вал 5 редуктора. Коническая двухвенцовая шестерня 6 совершает сложное движение - вращение вокруг своей оси и вместе с приводным эксцентриковым валом 5 вокруг вертикальной оси О-О, вызывая вращение конической муфты 8. При этом образуются две пары противоположно расположенных под углом 180° зоны зацепления z1-z2 и z3-z4 конических зубчатых венцов. Вращение от конической муфты 8, соединенной с выходной полым валом 9, передается ходовой гайке 10, установленной по резьбе выдвижного шпинделя 2. Вращение гайки 10 обеспечит осевое перемещение выдвижного шпинделя 2.

При использовании трехфазного асинхронного электродвигателя с повышенным скольжением в закрытом обдуваемом исполнении типа АОС номинальная частота вращения составляет nном=1300…1395 об/мин. Во избежание возникновения гидравлического удара закрывание задвижек большого диаметра (DN=800 мм) должно протекать за время t=140…200 с.

Общее передаточное число редуктора реализуется парой зубчатых венцов z1 и z2 и определяется следующей формулой:

где z1 - число зубьев конического колеса 7;

z2 - число зубьев венца двухвенцовой шестерни 6, сопряженного с коническим колесом 7.

Диапазон возможных передаточных чисел редуктора находится в широких пределах и для указанного редуктора, например, при значениях чисел зубьев z1=62; z2=60; z3=60; z4=59 и применении в установке электродвигателя с номинальной частотой вращения 1395 об/мин частота выходного полого вала 9 и соединенной с ним ходовой гайки 10 составит:

Формула для определения скорости перемещения выдвижного шпинделя 2 (скорость закрытия) в общем виде записывается как:

V=(ωГВ)·h/(2·π), мм/с

где ωГ - угловая скорость вращения ходовой гайки 10, рад/сек;

ωВ - угловая скорость вращения выдвижного шпинделя 2, рад/сек;

h - ход выдвижного шпинделя 2, мм

h=s·i,

где s - шаг резьбы выдвижного шпинделя 2, мм

i - число заходов резьбы выдвижного шпинделя 2.

Если принять шаг однозаходной резьбы (i=1) выдвижного шпинделя 2 s=6 мм, то скорость перемещения выдвижного шпинделя 2 составит 4,65 мм/сек и для прохождения шибером диаметра DN=800 мм потребуется 172 секунды, что не противоречит условию отсутствия гидравлического удара.

Таким образом, снижение частоты вращения вала электродвигателя для подъема шибера задвижки обеспечивается при малых массогабаритных параметрах привода.

Похожие патенты RU2419018C1

название год авторы номер документа
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ВЫСОКОМОМЕНТНЫЙ МНОГООБОРОТНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТА 2011
  • Сидоров Пётр Григорьевич
  • Распопов Владимир Яковлевич
  • Дмитриев Андрей Владимирович
  • Пашин Александр Александрович
  • Терёшкин Михаил Владимирович
  • Ведешкин Юрий Владимирович
  • Плясов Алексей Валентинович
RU2457385C1
ЭЛЕКТРОПРИВОД К ЗАДВИЖКАМ ТРУБОПРОВОДОВ 2001
  • Бакланов Ю.Г.
  • Беляев В.А.
  • Кирьянов А.П.
RU2218504C2
СООСНЫЙ РЕДУКТОР 2013
  • Денисов Юрий Геннадьевич
  • Сызранцев Владимир Николаевич
  • Вибе Вячеслав Петрович
RU2529943C1
ПРИВОД ПОВОРОТНОГО ЗАПОРНОГО ОРГАНА ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ 2001
  • Мельников В.А.
  • Сидоров П.Г.
  • Панченко И.В.
  • Долгов В.В.
  • Сандгартен Л.М.
  • Воронцов В.Б.
  • Губарев В.В.
RU2190144C1
УСТАНОВКА СКВАЖИННОГО ВИНТОВОГО НАСОСА 2006
  • Денисов Юрий Геннадьевич
  • Ратманов Эдуард Владимирович
  • Сызранцев Владимир Николаевич
  • Плотников Дмитрий Михайлович
RU2334125C1
КОМБИНИРОВАННЫЙ ПРИВОД ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА ОТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И/ИЛИ ОТ РУЧНОГО УСИЛИЯ (ВАРИАНТЫ) 2002
  • Становской В.В.
  • Казакявичюс С.М.
  • Шибико А.Ф.
  • Ремнева Т.А.
  • Килина Н.В.
RU2226633C1
УПРАВЛЯЕМЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД (ВАРИАНТЫ) 2006
  • Сидоров Петр Григорьевич
  • Александров Евгений Васильевич
  • Лагун Вячеслав Владимирович
  • Климов Геннадий Георгиевич
  • Пашин Александр Александрович
  • Плясов Алексей Валентинович
RU2307278C1
ПРИВОД ТРУБОПРОВОДНОЙ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ 1998
  • Беляев М.В.
  • Замякин С.П.
  • Корчагин П.И.
  • Прокофьев В.В.
  • Хоперский Г.Г.
RU2132990C1
ДВУХСКОРОСТНОЕ ПРИВОДНОЕ УСТРОЙСТВО 2010
  • Волков Глеб Юрьевич
RU2433326C1
Электропривод трубопроводной арматуры с ручным дублером 2022
  • Юдин Владимир Алексеевич
  • Аглиулин Салих Габидулович
  • Становский Виктор Владимирович
  • Казакявичюс Сергей Матвеевич
RU2797329C1

Реферат патента 2011 года ЭЛЕКТРОПРИВОД ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может применяться для изменения положения исполнительных органов запорной арматуры. Электропривод запорной арматуры содержит реверсивный электродвигатель, выдвижной шпиндель. Шпиндель соединен с шибером задвижки. Между электродвигателем и выдвижным шпинделем расположен редуктор. Редуктор состоит из корпуса, приводного эксцентрикового вала, конической шестерни, конического колеса, конической муфты, ходовой гайки, выходного полого вала. Выходной полый вал расположен соосно с выдвижным шпинделем. Коническая шестерня является двухвенцовой. Коническое колесо соединено с корпусом и сопряжено с венцом двухвенцовой шестерни. Коническая муфта соединена с выходным полым валом и одновременно сопряжена с венцом двухвенцовой шестерни. В нижней части полого вала закреплена ходовая гайка. Изобретение направлено на снижение частоты вращения вала электродвигателя для подъема шибера задвижки при малых габаритах и массе привода. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 419 018 C1

Электропривод запорной арматуры, содержащий реверсивный электродвигатель, выдвижной шпиндель, соединенный с шибером задвижки, расположенный между указанными электродвигателем и выдвижным шпинделем редуктор, состоящий из корпуса, приводного эксцентрикового вала, конической шестерни, конического колеса, конической муфты, ходовой гайки, выходного полого вала, обеспечивающего соосность с выдвижным шпинделем, таким образом, что коническая шестерня является двухвенцовой, причем коническое колесо соединено с корпусом и сопряжено с венцом двухвенцовой шестерни, а коническая муфта соединена с выходным полым валом, в нижней части которого закреплена ходовая гайка, и одновременно сопряжена с венцом двухвенцовой шестерни.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2419018C1

ЭЛЕКТРОПРИВОД К ЗАДВИЖКАМ ТРУБОПРОВОДОВ 2001
  • Бакланов Ю.Г.
  • Беляев В.А.
  • Кирьянов А.П.
RU2218504C2
ПРИВОД ЗАПОРНОГО ОРГАНА ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ 2001
  • Мельников В.А.
  • Сидоров П.Г.
  • Панченко И.В.
  • Долгов В.В.
  • Сандгартен Л.М.
  • Воронцов В.Б.
  • Губарев В.В.
RU2196928C1
ПРИВОД ТРУБОПРОВОДНОЙ ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ 1998
  • Беляев М.В.
  • Замякин С.П.
  • Корчагин П.И.
  • Прокофьев В.В.
  • Хоперский Г.Г.
RU2132990C1
ЭЛЕКТРОПРИВОД ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ 1999
  • Куницкий В.Ф.
RU2170871C1
US 2001035510 A1, 01.11.2001
US 4754949 A, 05.07.1988.

RU 2 419 018 C1

Авторы

Плотников Дмитрий Михайлович

Сызранцев Владимир Николаевич

Даты

2011-05-20Публикация

2009-11-23Подача