УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ СЕРВОДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2011 года по МПК F16K31/04 F16K1/22 

Изобретение относится к устройству для предотвращения вращения для серводвигателя, установленного с геометрическим замыканием и/или с силовым замыканием на выступающем приводном валу поворотной запирающей заслонки трубы для транспортировки газа, в частности, расположенной в здании трубы HLK или дымовой трубы.

Электрические сервоприводы для моторизации исполнительных элементов в установках отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, называемых коротко установками HLK, и трубах для дымовых газов изготавливаются уже в течение более 30 лет. Исполнительные элементы HLK обеспечивают экономичное регулирование объемного потока газов и жидкостей, в частности воздуха и воды. В качестве компактного блока серводвигатели содержат, как правило, не только привод, но также датчики давления и регуляторы, объединенные все в одном устройстве.

Вентиляционные системы все больше используются в зданиях, в частности жилых, офисных зданиях, ремесленных и промышленных постройках, как правило, в комбинации с устройствами для защиты от дымового газа. В вентиляционных установках существенную роль выполняет регулирование объемного потока с помощью поворотных вентиляционных заслонок. Объемный поток измеряется с помощью подходящего измерительного инструмента, например с помощью выполненного в виде компактного блока из привода, датчика давления и регулятора инструмента NMV-D2M фирмы Belimo Automation AG, CH-8340 Hinwil, и измеренные величины передаются в электронный блок.

Для поворота заслонки относительно слабые двигатели приводят в действие имеющие большую поверхность регулирующие органы. Необходимо предотвращать вращение двигателя вследствие создаваемого крутящего момента. Если серводвигатель смонтирован с силовым замыканием жестко на валу заслонки, то помимо крутящего момента должен восприниматься также возможный эксцентриситет вращающейся оси заслонки. Это осуществляется с помощью устройства для предотвращения вращения, которое допускает соответствующее линейное перемещение в продольном направлении, но предотвращает вращение серводвигателя. Для этого можно на расстоянии от приводного вала запирающей заслонки вдвигать стопорный шип в открытую со стороны установки продольную прорезь корпуса двигателя. Стопорный шип, как правило, закреплен на жесткой, однако сгибаемой соответственно диаметру трубы перфорированной полосе, которая в свою очередь свинчена с трубой.

Если привод смонтирован с геометрическим замыканием, то серводвигатель должен воспринимать лишь крутящий момент, но не эксцентриситет, поскольку геометрическое замыкание практически всегда выполняется по центру приводного вала запирающей заслонки. Корпус серводвигателя свинчивается с трубой и тем самым обеспечивается защита от вращения. Кроме того, серводвигатель фиксируется в аксиальном направлении приводного вала. Однако для этого должно иметься достаточное место для ввинчивания винтов и при круглых трубах винты должны лежать на одной и той же образующей.

В основу изобретения положена задача создания устройства для предотвращения вращения указанного в начале вида, которое проще монтировать и с которым проще обращаться.

Задача решена согласно изобретению тем, что на регулируемом осевом расстоянии от приводного вала расположена, по меньшей мере, одна удерживающая серводвигатель с возможностью продольного сдвига скоба. Специальные и модифицированные варианты выполнения устройства для предотвращения вращения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

При монтаже серводвигатель одновременно с надвиганием на приводной вал запирающей заслонки вдвигается между плечами целесообразно выполненной U-образно скобы и удерживается там без зазора. Однако существенное значение имеет то, что серводвигатель можно свободно сдвигать относительно радиального направления приводного вала. За счет этого можно компенсировать возможный эксцентриситет.

Однако скоба должна быть выполнена настолько стабильно, что она без проблем может воспринимать максимально возможный крутящий момент серводвигателя. При выполнении обычного силового и/или геометрического замыкания серводвигателя с приводным валом, например, с помощью обычного зажимного блока, указанное выше удерживание с помощью скобы является достаточным.

Предпочтительно, по меньшей мере, часть параллельных плеч скобы выполнена пружинящей и имеет концевой, выступающий внутрь фиксирующий выступ для прижимания серводвигателя. Плоский серводвигатель охватывается скобой, и фиксирующие выступы могут скользить по верхней стороне корпуса. При более крупных серводвигателях в корпусе на обеих сторонах выполняется продольно проходящая канавка для приема с возможностью сдвига в продольном направлении фиксирующих выступов.

В случае плечей скобы, которые по всей длине выполнены пружинящими, они тем не менее должны воспринимать максимальный крутящий момент серводвигателя, однако, с другой стороны должны обеспечивать возможность беспроблемного раздвигания вручную, чтобы можно было заменять серводвигатель без инструментов.

Согласно усовершенствованному варианту выполнения плечи скобы разделены, по меньшей мере, на пружинящую часть с фиксирующим выступом, и, по меньшей мере, одну неподатливо отогнутую часть. В этом случае пружинящая часть не должна больше вносить вклад в восприятие крутящего момента. Для обеспечения лучшего обращения она может иметь у основания ослабляющую канавку. С другой стороны, в зоне неподатливых частей скобы может быть выполнено проходящее в виде единого целого через плечи и базовую пластину усиливающее ребро.

Гибкость скобы согласно изобретению дополнительно увеличивается, когда она закрепляется лишь с помощью одного винта или механически эквивалентного средства, например заклепки, на трубе и тем самым с возможностью поворота. Особенно интересный вариант этого решения состоит в креплении скобы на трубе с помощью раздвигаемых зажимов с противолежащими плечами и выступающими наружу фиксирующими выступами, которые для устранения фиксации можно прижимать друг к другу. В выполненной с помощью литья под давлением пластмассовой части этот зажим сформирован посредине длины.

Скоба согласно изобретению обеспечивает быструю и простую замену серводвигателя. Монтаж может быть дополнительно облегчен за счет того, что фиксирующие выступы плеч имеют поверхность скольжения, которая при установке серводвигателя автоматически раздвигает пружинящие плечи скобы, и при достижении конечного положения происходит фиксация с защелкиванием.

Скобу предпочтительно монтируют предварительно, так что серводвигатель необходимо лишь защелкивать.

Скоба может быть изготовлена из любых подходящих материалов, в частности из пружинной стали или в виде отлитой под давлением части из пластмассы.

Труба для транспортировки газов может иметь также несколько отверстий для установки скобы, которые расположены вдоль одной образующей. Это обеспечивает оптимальное позиционирование скобы относительно возникающих крутящих моментов. Не используемые отверстия можно закрывать с помощью подходящих средств.

Скоба согласно изобретению имеет следующие преимущества:

- она может воспринимать возможный эксцентриситет;

- необходим лишь один винт или эквивалентное механическое крепежное средство, например зажим, для крепления скобы на трубе;

- монтаж и демонтаж серводвигателя можно осуществлять без инструмента; расстояние приводного вала запирающей заслонки до скобы можно выбирать свободно в широких пределах;

- нет необходимости в сложных выемках или пристройках на приводе;

- серводвигатель можно устанавливать с геометрическим замыканием, без необходимости фиксации на приводном валу;

- достаточно единственного, т.е. одного и того же держателя для геометрического замыкания и зажимного блока.

Ниже приводится подробное пояснение изобретения на основе примеров выполнения, которые являются также предметом зависимых пунктов формулы изобретения, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых схематично изображено:

фиг.1 - серводвигатель с устройством для предотвращения вращения согласно уровню техники, в перспективе;

фиг.2 - труба для транспортировки газов с выступающим приводным валом для запирающей заслонки и предварительно смонтированной скобой;

фиг.3 - труба согласно фиг.2, с подготовленным для монтажа серводвигателем;

фиг.4 - вид согласно фиг.2, в перспективе;

фиг.5 - газовая труба с установленным серводвигателем;

фиг.6 - вид согласно фиг.5, в перспективе;

фиг.7-9 - скобы в перспективе;

фиг.10 - частичный разрез системы согласно фиг.5.

На фиг.1 показан серводвигатель 10 с очень сильно понижающей передачей 11, с помощью которой можно поворачивать запирающую заслонку 12 точно на заданный угол. Вращающий момент передается через зажимной блок 14, который содержит по существу U-образную скобу 16, опору 18 и два винта 20 с силовым замыканием на приводной вал 22.

В качестве устройства для предотвращения вращения в прорезь 30 корпуса, как показано стрелкой 2, вводится перфорированная полоса 24 с фиксирующим шипом 26, который имеет выступающую головку 28. Жесткая перфорированная полоса 24 закреплена с помощью двух винтов 32 на не изображенной здесь трубе для транспортировки газов (позиция 34 на фиг.2). Введенный в прорезь 30 фиксирующий шип 26 при действии крутящего момента в направлении стрелки 1 практически не имеет зазора. Однако вызванный силовым замыканием эксцентриситет при вращении приводного вала 22 постоянно без проблем компенсируется.

На фиг.2 показана труба 34 для транспортировки газов с выступающим приводным валом 22 не изображенной запирающей заслонки. В соответствии с изобретением здесь поворотно установлена предварительно смонтированная скоба 36. Плоско выполненный серводвигатель 10 насаживается, как показано на фиг.3, в направлении стрелки 38 с геометрическим замыканием на выступающий приводной вал 22 и одновременно вводится в скобу 36. Форма скобы 36 показана на фиг.4. Она выполнена по существу U-образной и соответствует поперечному сечению IV-IV серводвигателя 10 на фиг.3. Скоба 36 имеет жесткую базовую пластину 40 с отверстием 42 посередине для единственного крепежного винта, который не изображен для простоты. Отверстие 42 просверлено на той же образующей 44, что и отверстие для приводного вала 22.

Скоба 36 согласно фиг.4 дополнительно содержит два немного расширяемых плеча 46, каждое с фиксирующим выступом 48. Кроме того, в нижней зоне плеч 46 выполнены опорные планки 50 для размещаемого серводвигателя 10. Как показано на фиг.4, удерживаемый в скобе 36 серводвигатель можно сдвигать в осевом направлении трубы 34 для транспортировки газов, что в указанном выше варианте выполнения с зажимным кронштейном 14 (смотри фиг.1) имеет существенное значение.

На фиг.5 и 6 показан насаженный на приводной вал 22 и удерживаемый в скобе 36 плоский серводвигатель 10.

На фиг.7-9 показаны скобы 36 с различно выполненными плечами 46. На фиг.7 и 8 плечи 46 содержат пружинящую среднюю часть 52 с фиксирующим выступом 48 и две неподатливо отогнутые по бокам части 54. По обе стороны базовой пластины 40 проходят усиливающие ребра от плеча 46 к плечу 46 или, соответственно, от неподатливой части 54 к неподатливой части 54 плеч 46.

В показанном на фиг.9 варианте выполнения скобы 36 выполнены две более длинные пружинящие части 52 и три более короткие неподатливые части 54 в качестве плеч 46. На фиксирующих выступах 48 пружинящих плеч 52 образована направленная внутрь и вниз поверхность 58 скольжения. Таким образом, серводвигатель 10 можно устанавливать на фиксирующие выступы 48 и вжимать вниз. Благодаря поверхностям 58 скольжения пружинящие части 52 раздвигаются наружу и защелкиваются при достижении серводвигателем конечного положения на опорных планках 50.

Пружинящие части 52 согласно фиг.8 имеют у основания (базы) изображенную штриховыми линиями ослабляющую канавку 60, что позволяет легче снимать фиксацию.

На фиг.10 еще раз показан общий вид изобретения. В трубе 34 для транспортировки газов расположена запирающая заслонка 62, которая выполнена с возможностью поворота с помощью приводного вала 22.

Серводвигатель 10 насаживается с геометрическим замыканием своим не изображенным полым приводным валом на приводной вал 22 запирающей заслонки 62 и может быть снова удален в обратном направлении, как обозначено двойной стрелкой z. При насаживании серводвигателя 10 он вдавливается также в скобу 36, при этом пружинящие части 52 защелкиваются в конечном положении и фиксируют серводвигатель 10. В зоне приводного вала 22 не требуется никаких фиксирующих мероприятий в направлении z. Это осуществляется за счет защелкивания скобы 36.

Поворотной стрелкой 64 обозначено, что служащая в качестве держателя скоба 36 может поворачиваться, а двойной стрелкой 66 обозначено, что серводвигатель 10 можно сдвигать в продольном направлении трубы 34 для транспортировки газов, за счет чего можно улавливать эксцентриситет.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования в качестве устройства, предотвращающего вращение серводвигателя, установленного на приводном валу поворотной запирающей заслонки трубы для транспортировки газа, в частности расположенной в здании трубы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или дымовой трубы. Устройство для предотвращения вращения серводвигателя (10) установлено с геометрическим замыканием и/или с силовым замыканием на выступающем приводном валу (22) поворотной запирающей заслонки (62) трубы (34) для транспортировки газа. На регулируемом осевом расстоянии (а) от приводного вала (22) расположена, по меньшей мере, одна удерживающая серводвигатель (10) с возможностью продольного сдвига скоба (36). Изобретение направлено на упрощение монтажа и эксплуатации устройства. 9.з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство для предотвращения вращения серводвигателя (10), установленного с геометрическим замыканием и/или с силовым замыканием на выступающем приводном валу (22) поворотной запирающей заслонки (62) трубы (34) для транспортировки газов, в частности расположенной в здании трубы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха или дымовой трубы, отличающееся тем, что на регулируемом осевом расстоянии (а) от приводного вала (22) расположена, по меньшей мере, одна удерживающая серводвигатель (10) с возможностью продольного сдвига скоба (36).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что параллельные плечи (46) по существу U-образной скобы (36) выполнены пружинящими и имеют каждое на конце выступающий внутрь фиксирующий выступ (48) для прижимания серводвигателя (10), которые охватывают серводвигатель или входят в его проходящую в продольном направлении канавку.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что плечи (46) скобы (36) разделены, по меньшей мере, на одну пружинящую часть (52) с фиксирующим выступом (48) и, по меньшей мере, одну неподатливо отогнутую часть (54).

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что пружинящие части (52) плеч (46) имеют у основания ослабляющую канавку (60).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что скоба (36) содержит, по меньшей мере, одно проходящее в виде единого целого по плечам (46) и базовой пластине (40) усиливающее ребро (56).

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скоба (36) закреплена с возможностью поворота на трубе (34) за счет расположенного посредине длины отверстия (42) с помощью единственного винта (32) или заклепки.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что скоба (36) закреплена с помощью расположенного посредине длины зажима с противоположно лежащими плечами.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скоба (36) предварительно смонтирована.

9. Устройство по п.2, отличающееся тем, что фиксирующие выступы (48) имеют проходящую наклонно внутрь и вниз поверхность (58) скольжения для автоматического раздвигания плеч (46) скобы (36) при введении серводвигателя (10).

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что скоба (36) состоит из пружинной стали или из упругой пластмассы.