Многооборотный гидравлический привод Российский патент 2021 года по МПК F16K31/12 

Заявленное изобретение многооборотного гидравлического привода предназначено для использования в качестве приводного устройства механизации редукторов запорной арматуры трубопроводов.

Из уровня техники наиболее близким аналогом к заявленному гидравлическому приводу является многооборотный гидравлический привод, используемый для открытия/закрытия прохода в наземной и морской промышленности, включая общепромышленные машины, нефтеперерабатывающие и химические заводы и электростанции, и содержащий: гидравлический двигатель и замедлитель (см. патент US 8267374 В2, опублик. 18.09.2012). Однако вышеуказанное техническое решение имеет ряд конструктивных отличий и недостатков.

Так, конструктивными отличиями являются:

- Для передачи вращающего момента в изделии, защищенном патентом применяется червячная главная передача, в заявленном гидравлическом приводе применяются прямозубые зубчатые шестерни и шлицевое соединение муфты и ведомого вала;

- В изделии защищенном патентом в качестве движущей силы применяется электрическая энергия.

Недостатками существующего аналога являются:

Использование электрической энергии для функционирования электрического привода;

- Использование магнитных элементов для отображения положения «Управляемым - ведомым» устройством;

- При отсутствии электрической энергии система теряет работоспособность.

Задачей заявленного технического решения является устранение недостатков известного уровня техники.

Причинами, препятствующими решению технической проблемы и получению технического результата при помощи червячной передачи, используемой в аналоге изобретения являются ее недостатки, а именно:

1. Низкий КПД.

2. Ограниченная скорость вращения.

3. Высокий износ и возможность заедания.

Преимущества цилиндрической прямозубой передачи при использовании в заявленном техническом решении:

1. Высокий КПД;

2. Большие скорости вращения.

Причинами, препятствующими решению технической проблемы и получению технического результата совершения работы аналогом изобретения является зависимость аналога от электрической энергии.

Техническим результатом заявленного изобретения является совершение работы от кинетической энергии движения гидравлической жидкости, полученной любым способом отличным от электрической энергии.

Технический результат достигается за счет того, что многооборотный гидравлический привод для управления запорной арматурой трубопроводов, состоит из: корпуса, устройства ручного дублера с автоматическим отключением, включающего муфту ручного дублера, рычага включения ручного дублера и упора, удерживающего шлицевую муфту со штифтами в зацеплении с муфтой ручного дублера, гидравлического мотора, быстроразъемных соединений для подключения гидравлических магистралей к гидравлическому мотору, вал которого выполнен с возможностью передачи вращения на ведомую шестерню блока шестерен, установленную на выходном валу привода, отличается тем, что выходной вал выполнен со шлицами, на которых установлена шлицевая муфта, блок шестерен выполнен в виде прямозубых зубчатых шестерен при этом ведомая шестерня блока шестерен выполнена со штифтами, входящими в зацепление со штифтами шлицевой муфты под действием пружины установленной между последней и муфтой ручного дублера, а упор расположен между ведомой шестерней и шлицевой муфтой с возможностью их разъединения при включении ручного дублера рычагом.

Заявленный гидравлический привод не зависит от наличия электрической энергии, т.к. работа осуществляется при помощи кинетической энергии движения гидравлической жидкости, которая в свою очередь может быть получена, многими известными способами, без прямого применения электрической энергии, например:

1. Внешняя (переносная/передвижная) гидравлическая станция, например с применением двигателя внутреннего сгорания;

2. Ручной гидравлический насос.

Также в гидравлическом приводе не применяется указатель конечного положения управляемой арматуры, т.к. нецелесообразно применение дополнительных устройств, при наличии индикации на управляемом устройстве. (Все задвижки, редуктора, и т.п. имеют в своей конструкции указатель конечного положения).

Краткое описание чертежей.

Фиг. 1. - Местный разрез многооборотного гидравлического привода в режиме работы от движения гидравлической жидкости / в статичном состоянии.

Фиг. 2. - Выносной элемент Фиг. 1. Передача крутящего момента ведомой шестерней шлицевой муфте, при помощи штифтов.

Фиг. 3. - Местный разрез многооборотного гидравлического привода в режиме работы штурвалом ручного дублера.

Фиг. 4. - Выносной элемент Фиг. 3. Передача крутящего момента шлицевой муфтой, муфте ручного дублера.

Заявленный многооборотный гидравлический привод содержит основные узлы (см. фиг. 1): корпус привода поз. 1, гидравлический мотор поз. 3, блок шестерен поз. 4, шлицевая муфта включения ручного дублера (с автоматическим отключением) поз. 5, быстроразъемные соединения для подключения гидравлических магистралей поз. 2, рычаг включения ручного дублера поз. 6, шлицевой выходной вал поз. 9.

В статичном состоянии (см. фиг. 1), при отсутствии подачи гидравлической жидкости, гидравлический привод находится в состоянии покоя. В быстроразъемных соединениях поз. 2 отсутствует движение гидравлической жидкости. Гидравлический мотор поз.3 находится в зацеплении с блоком шестерен поз.4, блок шестерен при отключенном рычаге ручного дублера поз.6 находится в зацеплении с ведомой шестерней поз.7 через шлицевую муфту включения ручного дублера (с автоматическим отключением) поз.5.

Работа гидравлического привода от движения гидравлической жидкости (фиг. 1 и фиг. 2).

Кинетическая энергия движения гидравлической жидкости, подаваемой в быстроразъемные соединения поз. 2 вращает выходной вал гидравлического мотора поз. 3, который в свою очередь передает вращение на блок шестерен поз. 4. Блок шестерен производит повышение крутящего момента, выдаваемого гидравлическим мотором с одновременным снижением скорости вращения, и передает вращение на ведомую шестерню поз. 7 блока шестерен. При помощи штифтов поз. 8 ведомая шестерня блока шестерен передает крутящий момент шлицевой муфте включения ручного дублера (с автоматическим отключением) поз.5, которая передает вращение на шлицевой выходной вал поз. 9 многооборотного шестеренного привода.

Работа гидравлического привода при помощи штурвала ручного дублера (фиг. 3 и фиг. 4).

При включении ручного дублера рычагом поз. 6, шлицевая муфта включения ручного дублера (с автоматическим отключением) поз. 5 по шлицевому выходному валу поз. 9 передвигается от штифтов и входит в зацепление с муфтой ручного дублера поз. 10. Упор поз. 11 удерживает шлицевую муфту в зацеплении с муфтой ручного дублера. Вращением штурвала ручного дублера поз. 13, крутящий момент передается от муфты штурвала ручного дублера поз. 10, шлицевой муфте включения ручного дублера поз. 5, которая в свою очередь передает крутящий момент шлицевому выходному валу поз. 9.

Автоматическое переключение гидравлического привода (фиг. 1 и фиг. 3).

При подаче гидравлической жидкости в быстроразъемные соединения поз.2 привод начинает совершать работу, описанную в разделе работа гидравлического привода от движения гидравлической жидкости. Ведомая шестерня поз. 7 блока шестерен, начинает проворачиваться в холостую, т.к. не имеет зацепления с штифтами поз. 8 шлицевой муфты включения ручного дублера (с автоматическим отключением) поз. 5, при таком вращении любой из штифтов выталкивает упор поз. 11, и шлицевая муфта под действием пружины поз. 12, входит в зацепление с ведомой шестерней поз. 7 блока шестерен поз. 4, и крутящий момент передается на шлицевой выходной вал гидравлического привода поз. 9.

Существенными признаками заявленного изобретения являются:

- наличие быстроразъемных соединений, либо любые другие соединения применяемые для подключения подачи/слива гидравлической жидкости;

- в конструкции изделия отсутствуют электрические компоненты;

- отсутствует необходимость подключения электроэнергии;

- совершение работы от кинетической энергии движения гидравлической жидкости полученной любым способом отличным от электрической энергии.

Таким образом, гидравлические приводы работают при помощи кинетической энергии движения гидравлической жидкости. Основным источником подачи гидравлической жидкости является - внешняя гидравлическая станция.

Многооборотный гидравлический привод предназначен для использования в качестве приводного устройства механизации редукторов запорной арматуры трубопроводов. Привод содержит корпус, устройство ручного дублера с автоматическим отключением, включающее муфту ручного дублера, рычаг включения ручного дублера и упор, удерживающий шлицевую муфту со штифтами в зацеплении с муфтой ручного дублера, гидравлический мотор, быстроразъемные соединения для подключения гидравлических магистралей к гидравлическому мотору, вал которого выполнен с возможностью передачи вращения на ведомую шестерню блока шестерен, установленную на выходном валу привода, причем выходной вал выполнен со шлицами, на которых установлена шлицевая муфта, блок шестерен выполнен в виде прямозубых зубчатых шестерен при этом ведомая шестерня блока шестерен выполнена со штифтами, входящими в зацепление со штифтами шлицевой муфты под действием пружины, установленной между последней и муфтой ручного дублера, а упор расположен между ведомой шестерней и шлицевой муфтой с возможностью их разъединения при включении ручного дублера рычагом. Изобретение направлено на совершение работы от кинетической энергии движения гидравлической жидкости, полученной любым способом, отличным от электрической энергии. 4 ил.

Многооборотный гидравлический привод для управления запорной арматурой трубопроводов, содержащий корпус, устройство ручного дублера с автоматическим отключением, включающее муфту ручного дублера, рычаг включения ручного дублера и упор, удерживающий шлицевую муфту со штифтами в зацеплении с муфтой ручного дублера, гидравлический мотор, быстроразъемные соединения для подключения гидравлических магистралей к гидравлическому мотору, вал которого выполнен с возможностью передачи вращения на ведомую шестерню блока шестерен, установленную на выходном валу привода, отличающийся тем, что выходной вал выполнен со шлицами, на которых установлена шлицевая муфта, блок шестерен выполнен в виде прямозубых зубчатых шестерен, при этом ведомая шестерня блока шестерен выполнена со штифтами, входящими в зацепление со штифтами шлицевой муфты под действием пружины, установленной между последней и муфтой ручного дублера, а упор расположен между ведомой шестерней и шлицевой муфтой с возможностью их разъединения при включении ручного дублера рычагом.