Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры Российский патент 2023 года по МПК F16K31/05 F16K31/524 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электромеханическим приводам, управляющим запорной трубопроводной арматурой, например задвижками, и может быть использовано для дистанционного и местного управления с помощью ручного дублера запорной арматурой, устанавливаемой в закрытых помещениях и на открытых площадках под навесом.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому техническому результату является выбранное в качестве прототипа устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры по патенту на полезную модель RU №81279, F16K 31/05, который содержит электродвигатель, узел блокировки, ручной дублирующий привод, состоящий из червяка ручного привода и ограничивающих пружин, блок датчиков, редуктор, включающий зубчатую передачу, расположенную на входном валу редуктора, планетарную передачу с центральными колесами, на выходном валу планетарного редуктора расположены колесо с винтовым зацеплением и вал с винтовыми зубьями на конце.

Недостатком прототипа является довольно сложная конструкция устройства из-за применения предварительного редуктора с большим количеством передач и, как следствие, низкая надежность и большие габаритные размеры.

Задачей заявляемого изобретения является создание устройства управления запорно-регулирующего органа трубопроводной арматуры, позволяющего обеспечить возможность получения увеличенного передаточного отношения без увеличения габаритных размеров устройства.

Технический результат заключается в получении увеличенного передаточного отношения без увеличения габаритных размеров устройства.

Технический результат достигается тем, что устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, содержащее электродвигатель, силовой редуктор с входным и выходным валами, ручной дублер, узел блока конечных выключателей, кинематически связанный с выходным валом силового редуктора, микровыключатели, настроечные кулачки и дополнительный редуктор, дополнительно содержит плоскоцилиндрический редуктор и муфту ограничения крутящего момента, расположенную между плоскоцилиндрическим редуктором и силовым редуктором, при этом электродвигатель связан с плоскоцилиндрическим редуктором и с силовым редуктором, микровыключатели и настроечные кулачки размещены в узле блока конечных выключателей кинематически связанного с выходным валом силового редуктора, а дополнительный редуктор является редуктором с промежуточными телами качения, выполнен двухступенчатым и размещен между выходным валом силового редуктора и настроечными кулачками.

В конкретном исполнении плоскоцилиндрический редуктор выполнен в виде шестерни и зубчатого колеса.

Кроме этого, электродвигатель может быть связан с шестерней плоскоцилиндрического редуктора.

В конкретном исполнении муфта ограничения крутящего момента выполнена в виде подпружиненной подвижной кулачковой и неподвижной полумуфт.

Также узел блока конечных выключателей может содержать механический указатель положения, шестерню, первый и второй валы с соответственно первым и вторым зубчатыми колесами.

При этом кинематическая связь узла блока конечных выключателей с выходным валом силового редуктора выполнена в виде шестерни, передающей вращение с выходного вала силового редуктора на дополнительный редуктор с промежуточными телами качения, вращающий первый вал, на котором расположены настроечные кулачки, нажимающие на рычаги микровыключателей.

Также механический указатель положения может содержать шкалу и указатель с меткой.

Кроме того, ручной дублер может содержать маховик.

При этом плоскоцилиндрический редуктор, силовой редуктор, дополнительный редуктор, муфта ограничения крутящего момента и узел блока конечных выключателей могут быть размещены в корпусе.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 - показан продольный разрез устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры;

на фиг. 2 - показан поперечный разрез устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры;

на фиг. 3 - показан продольный разрез узла блока конечных выключателей;

на фиг. 4 - показан разрез А-А с фиг. 3.

На фигурах приняты следующие обозначения:

1 - корпус;

2 - электродвигатель;

3 - шестерня плоскоцилиндрического редуктора;

4 - зубчатое колесо;

5 - силовой редуктор;

6 - входной вал;

7 - выходной вал;

8 - ручной дублер;

9 - маховик;

10 - муфта ограничения крутящего момента;

11 - подпружиненная подвижная кулачковая полумуфта;

12 - неподвижная полумуфта;

13 - узел блока конечных выключателей;

14, 15 - микровыключатели;

16, 17 - настроечные кулачки;

18 - дополнительный редуктор с промежуточными телами качения;

19 - первый вал;

20 - шестерня;

21 - указатель;

22 - шкала;

23 - второй вал;

24, 25 - первое и второе зубчатые колеса соответственно;

26 - метка.

Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры содержит электродвигатель 2, силовой редуктор 5 с входным 6 и выходным 7 валами, ручной дублер 8, узел блока конечных выключателей 13, кинематически связанный с выходным валом 7 силового редуктора 5, микровыключатели 14, 5, настроечные кулачки 16, 17 и дополнительный редуктор 18. Устройство дополнительно содержит плоскоцилиндрический редуктор и муфту ограничения крутящего момента 10, расположенную между плоскоцилиндрическим редуктором и силовым редуктором 5, при этом электродвигатель 2 связан с плоскоцилиндрическим редуктором и с силовым редуктором 5. Микровыключатели 14, 15 и настроечные кулачки 16, 17 размещены в узле блока конечных выключателей 13, кинематически связанного с выходным валом 7 силового редуктора 5. Дополнительный редуктор 18 является редуктором с промежуточными телами качения (в конкретном исполнении выполнен двухступенчатым) и размещен между выходным валом 7 силового редуктора 5 и настроечными кулачками 16, 17.

В конкретном исполнении плоскоцилиндрический редуктор выполнен в виде шестерни 3 и зубчатого колеса 4.

Электродвигатель 2 связан с шестерней 3 плоскоцилиндрического редуктора.

В конкретном исполнении муфта ограничения крутящего момента 10 выполнена в виде подпружиненной подвижной кулачковой 11 и неподвижной 12 полумуфт.

Узел блока конечных выключателей 13 содержит механический указатель положения, шестерню 20, первый 19 и второй 23 валы с соответственно первым 24 и вторым 25 зубчатыми колесами.

Кинематическая связь узла блока конечных выключателей 13 с выходным валом 7 силового редуктора 5 выполнена в виде шестерни 20, передающей вращение с выходного вала 7 силового редуктора 5 на дополнительный редуктор с промежуточными телами качения 18, вращающий первый вал 19, на котором расположены настроечные кулачки 16, 17, нажимающие на рычаги микровыключателей 14, 15.

Механический указатель положения содержит шкалу 22 и указатель 21 с меткой 26.

Ручной дублер 8 содержит маховик 9.

Плоскоцилиндрический редуктор, силовой редуктор 5, дополнительный редуктор с промежуточными телами качения 18, муфта ограничения крутящего момента 10 и узел блока конечных выключателей 13 размещены в корпусе 1.

Кинематическая связь шкалы 22 механического указателя положения с выходным валом 7 силового редуктора 5 выполнена в виде шестерни 20, передающей вращение с выходного вала 7 силового редуктора 5 на дополнительный редуктор с промежуточными телами качения 18, вращающий первый вал 19, на котором расположено второе зубчатое колесо 25, находящееся в зацеплении с первым зубчатым колесом 24, расположенным на втором валу 23, вращающем шкалу 22.

Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры работает следующим образом.

Для перемещения запорно-регулирующего органа трубопроводной арматуры в одно из конечных положений включают электродвигатель 2. Вращение вала электродвигателя 2 передается от шестерни 3 плоскоцилиндрического редуктора через зубчатое колесо 4 на жестко связанную с ним подпружиненную подвижную кулачковую полумуфту 11, которая передает вращение на входной вал 6 силового редуктора 5 и далее на выходной вал 7 силового редуктора 5.

Во время работы с выходного вала 7 силового редуктора 5 через шестерню 20 вращение передается на дополнительный редуктор с промежуточными телами качения 18. Вращение с первого вала 19 дополнительного редуктора с промежуточными телами качения 18 передается на настроечные кулачки 16, 17.

В момент достижения выходным валом 7 силового редуктора 5 одного из крайних положений соответствующий настроечный кулачок 16,17 нажимает на рычаг соответствующего микровыключателя 14 или 15. При этом контакты микровыключателей 14, 15 разрывают цепь пускателя в ЩСУ (щиты станций управления), который отключает электродвигатель 2 и выдает на пульт оператора или в систему телемеханики сигнал о достижении затвором арматуры конечного положения.

Также с первого вала 19 вращение через первое 24 и второе 25 зубчатые колеса передается на второй вал 23 указателя 21. Метка 26 указателя 21 на шкале 22 указывает текущее положение выходного вала 7 силового редуктора 5.

Заявляемое устройство может быть неоднократно воспроизведено на современном оборудовании и применено для управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость» для изобретения.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электромеханическим приводам, управляющим запорной трубопроводной арматурой, и может быть использовано для дистанционного и местного управления с помощью ручного дублера. Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры содержит электродвигатель, силовой редуктор с входным и выходным валами, ручной дублер, узел блока конечных выключателей, кинематически связанный с выходным валом силового редуктора, микровыключатели, настроечные кулачки и дополнительный редуктор. Устройство дополнительно содержит плоскоцилиндрический редуктор и муфту ограничения крутящего момента, расположенную между плоскоцилиндрическим редуктором и силовым редуктором. Электродвигатель связан с плоскоцилиндрическим редуктором и с силовым редуктором, Микровыключатели и настроечные кулачки размещены в узле блока конечных выключателей, кинематически связанного с выходным валом силового редуктора. Дополнительный редуктор является редуктором с промежуточными телами качения, выполнен двухступенчатым и размещен между выходным валом силового редуктора и настроечными кулачками. За счет введения дополнительного редуктора с промежуточными телами качения повышается передаточное отношение без увеличения габаритных размеров устройства. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, содержащее электродвигатель, силовой редуктор с входным и выходным валами, ручной дублер, узел блока конечных выключателей, кинематически связанный с выходным валом силового редуктора, микровыключатели, настроечные кулачки и дополнительный редуктор, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит плоскоцилиндрический редуктор и муфту ограничения крутящего момента, расположенную между плоскоцилиндрическим редуктором и силовым редуктором, при этом электродвигатель связан с плоскоцилиндрическим редуктором и с силовым редуктором, микровыключатели и настроечные кулачки размещены в узле блока конечных выключателей, кинематически связанного с выходным валом силового редуктора, а дополнительный редуктор является редуктором с промежуточными телами качения, выполнен двухступенчатым и размещен между выходным валом силового редуктора и настроечными кулачками.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что плоскоцилиндрический редуктор выполнен в виде шестерни и зубчатого колеса.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что электродвигатель связан с шестерней плоскоцилиндрического редуктора.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что муфта ограничения крутящего момента выполнена в виде подпружиненной подвижной кулачковой и неподвижной полумуфт.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел блока конечных выключателей содержит механический указатель положения, шестерню, первый и второй валы с соответственно первым и вторым зубчатыми колесами.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что кинематическая связь узла блока конечных выключателей с выходным валом силового редуктора выполнена в виде шестерни, передающей вращение с выходного вала силового редуктора на дополнительный редуктор с промежуточными телами качения, вращающий первый вал, на котором расположены настроечные кулачки, нажимающие на рычаги микровыключателей.

7. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что механический указатель положения содержит шкалу и указатель с меткой.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ручной дублер содержит маховик.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что плоскоцилиндрический редуктор, силовой редуктор, дополнительный редуктор, муфта ограничения крутящего момента и узел блока конечных выключателей размещены в корпусе.