Узел сигнализации конечных положений Российский патент 2023 года по МПК F16K37/00 

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно предназначено для запорной арматуры с электрическим датчиком конечного положения. Может быть использовано в судо- и кораблестроении, а также других отраслях промышленности в конструкциях трубопроводной арматуры для сигнализации положения подвижных элементов арматуры и механизмов.

Известен «Указатель положения запорного органа трубопроводной арматуры» по патенту RU 2368833C2, 27.09.2009, состоящий из закреплённого на стойке кожуха с прорезью, на которой нанесены метки «О» (открыто) и «З» (закрыто), относительно которых перемещается стрелка указания положения запорного органа. Стрелка смонтирована с ходовой втулкой посредством группы дополнительных передаточных элементов. Изобретение не имеет возможности передачи электрической визуализации сигнала положения запорного органа и может применяться только для трубопроводной арматуры большого диаметра.

Известен «Указатель конечных положений запорного органа арматуры» по патенту SU 408094 A1, 10.12.1973, у которого поворотный рычаг выполнен в виде основного и двух упорных рычагов, имеющих общую ось вращения и поочерёдно взаимодействующих со штоком датчика своими свободными концами. Недостатком данного технического решения является невозможность использования сигнализатора при изменении хода привода (ограничен ход) и наличие рычажного узла, состоящего из трёх рычагов, что усложняет конструкцию.

Также известен «Узел сигнализации с инерционными компенсаторами переключения сигнала» по патенту RU 198519 U1, 14.07.2020, принятый за прототип, состоящий из корпуса, в котором размещены механический и электрический указатели конечных положений запорного органа, коммутационные устройства, выдающие электрический сигнал на индикатор, а также пластины-толкателя, один конец которой связан со штоком запорного органа, а второй размещён в корпусе. В качестве коммутационных устройств в решении использованы микровыключатели, установленные в торцовых полостях корпуса. Инерционные компенсаторы, выполненные из двух стаканов, входящих друг в друга, между которыми помещена пружина, расположенные между парой микровыключателей и головками установочных винтов. При перемещении запорного органа инерционные компенсаторы производят нажатие на одну пару микровыключателей, регистрируется либо полное открытие трубопроводной арматуры, либо закрытое положение рабочего органа. При заклинивании пружин регистрация сигнала может не соответствовать реальному положению запорного органа трубопроводной арматуры, что является недостатком данной конструкции. В узле сигнализации используется клеммная коробка с наконечниками 2ПГ, которая достаточно сложна для монтажа кабельного ввода. Также недостатком данного узла сигнализации является то, что корпус узла сигнализации рассчитан на определённый ход запорного органа, соответственно габариты корпуса сигнализатора зависят от хода, что означает невозможность применения узла сигнализации для трубопроводной арматуры больших диаметров, чем на те, на которые рассчитан его корпус.

Задача заявляемого технического решения состоит в создании трёхпозиционного малогабаритного узла сигнализации, способного выдерживать без разрушения удары от резкого перемещения запорного органа арматуры, конструкция которого позволит считывать сигналы от микровыключателей при нахождении запорного органа трубопроводной арматуры в закрытом, открытом или промежуточном положении (случай штатного «открытия-закрытия» или поломки и заклинивания запорного органа в промежуточном положении), а также с облегчённым монтажом кабельного ввода.

Техническим результатом, обеспечивающим решение поставленной задачи, является повышение надёжности узла сигнализации конечных положений запорного органа трубопроводной арматуры любого диаметра с одновременным уменьшением габаритных характеристик и улучшенной доступностью для монтажа кабельного ввода.

Технический результат достигается за счёт того, что узел сигнализации конечных положений, состоящий из корпуса, в котором размещены микровыключатели, два инерционных компенсатора, электрического и механического указателей конечных положений запорного органа, втулки, двух регулировочных крепёжных изделий, снабжён защитным кожухом. В корпусе узла сигнализации размещена подвижная каретка, с возможностью перемещения в корпусе вдоль его оси. Узел сигнализации имеет скобу, состоящую из двух пластин, между которыми размещён корпус, расположенную параллельно продольной оси корпуса и соединённую с элементом конструкции, жёстко связанным с запорным органом трубопроводной арматуры при помощи шпонки, зажатой с другой стороны между регулировочными болтами с правой резьбой, вставленными в продольное отверстие скобы. При этом на одном из регулировочных болтов размещена втулка, имеющая левую резьбу. Микровыключатели установлены в корпусе на одной плоскости, попарно, вплотную друг к другу и закреплены на основании корпуса. При этом контактные выводы микровыключателей направлены в одну сторону, а кнопки контактных датчиков парных микровыключателей направлены в противоположные друг от друга стороны. Одна из пластин скобы, имеющая вид стрелки, выполняет функцию механического указателя положения запорного органа. В качестве электрического указателя конечных положений запорного органа в техническом решении использованы соединители 2РМТ.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунками.

На фиг. 1 представлена проекция общего вида узла сигнализации конечных положений с условным разрезом, установленного на запорный клапан.

На фиг. 2 представлен условный разрез расположения микровыключателей в корпусе узла сигнализации.

Узел сигнализации конечных положений включает:

- корпус 1, в котором размещены подвижная каретка 2 с возможностью перемещения в корпусе 1 вдоль его оси, две подпружиненные кнопки 3, используемые в качестве инерционных компенсаторов внешнего воздействия от запорного органа трубопроводной арматуры при открытии, закрытии и для возвращения подпружиненных кнопок 3 в нейтральное положение, а также четыре микровыключателя 4, расположенные на одной плоскости попарно, вплотную друг к другу и закреплённые на основании корпуса 1, используемые в качестве коммутационных устройств (Фиг. 1). При этом все контактные выводы 15 микровыключателей 4 направлены в одну сторону, а кнопки контактного датчика верхней пары микровыключателей 16 направлены в противоположную сторону от кнопок контактного датчика нижней пары микровыключателей 17 (Фиг. 2). Расположенные таким образом контактные выводы 15 позволяют сократить габариты заявляемого узла сигнализации и облегчить процесс монтажа проводов;

- скобу 5, состоящую из двух пластин (верхней и нижней), между которыми размещён корпус 1, расположенную параллельно продольной оси корпуса 1 (Фиг. 1) и соединённую с элементом конструкции, жёстко связанным с запорным органом трубопроводной арматуры 6 при помощи запрессованной призматической шпонки 7. С другой стороны, шпонка 7 зажата между регулировочными болтами 9 (верхним) и 10 (нижним), вставленными в продольное отверстие скобы 5. Болты 9 и 10 имеют правую резьбу и застопорены гайками 14. При этом на регулировочном болте 10 размещена регулировочная втулка 11, имеющая левую резьбу для предотвращения самоотвинчивания и применяемая для настройки рабочего хода скобы 5. Нижняя пластина скобы 5, имеющая вид стрелки, выполняет функцию механического указателя положения запорного органа 8;

- защитный кожух 12, который может быть выполнен из любого материала (металл, пластик, кожа и т.д.) с прорезями под корпус 1 и механический указатель положения запорного органа 8. На защитном кожухе 12 рядом с прорезью для механического указателя запорного органа 8 нанесены метки «О» (открыто) и «З» (закрыто), относительно которых перемещается механический указатель положения запорного органа 8;

- кабельный ввод с контактами 13, содержащий соединители 2РМТ, состоящие из «вилок» и «розеток», что исключает возможность неправильного присоединения.

Применение соединителей 2РМТ значительно облегчает процесс подключения узла сигнализации конечных положений к удалённому посту для передачи электрического сигнала о положении запорного органа. Заземление происходит по жиле кабеля внутри соединителя 2РМТ.

Заявляемый узел сигнализации конечных положений является трёхпозиционным. Использование верхней пары микровыключателей (резервирование), регистрирующих закрытое положение запорного органа трубопроводной арматуры, и нижней пары микровыключателей, отвечающих за индикацию полного открытия трубопроводной арматуры позволяет считывать сигналы от микровыключателей при нахождении запорного органа в закрытом, открытом или промежуточном положении.

Узел сигнализации конечных положений герметичен по отношению к повышенному давлению окружающей среды до 0,2 МПа.

Узел сигнализации конечных положений работает следующим образом.

Производится нажатие подпружиненных кнопок 3 через скобу 5 и закреплённый на ней механический указатель положения запорного органа 8.

Производится настройка рабочего хода скобы 5 с помощью регулировочной втулки 11 и двух регулировочных болтов: верхнего 9 и нижнего 10.

При перемещении в положение «О» (открыто) или «З» (закрыто) запорного органа происходит перемещение скобы 5 параллельно оси корпуса 1, одновременно происходит перемещение механического указателя положения запорного органа 8 в одно из положений. В крайних положениях запорного органа происходит нажатие верхней или нижней пластины скобы 5 на одну из подпружиненных кнопок 3, перемещая подвижную каретку 2, тем самым задействовав одну из пар микровыключателей 4. При регистрации промежуточного положения запорного органа пружины подпружиненных кнопок 3 должны удерживать подвижную каретку 2 в нейтральном положении, тем самым предотвращая их непроизвольное нажатие.

Наличие двух указателей положения запорного органа (механического и электрического) необходимо для визуализации положения запорного органа как непосредственно на самом устройстве (механический указатель), так и для передачи электрического сигнала о положении запорного органа на удалённый пост (электрический указатель).

Заявленное техническое решение позволит сделать конструкцию узла сигнализации конечных положений универсальной, обеспечивающей минимальные массогабаритные характеристики при отсутствии связи с величиной рабочего хода арматуры, что актуально для арматуры с большими ходами запорного органа, также позволит продлить срок службы узла сигнализации.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре. Может быть использовано для сигнализации положения подвижных элементов арматуры и механизмов. Узел сигнализации конечных положений, состоящий из корпуса, в котором размещены микровыключатели, два инерционных компенсатора, электрического и механического указателей конечных положений запорного органа, втулки, двух регулировочных крепёжных изделий, снабжён защитным кожухом. В корпусе узла сигнализации размещена подвижная каретка с возможностью перемещения в корпусе вдоль его оси. Узел сигнализации имеет скобу, состоящую из двух пластин, между которыми размещён корпус, расположенную параллельно продольной оси корпуса и соединённую с элементом конструкции, жёстко связанным с запорным органом трубопроводной арматуры при помощи шпонки, зажатой с другой стороны между регулировочными болтами с правой резьбой, вставленными в продольное отверстие скобы. При этом на одном из регулировочных болтов размещена втулка, имеющая левую резьбу. Микровыключатели установлены в корпусе на одной плоскости попарно вплотную друг к другу и закреплены на основании корпуса. При этом контактные выводы микровыключателей направлены в одну сторону, а кнопки контактных датчиков парных микровыключателей направлены в противоположные друг от друга стороны. Одна из пластин скобы, имеющая вид стрелки, выполняет функцию механического указателя положения запорного органа. В качестве электрического указателя конечных положений запорного органа в техническом решении использованы соединители 2РМТ. Изобретение направлено на повышение надёжности узла сигнализации конечных положений запорного органа трубопроводной арматуры любого диаметра с одновременным уменьшением габаритных характеристик и улучшенной доступностью для монтажа кабельного ввода. 2 ил.

Узел сигнализации конечных положений, состоящий из корпуса, в котором размещены микровыключатели, два инерционных компенсатора, электрического и механического указателей конечных положений запорного органа, втулки, двух регулировочных крепёжных изделий, отличающийся тем, что снабжён защитным кожухом; в корпусе размещена подвижная каретка с возможностью перемещения в корпусе вдоль его оси; имеет скобу, состоящую из двух пластин, между которыми размещён корпус, расположенную параллельно продольной оси корпуса и соединённую с элементом конструкции, жёстко связанным с запорным органом трубопроводной арматуры при помощи шпонки, зажатой с другой стороны между регулировочными болтами с правой резьбой, вставленными в продольное отверстие скобы, при этом на одном из регулировочных болтов размещена втулка, имеющая левую резьбу; микровыключатели установлены в корпусе на одной плоскости попарно вплотную друг к другу и закреплены на основании корпуса, при этом контактные выводы микровыключателей направлены в одну сторону, а кнопки контактных датчиков парных микровыключателей направлены в противоположные друг от друга стороны; одна из пластин скобы, имеющая вид стрелки, выполняет функцию механического указателя положения запорного органа; в качестве электрического указателя конечных положений запорного органа использованы соединители 2РМТ.