Регулятор расхода Советский патент 1983 года по МПК G05D7/01 F16K31/53 

(54) РЕГУЛЯТОР РАСХОДА

Изобретение относится к (цшборостроению, а именно к запорным устройствам, и может быть использовано в пневматических и гидравлических системах для регулирования расхода газов и жидкостей. Известно перекрывное устройство, содержащее корпус с входным и выходным патрубками с приводом от электродвигателя, запорный шток, который имеет винтовую нарезку и образует винтовое соединение с гайкой, установленной в ступице червячного колеса. В крайних положениях ход штока ограничивается конечными микровыключателями, отключа ющими привод 1 . Недостатком этого устройства является отсутствие элементов предохранения винтовой пары от заклинивания и поломки при перемещении винта в крайние положения при выходе из строя конечных микровыключателей отключающих электродвигатель. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содер жащее корпус, между входным и выходным каналом которого расположен клапан, связанный с приводом, выполненным в виде винтовой пары, винт которой связан с штоком, а ганка выполка1а в ступице зубчатого колеса, кинематически связашюго с валом приводного устройства. На валу приводного устройства укреплены два зубчатых колеса, первое из которых неповоротно относительно вала и подвижно вдоль него и связано с гайкой, а часть головки винта выполнеиия в вида квадрата и на ней установлено зубчатое колесо, связанное с вторым зубчатым колесом приводного устройства, причем передаточные отношения между первыми колесом и гайкой и вторым колесом и колесом укрепленным на квадрате винта, различны. В этом устройстве также, как и в предыдущем, отключение электродвигателя в крайних -положениях клапана осуществляется микровыключателем 2. Однако при перемещении клапана в одно из крайних положений в случае несрабатывания микровыключателя возможны выход из строя электродвигателя, заклинивание в винтовой паре, поломка механизма. Цель изобретения - повышение надежнос ти работы устройства и увеличение срока его эксплуатации за счет предупреждения заклинивания винтовой пары и поломки приводного механизма при выходе клапана в крайние положения. Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе расхода, содержащем корпус, между входным и выходным каналами котор го расположен клапан, связанный с штоком, гайку, выполненную в виде первого зубчатого колеса, установленного на винте, второе зубчатое колесо и приводной вал с двумя шеетернями, каждая из которых связана с соответствующим зубчатым колесом, причем передаточные отношения двух пар различны, шток связан с гайкой, винт подпружинен, второе зубчатое колесо выполнено с внутренним конусом и свободно установлено на жестьГо связанном с винтом валу, на котором закреплена первая втулка, выполненная с наружным конусом, а между вторым зубчатым колесом и первой втулкой - установлена вторая втулка, выполненая с наружным и внутренним конусами, соответствуюшлми конусам второго зубчатого колеса и первой втулки, причем между первой и второй втулками установлена пружина. Таким путем введена фрикционная развязка между зубчатым колесом, приводящим во вращение винт, и винтом, позволяющая останавливать взаимное перемещение гайки и винта в крайних положениях клапана. На чертеже изображен регулятор расхода. Регулятор содержит корпус 1 с входным и выходным каналами и седлом 2. В корпусе 1 смонтирован дифференциальный зубчатовинтовой приводной механизм, состоящий из приводного вала с двумя шестернями 3 и 4 гайки, выполненной в виде зубчатого колеса 5, установленной на винте 6 с закрепленной на нем первой втулкой 7 с наружным корпусом, второго зубчатого колеса 8 с внутрен ним конусом. Передаточные отношения между шестерней 3 и колесом 5 и между шестерней 4 и колесом 8 различны. Опорой винта 6 является шарик 9, поджимаемый пружиной 10, второй опорой винта 6, а также приводного вала с шестернями 3 и 4 и зубчатого колеса 8 служит крышка 11. Промежуточным звеном между втулкой 7 и вторым зубчатым колесом служит вторая втулка 12 с наружным и внутренним 13 конусами. Пружина 14 через упорный подшипник 15 сжимает по конусным поверхностям первую втулку 7 с второй втулкой 12, а пружина 10 поджимает наружный конус втулки 12 к внутреннему конусу зубчатого колеса 8, упирающегося в крышку 11. Усилие развиваемое пружиной 14, больше усилия пружины 10 на величину, обеспечивающую сцепление наружного конуса втулки 7 с внутренним конусом 13 второй втулки 12. На ступице зубчатого колеса 5 крепится поворотно пружинным кольцом 16 поводок 17 с штоком клапана 18. Между крышкой 11 и корпусом 1 зажато упорное кольцо 19. Регулятор приводится в действие электродвигателем 20. Регулятор работает следующим образом. В зависимости от требуемого расхода газа (жидкости) датчик подает сигнал на электродвигатель 20, который перемещает клапан 18 в нужное положение, устанавливая определенное проходное сеченне между клапаном 18 и седлом 2. Вследствие малой разницы в передаточных отношениях между шестерней 4 и колесом 8, связанным с винтом 6, и между шестерней 3 и колесом гайкой 5 при быстром вращении винта и гайки колесо-гайка 5 получает медленное поступательное перемещение вдоль зубьев шестерни 3. В случае выхода датчика из строя или неисправности в системе управления расходом, электродвигатель 20 через приводной механизм может смещать клапан 18 в одно из крайних положений. При ходе зубчатого колеса-гайки 5 вверх, оно упирается в нижний торец упорного кольца 19. Поступательное движение его прекращается ,оно только вращается , так как постоянно входит в зацепление с шестерней 3. При продолжающемся вращении колеса-гайки 5 и винта 6 поступательное движение получает винт 6, в данном случае вниз. Сжимается пружина 10, зубчатое колею 9 упирается в верхний торец кольца 19, происходит расцепление фрикционной пары колесо 8 - конус втулки 12. Зубчатое .колесо 8 и колесо-гайка 5 вместе с винтом 6 (поскольку трение в винтовой napie больше, чем в опорах винта) вращаются раздельно. Всякое поступательное перемещение прекращается. При перемещении зубчатого колеса-гайки 5 вниз, оно упирается в дно корпуса 1, винт 6 получает поступательное перемещение вверх. Сжимается пружина 14, и происходит расцепление фрикционной пары втулка 7 винта 6 - конус 13. Всякое поступательное перемещение прекращается при продолжающемся вращении и винта и гайки. Для приведения регулятора в исходное положение электродвигателю 20 нужно дать противоположное вращение. За счет инерции винта 6 и малого зазора в фрикционных парах происходит их сцепление и колесо-гайка 5 выходит в среднее положение. Применение предлагаемого регулятора позволяет повысить надежность работы регулятора расхода, уменьшает вероятность его поломки и заклинивания винтовой пары в крайних положениях клапана при выходе из строя схемы регулирования или концевых вьпслючателей, следствием чего является увеливение срока его эксплуатации. Формула изобретения Регулятор расхода, содержащий корпус, между входным и выходным каналами которого расположен клапан, связанный с штоком гайку, выполненную в виде первого зубчатого колеса, установленного на винте, второе зубч тое колесо и приводной вал с двумя шестер нями, каждая из которых связана с соответствующим зубчатым колесом, причем передаточные отношения двух пар различны, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулятора путем исключения заклинивания винтовой пары в крайних положениях клапана, шток связан с гайкой, винт подпружинен, второе зубчатое колесо выполнено с внутренним конусом и свободно установлено на жестко связанном с винтом валу, на котором закреплена первая втулка, выполненная с наружным конусом, а между вторым зубчатым колесом и первой втулкой установлена вторая втулка, выполненная с наружным и внутренним конусами, соответствующими конусам второго зубчатого колеса и первой втулки, причем между первой и второй втулками установлена пружина. Источники информации, принятые во внимания при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 385131, кл. F 16 К 31/53, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 525831, кл. F 16 К 31/53, 1974 (прототип).