Пневматическое поворотное исполнительное устройство Советский патент 1985 года по МПК F15B15/06 

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в системах автоматического регулирования на магистральных и технологических трубопроводах, например, для привода поворотных заслонок с пневматическим пружинным исполнительным механизмом, являющимся наиболее распространенным в газовой, химической и нефтехимической промышленности.

Цель изобретения - повьпиение экономичности.

На фиг. 1 изображена схема исполнительного устройства нормально закрытого исполнения,, заслонка закрыта на фиг. 2 - то же, заслонка открыта; на фиг. 3 - исполнительное устройство нормально открытого исполнения, заслонка открыта; на фиг. 4 - то же, заслонка закрыта.

Устройство содержит корпус 1, на котором закреплен привод поступательного действия в виде мембранного пружинного исполнительного механизма 2, на штоке 3 которого установлена вилка 4. С помощью оси 5 на вилке шарнирно установлен кулачок 6. На ведомом валу 7, например, заслонки (не показана} жестко закреплён кулачок 8.

Кулачки 6 и 8 связаны между собой с помощью гибкого элемента 9, который закреплен одним концом на кулачке 8 в шарнире 10, а другим на кулачке 6 в шарнире 11. Кулачок В соединен с корпусом 1 гибким элементом 12, который закреплен одним концом на кулачке 8 в шарнире 13, а другим - в корпусе 1 в шарнире 14. При этом гибкий элемент 12 охватывает кулачок 6. Кулачок 6 соединен с корпусом 1 гибким элементом 15, который закреплен одним концом в шарнире 16 на кулачке 6, а другим концом - в шарнире 17 на корпусе 1.

Гибкие элементы 9, 12 и 15 выполнены в виде грузовой пластинчатой цепи и смонтированы с некоторым натяжением, что исключает возникновение мертвого хода между штоком 3 и ведомым валом 7 заслонки.

Кулачки 6 и 8 имеют криволинейный профиль для получения необходимой характеристики приводного момента на ведомом валу 7 заЬлонки, пропорциональмоГо реактивному моменту от давления жидкости или газа с учетом действия пружины 18 исполнительного,

механизма 2 и с учетом переменного межосевого расстояния между кулачками.

Для устранения рассогласования хода штока 3 -нагруженного исполнительного механизма 2 с углом поворота заслонки на ведомом валу 7 устройство снабжено позиционером 19, который закреплен на корпусе 1. На штоке позиционера имеется ролик 20, взаимодействующий с кулачком 21, жестко установленным на ведомом валу 7 заслонки. Профиль кулачка 21 выполнен с учетом пропускной способности заслонки.

Устройство работает следующим образом.

При подаче регулирующего воздуха в верхнюю полость мембранного исполнительного механизма 2 шток 3, преодолевая усилие пружины 18, перемещает вилку 4 с кулачком 6 вниз. Гибкий элемент 15 приводит во вращение кулачок 6, который, в свою очередь, чере гибкий элемент 9 вращает кулачок 8, при этом заслонка на ведомом валу 7 поворачивается на необходимый угол. При максимальном давлении регулирующего воздуха шток 3 имеет ход Р , заслонка поворачивается на максимальный угол /3 (фиг. 2), например 73°.

Как видно из кинематики, угол поврота /3 заслонки на ведомом валу 7 складывается из суммы углов d и -у (см. фиг. 1 и 2) за счет дифференциального характера движения кулачка 6 на оси 5, которое передается на кулачок 8.

Шток 3 сообщает кулачку 6 сложное движение, которое складывается из поступательного движения кулачка 6 относительно ведомого вала 7 заслонк и одновременного вращения кулачка 6 относительно оси 5. Кулачок 6, связанный гибкими элементами с кулачком 8, сообщает ему д заслонке поворот на угол oL от поступательного движения и дополнительно на угол у от вращательного движения.

При снижении давления воздуха, подаваемого в исполнительный механизм, пружина 18 возвращает шток 3 в .сходное верхнее положение, при этом гибкий элемент 12 через кулачок 6 приводит во вращение кулачок 8 до положения, приведенного на фиг.1. Заслонка на ведомом валу 7 занимает исходное положение.

3

Для получения варианта сборки с нормально открытым исполнием предлагаемого устройства кулачки 6 и 8 . устанавливаются на оси 5 и ведомом валу. 7, как показано на фиг. 3 и 4, Кулачок 6 соединен с корпусом 1 гибким элементом 15, который закреплен одним концом в шарнире 16 на кулачке 6, а другим концом - в шарнире t4 на корпусе 1. Кулачок 8 соединен с корпусом 1 гибким элементом 12, который закреплен в шарнире 13 кулачка8 и в шарнире 17 на корпусе 1,

В закрытом Положении заслонки на ее ведомом валу 7 нет реактивного момента, следовательно приводной момент исполнительного устройства должен быть минимальным, достаточным лишь для преодоления сопротивления

617254

пружины 18 и сил трения в опорах ведомого вала 7. Кулачки 6 и 8 находятся В положении, при котором максимальное плечо кулачка 6 контак 5 тирует с минимальным плечом кулачка 8. Усилие от штока 3 распределяется между шарнирами 11 и 17 обратно пропорционально их плечам относительно оси 5, кроме того, усилие передается на минимальное плечо кулачка 8.

10

На ведомом валу 7 при этом будет . минимальный требуемый момент.

При открывании заслонки кулачки 6 и 8 поворачиваются друг относительно друга, при этом плечо контакта кулачка 6 уменьшается, а кулачка 8 увеличивается, следовательноу увеличивается и приводной момент на ведомом валу 7.

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ПОВОРОТНОЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус, привод поступательного действия, шток которого с установлен-. ными на.нем с возможностью,поворота дисками связан с ведомым валом гиб кими элементами, одни концы которых закреплены на стенке корпуса, а другие - на диске, жестко зекрепленном на ведомом валу, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности, диски выполнены . в виде кулачков, направленных друг к другу противоположными по величине плечами и охваченных во встречном направлении упомянутьтми гибкими .элементами. ел