Привод запорного элемента трубопровода Советский патент 1990 года по МПК F16K31/16 F01D1/08 F04D17/06 

Изобретение относится к турбостроению, а именно к вихревым машинам, и может быть использовано в качестве привода регулирующей арматуры магистральных трубопроводов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей привода путем обеспечения его реверсивности, а также повышение КПД вихревой машины.

На фиг.1 показана схема привода апорного элемента трубопровода; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.2;на фиг.4 - рабочее колесо вихревой машины с поворотными лопатками.

Привод содержит вихррвую машину, состоявшую из фланца 1 и цилиндрического выступа 2, имеющего канал 3 подвода газа, стаканообразно- го рабочего колеса 4 с закрепленными

на его внутренней поверхности лопатками 5 и установленного над выступом 2 с образованием канала 6 с размещенным в нем отсекателем 7, и механическую передачу, которая содержит червячное колесо 8 и зубчатое колесо 9.

- Привод снабжен ограничителем 10 окружного смещения и втулкой 1J, установленной на выступе 2 с возможностью окрулного смещения и подпружиненной к фланцу 1 тарельчатой пружиной 12. Отсекатель 7 закреплен на втулке 11 и имеет дугообразный паз 13, в котором размещен ограничитель 10 окружного смещения, закрепленный на фланце 1. Червячное колесо 8 закреплено на наружной поверхности ста- канообразного рабочего колеса 4, а зубчатое колесо 9 - на оси 14 заслонки 15.

СП

со

sj

ф

Ј

ел

В теле выступа 2 выполнен канал 16 для отвода газа, соединенный с выходным патрубком 17. На входном патрубке 18 установлен вентиль 19. Натяжение пружины 12 может быть отрегулировано гайкой 20. Рабочее колесо 4 установлено на подшипниках 21. Лопатки 5 на колесе 4 могут быть установлены на шарнирах 22 с образованием зазора 23 между колесом 4 и червячным колесом 8.

Привод работает следующим образом

Рабочий газ открытием вентиля 19 подается через входной патрубок 18 и канал 3 подвода газа в кольцевой канал 6. Проходя по каналу 6, газ взаимодействует с лопатками 5 рабочего колеса 4, вращая его против часовой стрелки. Выходит газ из канала 6 через канал 16 отвода газа в выхлопной патрубок 17. При работе вихревой машины в этом случае на от- секатель 7 действует перепад давлений, стремящийся развернуть втулку 11с отсекателем 7 относительно выступа 2 вправо. Однако этому повороту препятствует сила трения между торцом втулки 11 и фланцем 1, обеспечиваемая пружиной 12.

Вращаясь против часовой стрелки, рабочее колесо 4 приводит в действие механическую передачу, в результате чего происходит поворот заслонки 15. Поворот заслонки 15 ограничен, двумя крайними положениями Открыто и Закрыто.

Ограничители этого поворота на чертеже не показаны. В момент окончания поворота заслонки 15 зубчатое колесо 9, а следовательно, и червячное колесо 8 и рабочее колесо 4 вихревой машины резко останавливаются.

Резкая остановка рабочего колеса вихревой машины равносильна пусковому режиму, при котором резко возрастает перепад давлений на отсека- теле 7. Возросший перепад давлений на отсекателе 7 приводит к его раз- .вороту вместе с втулкой 11 относительно выступа 2 вправо по часовой стрелке.

Поджатый пружиной 12 торец втулки 11 срабатывает в этом случае как муфта предельного момента. Разворот от- секателя 7 происходит в пределах дугообразного паза 13. Новое положение отсекателя 7 с втулкой 11 на фиг.2

5

0

5

0

5

0

5

0

5

изображено пунктиром. В этом случае направление движения газа по каналу 6, а следовательно, и рабочего колеса 4 будет противоположным, и происходит поворот заслонки 15 до другого крайнего положения.

Останов движения заслонки 15 в любом из положений осуществляется прекращением подачи газа в машину перекрытием вентиля 19. В момент кой остановки колеса 4 одновременно с резким возрастанием перепада давлений на отсекателе 7 возрастают и перепады на каждой из лопаток 5.Это возрастание перепадов разворачивает каждую из лопаток 5 на угол 2о6 относительно осей шарниров 22, Такому развороту способствуют также инерционные силы, действующие на рабочее колесо 4 в момент резкой остановки.

сИзменение наклона лопаток 5 на противоположный при различных направлениях вращения рабочего колеса 4 позволяет улучшить обтекание лопаток 5 газом.

Формула изобретения

1. Привод запорного элемента трубопровода , содержащее вихревую машину, состоящую из фланца и цилиндрического выступа, имеющего канал подвода газа, стаканообразного рабочего колеса с закрепленными на его внутренней поверхности лопатками, установленного над выступом с образованием канала с размещенным в нем отсекателем, и механическую передачу, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения реверсивности, привод снабжен ограничителем окружного смещения и втулкой, установленной на выступе с воможностью окружного смещения и подпружиненной к фланцу, отсекатель закреплен на втулке и имеет дугообразный паз, в котором размещен ограничитель окружного смещения, закрепленный на фланце, механическая передача содержит червячное и зубчатое колеса, причем червячное колесо закреплено на наружной поверхности стаканообразного рабочего колеса, а зубчатое колесо закреплено на {запорном элементе.

8

Изобретение относится к турбостроению, а именно к вихревым машинам, и может быть использовано в качестве привода регулирующей арматуры магистральных трубопроводов и позволяет расширить функциональные возможности привода путем обеспечения его реверсивности, а также повысить эффективность привода. Сущность изобретения состоит в том, что в качестве серводвигателя использована вихревая машина, автоматический реверс вращения которой обеспечивается особенностями ее конструкции, что позволяет свести к минимуму количество механических передач в приводе и исключить специальное устройство газораспределения для управления реверса вращения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

AiA.