Двухскоростное приводное устройство Советский патент 1981 года по МПК F16H1/28 

- . Изобретение относится к приводнын устройствам, предназначенным для передачи крутящего момента нсполняюпрм механизмам или их элементам, в частности для закрывания и открывания трубопроводной арматуры, в особеннос ти арматуры больших условных проходов . При закрывании и открывании армат ры нужен крутящий момент, значительно изменяющийся по величине.. Наиболь ший крутящий момент необходим для уплотиения затвора при закрывании, и для срыва затвора с уплотнения (разуплотнения) при открывании. В основном крутящий момент расходуется на преодоление усилий упругих элементов (сильфона, пружин и т.д.), сил трения в сальнике и веса подвижных деталей арматуры. Кроме того, при достаточно быстром закрывании арматуры, в момент перекрытия прохода, возможен гидравлический удар, в результате которого может внезапно ПОВЫСИТЬСЯ давление внутри трубопровода в непосредственной близости от арматуры и повлиять на работу насосной станции. Известны двухскоростные приводы, в которых большую часть пути затвор проходит с высокой скоростью при малом крутящем момента н лишь при уплотненнн затвора или в начальной фазе открывания привод переключаемся на низкую- скорость, развивая при этом большой крутящий момент. Однако такие приводы имеют существенные недостатки, важнейшим из которых является переключение скорости в зависимости только от пройденного пути, а не в зависимости от потребного крутящего момента. В результату этого при аварийном повышении момента в начале или середине хода затвора, например при закрывании арматуры, привод, который в это .время работает на малом крутящем момент те, останавливается н не выполняет своих функций. Наличие скользящего электрического контакта, дающего импульс на соленоид, переключающий скорость привода, является ненадежньЕМ элементом, особенно для приводных устройств, которые работают в сложных атмосферных условиях и условиях вибрации. Цель изобретения - обеспечение возможности согласования крутящего момента и скорости привода с гидродинамическими нагрузками на затвор арматуры. Для этого в предлагаемом приводном устройстве предусмотрена комбинированная червячно-планетарная передача, приводимая в действие, например, двумя электродвигателями. Планетарная передача выполнена таким обр1зом, что ее заторможенное колесо является одновременно червячным колесом. Такая конструкция редук тора позволяет использовать эту комбинированную систему для передачи кр тящего момента на высокой скорости при этом самотормозящая планетарная передача не влияет на передаточное число редуктора) и на низкой скорости вращения вала для передачи больше го крутящего момента через планетар ный редуктор (при этом червяк выполняет функции элемента, стопорящего тормозное колесо планетарной передач В момент перегрузки, при работе приводного устройства на большом крутящ моменте, включается червячная переда ча, вследствие чего червяк, вращающийся в противоположную сторону, рас тормаживает застопоренное колесо пла нетарной передачи, таким образом уст раняя инерционные перегрузки. На фиг. 1 схематически изображен общий вид предлагаемого приводного устройства, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1, на фиг. 3 (а и б)-зависимость величины потребного крутящего момента от времени работы приводного устройства при закрывании и открывании арматуры соответственно. ( Приводное устройство включает кор пус 1, на котором установлены электр двигатели 2 и 3. Электродвигатель 2 связан посредством кулачковой муфты 4 с шлицевым валом 5, на котором раз мещен червяк 6, удерживаемый от осев 3 4 шайбой 8.Червяк 6 находится в зацеплё нии с червячным колесом 9,одновременно являющимся тормозным колесом планетарной передачи.Последняя состоит из колеса 9,сателлита 10,который одновременно нахо цится в зацеплении, с тормозным колесом и свободным зубчатым колесом 11, соединенным с колесом 12 приводного вала 13. Приводной вал, подвижно закрепленный в корпусе 1 и крыщке 14, предназначен для передачи крутящего момента на шпиндель арматуры. Сателлит 10 планетарной передачи размещен на эксцентриковом валу 15, соединенном с электродвигателем 3. Для переключения скорости предусмотрены моментные выключатели 16-19, на которые действует червяк 6, перемещающийся по шлицам вала 5 в ту или иную сторону при превышении крутящего момента, на который настроен упругий элемент 7. Ручной дублер 20 имеет известное устройство 21, обеспечивающее , автоматическое отключение маховика при работе механизма от электродвигателя, а также известный узел путевых выключателей 22, местный указатель 23 положения затвора арматуры и элемент 24, например потенциометр, для дистанционного указателя положения затвора. Предлагаемое устройство работает следующим образом. При закрывании арматуры включается электродвигатель 2, который, вращая шлицевой вал 5 с червяком 6, приводит во вращение червячное колесо 9, передающее крутящий момент через сателлит 10 и колесо 11 на колесо 12 приводного вала 13. Передаточное число от электродвигателя 2 к колесу 12 равно передаточному числу червячной передачи, так как узел планетарной передачи в этом случае не влияет на редукцию механизма. Таким образом, приводно вал 13 вращается с высокой скоростью и приводное устройство при этом развивает небольшой крутящий момент. В этом режиме приводное устройство работает до тех пор, пока крутящий момент на шпинделе арматуры не возрастет до. величин- , ны, превышающей величину настройки упругого элемента 7. При превьщ1ении этой величины червяк 6 начинает перемещаться по шлицам вала 5 и нажимает на рычаг выключателя 16, который отключает электродвигатель 2 и включает электродвигатель 3. В этом положении механизма червяк 6 является элементом, стопорящим колесо 9, что позволяет электродвигателю 3 передавить крутящий момент через планетарную передачу на колесо 12 приводного вала 13. Передаточное число от электродвигателя 3 к колесу 12 при отключенном электродвигателе 2 равно передаточному числу планетарной передачи. При этом приводной вал 13 вращается с низкой скоростью и приводное устройство развивает большой крутящий момент. В этом режиме приводное устройство осуществляет уплотнение затвора арматуры.

Когда крутящий момент на шпинделе арматуры возрастет до величины, обеспечивающей герметичность в затворе арматуры, приводной вал I3 затомаживается, и продолжающий работать электродвигатель 3 при помощи червячного колеса перемещает червяк 6 п шлицам вала 5. В результате сосевого перемещения червяк 6, преодолевая усусилие jmpyroro элемента 7, проходит заблокированный выключатель 16 и воздействует на рычаг выключателя 17, который отключает электродвигатель 3, одновременно в|слючая электродвигатель 2 в сторону открывания арматуры Электродвигатель 2 приводит во вращение червяк 6, в результате чего происходит растормаживание колеса 9, и инерционный момент, развиваемый останавливающимся электродвигателей 3, не передается на шпиндель арматуры. Червяк 6, возвращаясь в исходное положение, отпускает рычаг выключателя 17. который отключает электродвигатель 2. Таким образом, арматура закрыта. Открывание ее происходит в обратном порядке с той разницей, что коммутация цепей электродвигателей 2 и 3 осуществляется выключателями 18 и 19 в результате действия на них шайбы 8. связанной с червяком 6.

Формула изобретения ,

1. Двухскоростное приводное устройство для трубопроводной арматуры с выходным валом, кинематически связанным с червячным редуктором, червяк которого выполнен упруго подвижным в осевом направлении и непроворачиваемым относительно несущего вала

0 и взаимодействует с группой, контактов системь: электроуправления электродвигателем, отличающееся тем, что, с целью согласования крутящего момента и скорости привода

5 с гидродинамическими нагрузками на затвор арматуры, кинематическая связь выходного вала с червячньм редуктором выполнена в виде планетарной пере-; дачи с сателлитом, взаимодействующим с двумя внутрениими зубчатьми венца0ми, один из которых нарезан: на внутренней поверхности червячного колеса, а второй - на внутренней поверхности свободно вращающегося колеса,

5 кинематически связанного с выходньм валом, изменение крутящего момента на котором воспринимается .червяком,, механически связанным с группой койтактов системы электроуправления, коммутация которой в зависимости от сте0пени обжатия упругой связи, настраиваемой на заданную величину, обеспечивает переклюаение скоростей выходного вала.

5

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем установлены два электродвигателя - один на валу червяка червячного редуктора, а другой на водиле планетарного ре-. ..

0 дуктора и предназначен для создания повышенного крутящего момента, необходимого для уплотнения (разуплотнения) затвора, разгружаемого от перегрузок реверсированием первого двигателя . Фаъ1 А-А

А/А-А f(2CM

teen

tccK