Привод блока вакуумных клапанов Советский патент 1980 года по МПК F04B39/08 F16K51/02 

(54) ПРИВОД БЛОКА ВАКУУМНЫХ КЛАПАНОВ

1

Изобретение относится к вакуумной технике, в частности, к конструкциям приводов автоматических клапанных устройств, состюящих из нескольких вакуумных клапанов, переключаемых в определенной последовательности, применяемых в (различных областях энергетики, например, для управления клапанами вакуумных или холодильных установок.

Известен привод блока вакуумных клапанов, содержащий электровигатель, соединенный через редуктор с кулачковым валом 1.

Этот привод обладает целым рядом недостатков, не позволяющих применять его для устройств, к которым предъявляются требования повышенной надежности и удобства обслуживания, а также налагаются ограничения по габаритам и весу. Такой привод не представляет собой единого узла, в котором объединены все его элементы. Длинный кулачковый вал с отдельными дисковыми кулачками по числу клапанов блока, опоры кулачкового вала, вынесенные за пределы редуктора, приводят к увеличению габаритов и веса. Этот привод приводится в действие только электродвигателем. В случае отказа электродвигателя или поломки любого элемента редуктора весь блок вакуумных клапанов выходит из строя. Отсутствие дублирующего ручного привода снижает его надежность и не позволяет применять в условиях непрерывных процессов. Управление работой электродвигателя

5 осуществляется при помощи конечного выключателя через посредство дискового кулачка, установленного на кулачковом валу. Такая автоматика фиксирует лишь определенные дискретные моменты работы блока

10 клапанов я не дает возможности при дистанционном управлении устройством постоянно следить за всем циклом работы блока клапанов в промежуточных, между фиксированными, положениях, что ухудшает условия экснлуатации устройства. Фланцевое крепление электродвигателя на корпусе редуктора не позволяет производить его быструю замену на резервный при отказе, что создает трудности в обслуживании блока

20 клапанов и снижает надежность.

Недостатком таких приводов является также невозможность использования их без переделки для устройств с другим числом клапанов.

25 Цель изобретения - снижение веса, повышение компактности и эксплуатационной надежности.

Указанная цель достигается тем, что на валу установлен ступенчатый диск, имею30 щий профилированные концентрические дорожки в количестве, соответствующем числу клапанов, а редуктор выполнен с центральным колесом и червячной передачей ручного управления, «инемапически соединенными с (кулачковым валом, причем привод содержит дополнительный вал, также кинематически связанный с кулачковым валом посредством зубчатой передачи и снабженный визуальным указателем положения блока клапанов, .и потенциометр электрического контроля положения блока клапанов с системой управления, включающей установленные на дополнительном валу ведущую и ведомую шестерни, а электродвигатель, редуктор и валы размещены в общем корпусе. Электродвигатель закреплен с помощью быстроразъемного замкового соединения.

На фиг. 1 схематически изображен описываемый привод блока вакуумных клапанов; на фиг. 2 изображен вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 изображен вид в плане привода блака вакуумных «лапанов со снятой крышкой и электродвигателем; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5- механизм ручного управления; на фиг. 6 - Г-образный паз стопорящей полумуфты; на фиг. 7 - кинематическая схема блока вакуумных клапанов.

На корпусе / редуктора закреплена гильза 2 быстроразъемного замкового соединен1ия, включающего нажимную втулку 3 с кольцевой канавкой 4, пружину 5, четыре шарика 6, размещенных в каналах гильзы 2, и амортизирующие кольца 7. В гильзу 2 вставлен корпус 8, имеющий кольцевую проточку 9, с закрепленным на нем при помощи сухарей 10 электродвигателем 11,

На корпусе 5 закреплены две цилиндрические втулки 12. На валу электродвигателя 11 закреплена входная шестерня 13. Электродвигатель // электрически связан со штепсельным разъемом 14.

Внутри корпуса / редуктора расположены три пары прямозубых шестерен 15-20 и шестерня 21, установленные на подшипниках 22-25 и дифференциал, в который вхолят центральная шестерня 26, центральное колесо 27, имеющее внутренние зубья, установленное на подшипниках 28, водило 29 с шестерней 30 и сателлиты 31, сидящие на осях 32 29.

Водило 29 выполнено за одно целое с кулачковым валом 33, на котором укреплен ступенчатый диск 34, имеющий профилированные концентрические дорожки 35-38. Кулачковый вал 33 установлен при помощи втулки 39 с подшипниками 40 в днище корпуса 1 редуктора. Нротив каждой из профилированных концентрических дорожек ступенчатого диска 34 расположены ролики 41, закрепленные на концах качающихся на опорах 2 рычагов 43. Другие концы кИнематачески связаны со штоками клапанов.

На центральном колесе 27 укреплена щестерня 44 червячной передачи. Шестерня 44 находится в зацеплении с червяком 45, смонтированным на опорной втулке 46 и зубчатой полумуфте 47, сидящих в корпусе 1 редуктора. Конец червяка 45 через штифт 48 связан со стопорящей полумуфтой 49. Рукоятка 50 ручного управления насажена на стопорящую полумуфту 49. Стопорящая полумуфта 49 поджата к зубчатой полумуфте 47 пружиной 51 и имеет на своей Ц1И; индрической части два Г-образных паза 52. На дополнительном валу 53, размещенном в подш1ипни1ках 54, установлены втулка 55 с дисковыми кулачками 56, закрепленными па ней гайкой 57, визуальный указатель 58 положения блока клапанов, снабженный стрелкой 59, и ведущая и ведомая шестерни 50 и 61 управления потенциометром 62 электрического контроля положения блока клапанов. Потенциометр 62 электрического контроля положения клапанов с шестерней 63, сидящей на его оси, закреплены на перегородке корпуса / редуктора. На той же перегородке концентрически относительно дополнительного вала 53 и дисковых кулачков 56 закреплены блоки конечных выключателей, состоящие каждый из корпуса 64, поворотного флажка 65 и конечного вььключателя 66. Контакты конечных выключателей 66 выделены на штепсельный разъем 67, закрепленный на корпусе / редуктора. На корпусе / редуктора закреплена крышка 68. На крышке 68 соосно с дополнительным валом установлена шкала 69. Шкала разбита на градусы с особым вьтделением угловых положений, в которых происходит остановка привода. Шкала 69 и визуальный указатель 55 положения блока клапанов прикрыты прозрачной крышкой 70.

При подаче через штепсельный разъем 14 питания на электродвигатель 11 его вал начинает вращаться и через шестерни 13, 15-21 приводит во вращение центральную шестерню 26. Центральное колесо 27 остается неподвижным, поскольку оно заторможено червячной передачей, не передающей воащение от шестерни 44 к червяку 45. Центральная шестерня 26, находясь в зацеплении с двумя сателлитами 31, вращает их и они за счет зацепления с неподвижным центральным колесом 27, обкатываются вакруг него, увлекая за собой через посредство осей 32 водило 29 с шестерней 30, кулачковым валом 33 и ступенчатым диском 34. Число оборотов кулачкового вала 33 со ступенчатым диском 34 значительно меньше числа оборотов вала электродвигателя 11 за счет нескольких понижающих зубчатых передач от элекпродвигателя к кулачковому валу 33. При вращении кулачкового вала вращающийся вместе с ним ступенчатый диок 34 воздействует через посредство рычагов 43 с роликами 41 на штоки клапанов в зависимости от профиля дорожки. Профиль дорожек выбирается в соответствии с необходимой последовательностью переключения клапанов. При набегании выступа профилированной дорожки ступенчатого диска 34 на ролик 41 соответствующего клапана, клапан плавно открывается.

При сбегании ролика 41 соответствующего клапана с выступа профилированной дорожки происходит плавное закрытие этого клапана под действием пружины клапана.

Через зубчатую передачу между шестерней 30 и ведущей щестерней 60 управления потенциометром 62 вращение водила 29 передается дополнительному валу 53. Шестерня 30 и ведущая щестерня 60 управления потенциометром 62 имеют одинаковое число зубьев. Поэтому дополнительный вал 53 вращается синхронно с кулачковым валом 33.

Дисковые кулачки 56, сидящие на дополнительно,м валу 53, при синюронном вращении кулачкового вала 33 и дополнительного вала 53 также вращаются. Дисковые г.улачки 56 установлены па дополнительном валу 53 таким образом, что каждый из них воздействует через посредство поворотных флажков 65 только на один из блоков конечных выключателей и не может воздействовать на остальные. После окончания очередного переключения клапанов один из дисковых кулачков 56 нажимает на соответствующий блок конечных выключателей, который выдает электрический сигнал на остановку привода в этом положении. После паузы электродвигатель // вновь запускается и цикл работы блока вакуумных клапанов продолжается. Полный цикл работы блока вакуумных клапанов сове(ршается за один оборот кулачкового вала 33. При синхронном вращении кулачкового вала 33 и дополнительного вала 53, визуальный указатель 58 контроля положения блока клапанов с нанесенной на нем срелкой 59 также вращается относительно неподвижной шкалы 69. Наблюдая за перемещением стрелки 59 визуального указателя 5S положения блока клапанов относительно шкалы 69, можно получать непрерывную визуальную информацию о положении блока вакуумных клапанов. Ведомая щестерня 61 управления потенциометром 62 электрического контроля положения блока клапанов и щестерня 63 выполнены с одинаковым числом зубьев. Поэтому и ось потенциометра 62 электрического контроля положения блока клапанов вращается синхронно с кулачковым валом 55 и дополнительным валом 55. При вращении оси потенциометра 62 он, в зависимости от угла ее поворота, выдает электрический сигнал, который характеризует положение блока вакуумных клапанов

и дает возможность дистанционно контролировать его положение.

При отказе или поломке электродвигателя // возникает необходимость его замены. В этом случае для замены электродвигателя 11 следует утопить нажимную втулку 5. При этом пружина 5 сожмется, а кольцевая канавка 4 совместится по высоте с щариками 6. При вытягивании карпуса 5 с электродвигателем 11 из пильзы 2, кольцевая проточка 9 на корпусе 8 выжимает щарики 6 в кольцевую канавку 4 нажимной втулки 5. Корпус 8 с электродвигателем 11 беспрепятственно выходит из гильзы 2.

Резервный электродвигатель 11с корпусом 8 вставляется в гильзу 2 до упора. При этом кольцевая проточка Р на корпусе 8 устанавливается по высоте против шариков 6, выступающих в кольцевую канавку

4 нажимной втулки 5. При отпускании нажимной втулки 5 она под действием пружины о подается вверх, загоняет шарики 6 в кольцевую проточку 9 корпуса 8, запирает их в каналах гильзы 2 и, тем самым, удерживает корпус 8 с электродвигателем 11 в гильзе 2. Корпус 8 удерживается от проворота относительно гильзы при помощи втулок 12.

При необходимости воспользоваться ручньгм приводом следует оттянуть, стопорящую полумуфту 49 и повернуть ее по часовой стрелке. При этом пружипа 51 сожмется, стопорящая полумуфта 49 выйдет из зацепления с зубчатой полумуфтой 47, а щтифт

48 войдет в Г-образный паз 52 стопорящей полумуфты 49 и зафиксирует ее в оттянутом положении. При вращении рукоятки 50 ручного управления по часовой стрелке одновременно вращается червяк 45, который

приводит во вращение щестерню 44 червячной передачи и, вместе с ним, центральное колесо 27 с внутренними зубьями. Так как центральная щестерня 26 неподвижна, то вращение центрального колеса 27, находящегося в постоянном зацеплении с сателлитами 31, заставляет их обкатываться вокруг неподвижной центральной шестерни 26. При этом вращение передается осям 32, водилу 29 и ку тачковому валу 55 со ступенчатым

диском 34, который осуществляет переключение клапанов так же, как и при работе привода от электродвигателя 11.

В остальном работа привода при ручном управлении происход|ит аналогично его работе от электродвигателя.

После окончания пользования рукояткой 50 ручного управления ее следует слегка повернуть против часовой стрелки. При этом штифт 48 выйдет из Г-образного паза 52,

стопорящая полумуфта 49 под действием пружины 51 подастся влево и войдет в зацепление с зубчатой полумуфтой 47 и зафиксируется.

Объединение в едином узле электродвиателя, редуктора с кулачковым валом и его

опорами, ручного привода, а также применение вместо нескольких дисковых кулачков одного ст|упенчатого диска дают возможность выполнить констрз кцию привода блока вакуумных клапанов очень компактной и небольшой по весу.

Автономное ручное управление приводом, быстроразъемное крепление электродвигатля повышает эксплуатационную надежность. Благодаря универсальности его можно применять в блоках с (различным числом клапанов.

Формула изобретения

1. Привод блока вакуумных клапанов, содержаший электродвигатель, соединенный через редуктор с кулачковым валом, отличаюшийся тем, что, с целью снижения веса, повышения компактности и эксплуатационной надежности, на валу установлен ступенчатый диск, имеюш,ий профилированные концентрические дорожки в количестве, соответствуюшем числу клапанов, а редуктор выполнен с центральным колесом и червячной передачей ручного управления, кинематически соединенными с кулачковым валом, причем привод содержит дополнительный вал, также кинематически связанный с кулачковым валом посредством зубчатой передачи и снабженный визуальным указателем положения блока клапанов, и потенциометр электрического контроля положения блока клапанов с системой управления, включающей установленные на дополнительном валу ведушую и ведомую шестерни.

2. Привод по п. 1, отличающийся

тем, что электродвигатель, редуктор и валы размешены в общем корпусе, причем электродвигатель закреплен с помощью быстроразъемного замкового соединения.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Пипко А. И. (И др. Оборудование для откачки вакуумных приборов. М., «Энергия, 1965, с .1.18.

/ / 7 7 7 7 1 Г /f 22 17 18 23 Я 3D 5 tj-0 /5 Vt 5 26 5 32 31 //I/I 58 57 Л., JJ I 35 35 57 J8

Б-5