Пневматическая система управления для шарового крана Советский патент 1982 года по МПК F16K31/12 

I; Изобретение относигся к арматуростроению ОЛЯ автоматического управления ш рсжым кpaнo f с привооными сеоламн, обеспечивакмцее овухсторовние уплотвения прохоокого сечения шарежого крана, нопо/е ззгемогх) в качестве запорной арматуры на трубопроводах энергетических установок, а также в нефтехимической, газовой промышленности к может быть нспош зсвано в других аналогичных пневмогис равлическнх системах управления в машиностроении. Известна пневматнческая система yirравлення цля шарового крана с поцвижными седлами, содержащая снабженное с комансшой полостью перепускное клапанное устройство, пневматически связанное с силовыми пневмоцишндрами управления запорной пробкой и седлами крана через золотниковые распределители с. команонь ми пневмоцилиндрами и конечные пневмовыключатели приводов, пробки, и севел. Недостатком известной системы управления является надостаточная надежность .срабатывания, вызванная отсутствием единого командного элемшста для включения и выключения. Цель изобретения - повышение надежности срабатывания системы. Псютавленная пель достигается тем, что перепускное клапанное устройство снабжено Д)щгхст фовним обратным клапаном, входные каналы которого сообщены с рабочими полостями пневматических выключателей привода пробки, а BI ходной - с командной пьлостью переп лвого клапанного устройства, причем команц ный пневмсинлнндр золотника, управляющего приводом пробки, сообщен с рабочей полостью пн матического выключателя привода подвижиых Командный пневмсцнлиндр золотника, управ-i ляющего приводом седел, сообщен с комайдной полостью перепускного клапанного устройства. На фиг. 1 изображена общая схема пневматической системы управления шаро- вым краном; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I. Пневматическая система управления ал шарового крана 1, имеющего привосшые седла 2 и 3, содержит пневмопривод 4 для пробки 5, два пневмопривода 6 и 7 соответственно для седел 2 и 3, управляющая пневматическая система которых соединена между собой параллельно, а так же два распределителя 8 и 9, три пневмовыключателя Ю, 11 и 12 и перепускное клапанное устройство 13. Перепускное клапанное устройство 13 имеет внутреннюю полость 14, в которой расположен . двухсторонний обратный клапан 15, а также Командную камеру 16, в которой размещен подпружиненный золотник 17, взаимодействующий с якорем 18 электромагнита 19, который снабжен кнопкой управления (пуска) 20 и ее ручным дублером 21. Командная камера 16 имеет торцовое седло, пневматически связанное с внутренней полостью 14 и верхнее торцовое седло, связанное каналом с атмосферой. Командный пневмсщилиндр 22 распределителя 9 пневматически связан через командную камеру 16 перепускного клапанного устройства 13 с внутренней полостью 14. Внутренняя полость 14 имеето два противоположно расйоложенных торцовых седла с каналами 23 и 24, каждое из которых соединено с соответствующими конечными пневмовыключателями 1О и II, которые поочередно кинематически взаимодействуют со штоком пневмопривод 4 (пробки 5) при его крайних положениях Командный пневмоцилиндр 25 распределителя 8 пневматически связав с. конечны пневмовыключателем 12, который кинематически взаимодействует с одним из штоков пневмоприводов 6 или 7 седел 2 или 3 соответственно. Распределители 8 и 9, кроме соответствующих пневмоцилиндров 22 и 25, имеют каждый по подпружиненному пружиной 26 качающемуся рычагу 27 и поршню 28 переводному блоку 29 с бом ЗО, а так же по два золотника 31 и 32, переключающих управляющую cpety из одних гго лостей пневмоприводов 4, 6 и 7 в противоположные. Распределитель 9 управляет пневмопри водами 6 и 7 (седел 2 и 3 соответствен но), а распределитель 8 - пневмопривод ом 4(сферы 5). Конечные пневмовыключатели Ю, 11 и 12 СОСТ05ГГ каждый из нажимного подпружиненногЬ (имеющего полость) стержня 33, Кинематически связа вого с золотником 34 и подпружиненным золотником 35. Пневмопривод 4 через свой што и кулису 36 кинематически связан со сферой 5 шарового крана 1, а пневмоприводы 6 и 7, каждый через свои штоки посреиством реечного зацепления, кинематически свя- заны Ь соответствующикш седлами 2 и 3 которые резьбою сое синены с патрубками шарового кран.а I (и1« его корпуса). Управдение шаровым краном I, т.е. его закрытие нж открытие посредством вышешисанной пневматической системы, производится путем нажатия кнопки 2О с последующим ее возвращением в первоначальное положение. Рабочий цикл пневматической системы управления по закрытию шарового крана I начинается с включения и последующего выключение кнопки 20, в результате чего электромагнит 19 перемещает золотник ,17 вниз и перекрывает поступление сжатого воздуха через нижнее седло командной камеры 16 в пне1 моцилиндр 22, но тем самым соединяет этот пневмоцилиндр с атмосферой через открытое верхнее седло командной ка- меры 16 в результате отхода от него золотника 17. Находяшийся в пневмоцишндре 22 обьем сжатого воздуха уходит в атмосферу, а его рычаг 27 и поршень 28 под действием пружины 26 занимают крайнее нижнее свободное положение. После обесточивания электромагнита 19 (кнопка 2О выключена) под действием сжатого воздуха, поступающего из внутренней полости 14, золотник 17 перемещается вверх и перекрывает верхнее седло командной камеры 16, тем самым отсекая ее от атмосферы, а поршень 28 пневмоцилиндра 22, сжав 1фужнну 26, перемещает рычаг 27 р крайнее верхнее положение, который, зайпя во впадину зуба 30, поворачивает переводной блок 29 и изменяет положение золотников 31 и 32 распределителя 9 на обратное. В результате переключения золотшков 31 н 32 распределителя 9 сжатый воздух (подключенный к распределителю) поступает в противоположную (нижнюю) полость пневмоприводе 6 и 7, а их другая полость (верхняя) в это время соединена через распределител 9 с атмосферой. Штоки пневмоприводов 6 и 7 передвигаются и занимают крайнее верхнее положение, седла 2 и 3 отводят от сферы 5, а стержень 33 конечного пневмовыключвтеля 12 переводят в крайнее верхнее положение поп аействием нежима на него штока пн мопривода 6, после чего в пне вмощслиндр 25 поступает сжатый воздух, подключенный к конечному пневмовыключа телю 12 в рв 1штате отхоца от седла корпуса аолотннка 35 под воздействием перемещающегося в верхнее положение сте{)жня 33, который одно еменно уплогняясь по золотнику 34 в это же время от секает атмосферный канал пневмовыключате ля 12 от пневм(щилиндра 25. Сжатый воздух, воздействуя на 28 распределителя 8, посредством последнего сжимает пружину 26 и перемешает в верхнее положение рычаг 27, который, зайдя во впадину зуба ЗО, поворачивает пере вода ой блок 29 и изменяет положение золотников 31 и 32 распределителя 8 на обратное, т.е. переключает их. в результате переключения золотников 31 и 32 распредештеля 8 сжатый возду: подключенный к распределителю 8, поступает ь фотивоположную (нижнюю) полость пневмопривода 4, а его другая полость (верхняя) в это время соединена через распре аелитет 8 с атмосферой. При этом шток пневмопривода 4 передЕигается и занимает крайнее верхнее положение, сфера 5 поворачивается на 9О в положение Закрыто, а стержень 33 конечного пневмовыключателя 11 перевоштг в крайнее верхнее положение под действием нажима на него штока пневмопривсоа 4. Одновременно с отходом штока пневмопривода 4 в крайнее верхнее положение им освобождается стержень 33 конечного пневмовыключателя Ю, в результате чего ЗОЛОТШ1К 35 перекрывает седло, через .которое с катый воздух, подк;воченный к крвечному пневмовыкпочателю 1О, ранее поступал далее через седло 24, И1утрекнюю полость 14 и командную камеру 16 в пневмшилиндр 22 распределителя 9, который теперь под действием пружины отходит от золотника 34 и, тем самым, обеспечивает уход сжатого воздуха из пневмоцишндра 22 чэрез командную камеру 16,- внутреннюю полость 14 и седло 24 в атмосферу через конечный пневмовыключател 1О. Так как рабочая полость пневмоциливдра 22 имеет незначительный обьем, то за время хода штока пневмопривода 4 от одного конечного пневмовыключателя Ю до другого - 11 сжатый воздух успевает выйти из его полости, давление в которой снижается до атмосферного, а это значит, что пружина 26 отводит тем временем поршень 28 в исхроное положение вместе с рычагом 27. После того как штоком пневмоприВ1 да 4 стержень 33 конечного пневмовыключателя 11 переводят в крайнее верхнее положение, происходит пуск сжатого воздуха, подаваемого к конечному пневмшыключателю 11, который далее через седло 23 входит во внутреннюю полость 14, в которой под действием этого потока ( давления сжатого воздуха) обратный клапап 15 перекрывает седло 24 н тем самым отсоединяет внутреннюю полость 14 от открытого атмосферного канала конечного пневмовыкгвочателя Ю, а также пропускает сжатый воздух в командную камеру 16, где золотник 17, прижатый пружиной к верхнему седлу, держит командную камек 16 в отсеченном от атмосферы состо5шии, и оттуда проХОШ1Т в полость пневмоцилиндра 22 распределителя 9. ( Рычаг 27 во время отхода штока пневм одривода 4 от стержня 33 конечного пневмовыключателя 10, выйдя из зацепления с переводным блоком 29, т.е. из одной его впадины при вышеописанной подаче давления в пневмодилиндр 22, отклоняется зубом ЗО в другую его впади- ну, т.е. снова входит в зацепление с переводным блоком 29 и поворачивает его вокруг оси, обеспечивая тем самым переключение золотников 31 и 32 в дру гое положение, В результате переключения золотников 31 и 32 распределителя 9 сжатый воздух, подключенный к распределителю, поступает в противоположную (верхнюю) полость пневмопривоцс 6 и 7, а их другая (нижняя) полость соединена через распределитель 9 с атмосферой. При этом штоки пневмоприводов 6 и 7 занимают крайнее нижнее положение, а седла 2 к 3 через кинематическую связь со штоками пневмопривойов 6 и 7 вновь уплотняют по сфере 5, т.е. таким образом заканчивается автоматический цикл работы пневматической системы управления шаровым краном. Шаровой кран переводятс открытого полсження в закрытое. . Во время д жения штока пневмопривода 6 в крайнее нижнее положение : ходит от конечного пневмовыключателя 12 и сювобождает его стержень 33, который под действием пружины отходит от золот- ника , и тем самым обеспечивает ухоп сжатого воздуха из пвевмсцнлинара 25 в атмосферу (через конечныйгшевмовыключагель 12), а это привооит к тому, что пружина 26 распределителя 8 отвооит поршень 28 в исходное (нижнее) положение совместно с рычагом 27, который поэтому выходит из зацепления с впадиной зуба ;. ЗО переводного блока 29. Таким образом, происходит подготовка раЬпре делите ля 8 к следующему ввтоматическому цикду по открытию шарового кра Для повторения автоматического цикла работы пневматической системы управдашя шаровым краном, т.е. перевода шарового крана в другое (открытое) полоисение, аостаточно вновь произвести кратковременное нажатое кноп№ 2О с последуюншм ее возвращением в первоначальное положений Во время второго автоматического цикла, вышеописанное взаимодействие частей и деталей пневматической системы управленкя шаровым краном повторяется (как и при первом цикле на его закрытие) в результате чего шаровой кран изменяет положение своего запорного органа на обратное, т.е. происходит открытие шаровоГ, .,„„ ГТ7 AtLNtfici При этом, до поворота пробки седла также отводят от сферы, а после поворота оба седла бугут вновь уплотнены по сфере. Технико-экшомическая эффективность предлагаемой пневматической системы управления заключается в повышении надежности срабатывания за счет полной автометизации управления с помощью ооного командного элемента. Формула изобретен ия Пневматическая система управления аля шарового крана с поовижными сеолами, соаержашая снабженное команшюй поло- . стью перепускное клапанное устройство, пневматически связанное с силовыми, пневмоцилиндрами управт ия запорной пробКОЙ .И седлами крана через золотниковые .распредедатели с командными пневмсцилиндракга, и кшечные пневмовыключатели привоцов пробки и седел, отличаюЩ а я с я тем, что,с целью повышения надежности срабатывания системь пере «° клапаннте устройство снабжено Двухсторонним обритым клапаном, каналы которого сообщены с рабочи полостями пневматических Конечных выключателей привода пробки, а выходр- « командной полостью перепускного .клапанного устройства, причем командный .. приводом пробки, сообщен с рабочей полостью пневматического конечного вьключателя привода подвижных седел, а командный пневмоцилиндр золотника, управляющего .tf„ приводом седел, сообщен с командной полостью перепускного клапанного устройства. Источники инфсфмации, принятые во внимание арк экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 355888, кл. F 16 К 31/12, 1970.