CS229163B1 - Uzavírací armatura s pohanem uzávěru toěivým motorem - Google Patents

Description

Vynález se týká uzavírací armatury s pohonem uzávěru točivým motorem, zejména armatury s klínovitým provedením uzávěru s pohonem elektromotorem.

U šoupátek s mechanicky ovládaným klínem dochází po vypnutí pohonu vlivem setrvačnosti pohyblivých Částí k výraznému zvýšení zavírací síly. Toto zvýšení nezřídka dosahuje několikanásobku síly v okamžiku vypnutí pohonu a je tím výraznější, Čím větší je nahromaděná energie v pohybujících se částech, to je, čím je armatura rychločinnější. Nevýhodou tohoto stavu je, že záběrový účinek pohonu často nedosáhne hodnoty setrvačného zvýšení a armatura s daným pohonem je neovladatelná, i když je pohon pro dané pracovní poměry staticky dostatečně dimenzován.

Výše uvedenou nevýhodu odstraňuje v podstatě vynález, kterým je uzavírací armatura s pohonem uzávěru točivým motorem, zejména armatura s klínovitým provedením uzávěru s pohonem elektromotorem, sestávající z tělesa, v němž je uložen posuvný uzávěr s vřetenem uloženým na závit ve vřetenové matici, kde pohon je tvořen točivým motorem a mezi vřetenem a uzávěrem a/nebo mezi díly vřetene a/nebo v uložení vřetenové matice je upravena, axiální vůle vřetena, a jeho podstata spočívá v tom, že tato axiální vůle daná součtem jednotlivých axiálních vůlí vyhovuje vztahu

120

·)<

( GD ) h

M max - Tu.Dv.tg.0+f) kde n jsou jmenovité otáčky r.otoru motoru za minutu, GD je hmotový moment setrvačnosti rotoru motoru v kgm , h je stoupání závitu y m, M max je maximální vypínací moment na matici nebo vřetenu v Nm,

Tu je střední axiální třecí síla vřetena během rozběhu motoru v N, Dv je střední průměr závitu vřetena v metrech, je úhel stoupání závitu vřetena ve stupních a f je průmět třecího úhlu do sklonu boku profilu závitu vřetena ve stupních.

229 133 ~ 5 ~

Vyšší účinek vynálezu je dán zvýšením spolehlivosti funkce šoupátka s mechanicky ovládaným klínem.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkrese, představujícím na obr. 1 částečný nárysný řez šoupátkem s klínem mechanicky ovládaným s axiální vů. lí vřetena podle vynálezu upravenou ve vybrání uzávěru, na obr. 2 alternativní provedení šoupátka z obr. 1 s vůlí vřetena upravenou

- mezi díly vřetena a na obr. 3 další alternativní provedení šoupátka podle obr. 1 s vůlí upravenou posuvným uložením vřetenové matice.

Šoupátko podle vynálezu sestává z tělesa 1, v jehož průtočném kanále 2 je uložen posuvný uzávěr 2 klínovitého tvaru. Uzávěr 2 je ve své horní části opatřen vybráním 4» ^v němž je dle obr. 1 s axiální vůlí VI uložena hlava 5. vřetena 6. Vřeteno & je dále uloženo posuvně v ucpávce X umístěné v horní části tělesa i. Nad ucpávkou X vně tělesa i je vřeteno.6 opatřeno pohybovým závitem 8, kterým je uchyceno ve vřetenové matici % uložené otočně v pohonném ústrojí ICL· ^atice 9 je dále v záběřu prostřednictvím neznázorněného převodu s rotorem 11 motoru 12 pohonného ústrojí 10.

Rotor 11 může být opatřen neznázorněným přídavným kotoučem, který je jednosměrně v záběru s rotorem 11 například poraoeí rohatky a západky. Dle obr. 2 je vřeteno 4 dělené a jeho díly 6l, 62 jsou spojeny posuvně s axiální vůlí V2 pomocí spojky 13. Dle obr. 3 je axiální vůle vřetena 6 upravena posuvným uložením vřetenové matice 2 v pohonném ústrojí 10 s axiální vůlí V3. Hodnoty vůlí VI, V2,

V3 vycházejí ze základního vztahu pro axiální vůli vřetena 6, jejíž hodnota v metrech činí nejméně

V « 2^( )² _-——» kde

M max - Tu.Dv.tg(/+S) n jsou jmenovité otáčky rotoru 11 motoru 12 za minutu, (UU²) je hmotový moment setrvačnosti rotoru 11 motoru 12 případně včetně přídavného kotouče v kgm , h je stoupání závitu 8 vřetena 6 v metrech, M max je maximální vypínací moment na matici 4 v Nm, Tu je střední axiální třecí síla vřetena & během rozběhu motoru 12 v jV střední průměr závitu 8 vřetena 6 v metrech, Cý je úhel stoupání závitu 8 vřetena 6 ve stupních a je průmět třecího úhlu do sklonu boku profilu závitu 8 vřetena 6 ve stupních.

229 163

Vzhledem k tomu, že v případě úpravy vůle Vt v uzávěru j se na vřeteno 6 během rozběhu motoru 12 uplatňuje třecí síla v ucpávce 7, která dosahuje značných hodnot, j-e vztah pro tuto vůli VI totožný se základním vztahem pro axiální vůli V vřetena £. V případě úpravy axiální vůle V vřetena 6 ve spojce 13 dílů 61. 62 vřetena 6 nebo posuvným uložením matice j se axiální třecí síla Tu v ucpávce X neuplatňuje a třecí síla horního dílu 61 vřetena 6 respektive matice 9 v pohonném ústrojí 10 je prakticky nulová, lze ji proto zanedbat a vztah pro tyto vůle V2, V3 se zjednoduší na výraz

V2 = V3 . 2 (SD² ). h

M max

V uzavřené poloze šoupátka je uzávěr j sevřen ve své dolní poloze mezi těsnícími sedly 14 tělesa 1. Hlava j vřetena 6 je rovněž ve spodní poloze a nad ní je dle obr. 1 ve vyhrání £ uzávěru j axiální vůle V1. V případě, že tato vůle V1 vyhovuje dříve uvedenému vztahu pro axiální vůli V vřetena 6, je tím zajištěno, že jakmile vznikne potřeba šoupátko otevřít, rotor 11 motoru 12 se během doby potřebné k tomu, aby se vřeteno 6. posunulo o axiální vůli VI, rozběhne na jmenovité otáčky η. V případě šoupátek dle obr. 2 a 3 probíhá rozběh motoru 12 stejným způsobem. Po vyeliminování axiální vůle V vřetena 6 naakumulovaná rotační energie v rotoru 11 a případně i v přídavném kotouči způsobí uvolnění uzávěru j ze sedel 14. Zmíněný přídavný kotouč je výhodný zejména v případech méně často manipulovaných šoupátek, kdy otevírací moment na rotoru 11 motoru 12 je větší než uzavírací moment.

Axiální vůle V vřetena 6 nemusí být upravena pouze přesně podle popisovaných alternativ. V případě potřeby může být axiální vůle V vřetena 6 dosaženo libovolnou kombinací těchto alternativ.

Hodnota axiální vůle V vřetena 6 se přitom stanoví například pro nej nepříznivější případ s největší axiální třecí silou S*. vřetena 6 a tato hodnota se vhodně rozdělí. Pro srovnání vlivu třecí síly na výslednou hodnotu axiální vůle V vřetena 6. následuje příklad konkrétního stanovení vůlí V1, V2, 73 pro tyto vstupní hodnoty: n « 2900 min~\ (GD²) * 0,067 kgm², h » 0,016 m, M max « 1250 Nm,

Tu

25000 N, Dv » 0,06 m, f

4,85°, tření vřetena 6, v ucpávce 7 ψ * 3,43°. Po dosazení do vztahu pro vůli VI ve vybrání £ uzávěru pro hlavu *> vřetena 6 obdržíme hodnotu

229 163

VI v » 2f, (-1222-)², ¹ 120

0,067 . 0,016

2.1250 « 25000.0,06. tg<4,85°+ 3,43) » 1,72.10

-3m a pro vůli V2. V3 ve spojce 13 vřetena 6 nebo v posuvném uložení matice 2 hodnotu

2900

V2 - V3 - 2Π “120“)

P±Q67_<_O.,O16 . 1250 « l,57.10~³m.

V obou případech volíme hodnotu vůle V =» VlsV2«V3»2mm, což pro y názornost představuje pootočení vřetenové matice 2 ⁰ úhel 360°. £ ίζτγ,Ο 0002 . _χεο “ ³⁶⁰ *07015 ⁴⁵ ·

Vynálezu lze využít i u jiných typů uzavíracích«armatur k překonání počátečního odporu jejich uzávěru při otevírání, zejména u méně manipulovaných armatur. Dále lze vynález využít i v případech, kdy vřetenová matice je uložena v uzávěru, jako je tomu · u vlkových šoupátek, přičemž axiální vůle vřetena je podobně jako na obr. 3 upravena posuvným uložením vřetenové matice tentokrát však v uzávěru, třecí síla Tu vřetena je opět také zanedbatelná a M max je maximální vypínací moment místo na matici na vřetenu, neboť hnaným prvkem dvojice vřeteno - matice jev tomto případě, na rozdíl od předchozích případů vřeteno.

Claims (1)

1. Uzavírací armatura s pohonem uzávěru točivým motorem, zejména armatura s klínovitým provedením uzávěru a pohonem elektromotorem, sestávající z tělesa, v němž je uložen posuvný uzávěr s vřetenem uloženým na závit ve vřetenové matici, kde pohon je tvořen točivým motorem a mezi vřetenem a uzávěrem a/nebo mezi díly vřetene a/nebo v uložení vřetenové matice je upravena axiální vůle vřetena, vyznačující se tím, že tato axiální vůlé%aná součtem jednotlivých axiálních vůlí ( V1, V2, V3 ) vyhovuje vztahu

   V 5 2f{ _2_ )^{2 ( S}°^{2) h} _kde

   120 2 M max - Tu.fiv.tg ty+yj’ ^Kae n jsou jmenovité otáčky rotoru (11) motoru (12) za minutu, (GD ) je hmotový moment setrvačnosti rotoru (11) motoru (12) v kgm , h je stoupání závitu (8)<r% max je maximální vypínací moment na matici (9) nebo vřetenu (6) v Nm, Tu je střední axiální třecí síla vřetena (6) během rozběhu motoru (11) v N, Dv je střední průměr závitu (8) vřetena (6) v m, 9⁷ je úhel stoupání závitu (8) vřetena (6) ve stupních a je průmět třecího úhlu do sklonu boku profilu závitu (8) vřetena (6) ve stupních·