CS253823B1 - Servomotor pro pohon uzavíracích klapek a kulových kohoutů - Google Patents

Abstract

Servomotor pro pohon uzavíracích klapek a kulových kohoutů se zlepšenou konstrukcí pneumatického hydraulického servováloe, v jehož pracovním prostoru se pohybuje mezi horní a dolní úvratí dutý píst opatřený vložkou, opatřenou dvojicí přímočarých drážek a dvojicí šroubových drážek, které jsou v záběru jednak s vodícími kladkami ovládacího čepu a jednak s vodícími rolnami, uloženými otočně na hlavici ovládacího'čepu. Ovládácí čep je uložen suvně a otočně v náboji, vytvořeném na vnitřním čele spodní příruby válce. Přívodní kanálek média nad píst je vytvořen v horní přírubě válce, a mezi hlavicí pístu a vnitřní čelní plochou spodní příruby je vložena vinutá pružina, zajištující spolehlivé a bezpečné uzavření armatury v havarijním případě.

Description

Vynález se týká pneumatického, případně hydraulického servomotoru pro pohon uzavíracích klapek a kulových kohoutů, s úhlem otevření 90°.

V současné době se klade stále větší důraz při ovládání armatur na spolehlivost uzávěru a na možnost okamžitého uzavření armatury v případě porušení těsnosti potrubí, ve kterém je armatura zařazena, protože se často jedná o toxické a jinak životu nebezpečné přepravované látky. Rovněž se vyžaduje, aby bylo možno ovládat armaturu dálkově. Existuje proto celá řada pohonů armatur, s uhlem otevření do 90°, jako jsou kupříkladu různé přímočaré siloválce, upevněné na potrubí či na konzole armatury, dále existují křídlové pneupohony, nebo pohony pracující na principu rotačního anuloidu, který zastupuje funkci pístu.

Je znám i pneupohon se dvěma protiběžnými písty, které posouváním otáčejí pastorkem ovládacího čepu. Dále existuje pneupohon, kde ovládací čep uzávěru armatury natáčí písty na vačkách. Je znám i pohon, kde přímočarý pohyb pístu se převádí přes pohybový šroub se závitem velkého stoupání na otáčivý pohyb.

Všechny tyto pohony mají nedostatky zejména v tom, že jsou konstrukčně značně složité, vyžadují vysokou přesnost výroby, která je velmi pracná, a konečně mají vysoké požadavky na zastavěný prostor. Některé ze známých servopohonů jsou nevhodné i z hlediska rozměrů, kdy se projevuje nepoměr mezi poměrně malou armaturou a velkým pohonem.

Konečně existuje pneumatický či hydraulický servomotor ve tvaru hydraulického válce s dutým pístem, kde prodloužená pístnice prochází válcem přes spodní i horní čelo, přičemž část pístnice procházející dolním čelem tvoří současně ovládací čep armatury, zatímco část pístnice procházející horním čelem válce je na svém konci opatřena čtyřhranem pro nouzové ruční uzavření armatury. Pneumatické či hydraulické médium je přiváděno střídavě nad i pod píst.

U tohoto řešení je v dutině pístu vytvořena šroubová drážka, ve které je uložen příčný čep pístnice a jehož pohyb ve šroubové drážce zajištuje otáčivý pohyb ovládacího čepu uzávěru armatury .

Přímočarý pohyb pístu ve válci zajištují dvě protilehlé drážky, vytvoření v boční stěně dutého pístu, přičemž těleso válce je z vnitřní strany opatřeno vodicími kladkami pro záběr s drážkami pístu. I toto řešení má značné nároky na zastavěný prostor z důvodů horní části pístnice, která v horní úvrati pístu vyžaduje volný prostor nad válcem, který je jinak nevyužit, a i délka válce musí být taková, aby v horní úvrati píst nezakrýval přívodní kanálek ovládacího média nad pístem.

Nevýhody a nedostatky známých řešení odstraňuje servomotor pro pohon uzavíracích klapek či kulových kohoutů, sestávající z pracovního válce, ve kterém se pohybuje působením ovládacího pneumatického, hydraulického média, dutý píst, jehož přímočarý pohyb je zajišřován vzájemným záběrem vodicích kladek v přímočarých drážkách, kde součástí pístu je ovládací čep uzávěru, jehož rotační pohyb je způsoben společným záběrem vodicích rolen se šroubovými drážkami, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pracovní tenkostěnný válec je opatřen horní přírubou, ve které .je vytvořen radiální kanálek pro přívod a odvod ovládacího média, a spodní přírubou, opatřenou na vnitřní straně nábojem, opatřeným vývrtem pro průchod ovládacího čepu, kde v pracovním prostoru válce je umístěn dutý píst, tvořený činnou čelní hlavicí a tenkostěnným pláštěm, ve kterém je uložena rozebíratelně vložka, opatřená jednak dvojicí přímočarých drážek, a jednak dvojicí šroubových drážek pootočených proti přímočarým drážkám o 90°, přičemž ovládací čep je v prostoru vložky opatřen válcovou hlavou, na které jsou otočně uloženy rolny pro záběr se šroubovými drážkami vložky, zatímco na vnější straně náboje spodní příruby jsou otočně uloženy vodicí kladky pro záběr s přímočarými drážkami vložky.

Dále.je podstatou vynálezu, že v pracovním prostoru válce je mezi horní přírubou a dolní přírubou vložena vinutá pružina, jejíž vnitřní průměr je větší než vnější průměr tenkostěnného pláště pístu.

Podstatou vynálezu je rovněž, že ovládací čep je uložen jednak v axiálních ložiskách na obou čelních stranách náboje a jednak v kluzných ložiskách vývrtu na obou stranách náboje, přičemž v prostoru mezi ložisky je opatřen drážkou pro uložení O-kroužku.

Konečně je podstatou vynálezu, že vložka je uchycena k tělesu pístu jednak z vnitřku šroubem k hlavici pístu, a jednak z vnějška k tenkostěnnému plášti pístu nýty.

Vyšší účinek vynálezu se projevuje podstatným snížením požadavku na zastavěný prostor, ale zejména tím, že umožňuje bezpečné uzavření armatury v případě havárie na potrubí zcela automaticky působením vinuté pružiny. Z vnější strany armatury se nevyskytuje žádný pohyblivý prvek, kromě ovládacího čepu armatury, konstrukce armatury je jednoduchá, bez velkých nároků na údržbu při podstatně vyšší životnosti a spolehlivosti.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje základní provedení servomotoru s horním i spodním přívodem pracovního média v osovém řezu, a obr. 2 je bezpečnostní provedení servomotoru z obr. 1.

Podle vynálezu je pneumatický, případně hydraulický servomotor pro pohon závěrného prvku armatury tvořen tenkostěnným válcem který je uzavřen horní přírubou 2 a spodní přírubou 3, které jsou vzájemně spojeny svorníky 4_ a maticemi 5_, takže vytvářejí spolu s válcem 1. kompaktní celek. Horní příruba 2 je opatřena radiálním kanálkem pro přívod a odvod ovládacího média z prostoru nad pístem 7_, a umožňuje tak plné využití pracovního prostoru 2 válce 1.» Spodní příruba 2 ίθ opatřena na vnitřní čelní ploše nábojem //, který je opatřen vývrtem 10 pro průchod ovládacího čepu 11, jehož vyčnívající konec pod spodní přírubou 3. je opatřen souosými ploškami 12 pro zasunutí do otočného čepu neznázorněného závěrného prvku armatury, přičemž tyto plošky 12 slouží zároveň k možnému ručnímu ovládání ovládacího čepu 11 servopohonů.

V horní vnější části je náboj opatřen dvojicí protilehlých vodicích kladek 13. Ovládací čep 11 je ve své horní části zakončen válcovou hlavou 14, opatřenou na protilehlých stranách vodícími rolnami 15. Ve válci 1. je dále suvně uložen dutý píst T_, sestávající z čelní činné hlavice 16 a z tenkostěnného pláště 17 o podstatně menším vnějším průměru než je vnější průměr čelní činné hlavice 16. Uvnitř tenkostěnného pláště 17 je vyjímatelně uložena vložka

18, která je opatřena jednak dvěma protilehlými přímočarými drážkami 19 pro záběr s vodícími kladkami 1_3, uloženými otočně v horní části náboje 9, a jednak dvojicí protilehlých šroubových drážek 20 pootočených vzhledem k přímočarým drážkám 19 o 90°, které jsou v záběru s vodícími rolnami 15, uloženými otočně ve válcové hlavě 14 ovládacího čepu 11. Přitom vnější průměr válcové hlavy 14 ovládacího čepu 11 odpovídá vnitřnímu průměru vložky 18.

Vložka 18 je uchycena z vnitřní strany šroubem 21 k hlavici 16 pístu 1_, zatímco k tenkostěnnému plášti 17 pístu 2 í^e uchycena z vnější strany nýty 22. Mezi nábojem 2 spodní příruby 2 a hlavou 14 ovládacího čepu 11 je uloženo axiální ložisko 2 3, přičemž stejné ložisko 23 je uloženo mezi ovládacím čepem 11 a spodní přírubou 2 ^na jeho výstupu z této spodní příruby 2· Kromě toho je ovládací čep 11 veden v kluzných ložiskách 24 umístěných na obou koncích vývrtu 10 náboje 2 spodní příruby 2/ přičemž v prostoru mezi oběma druhy ložisek 23, 24 je ovládací čep 11 opatřen drážkou 25 pro uložení O kroužku 26. Hlavice 16 pístu 7_ je proti stěnám válce .1 utěsněna těsnicím kroužkem 27. V základním provedení podle obr. 1 je ve spodní straně stěny válce 1. umístěna vsuvka 28 pro přívod a odvod média z prostoru pod pístem

V alternativním provedení, znázorněném na obr. 2, je stená válce 2 hladká a namísto vsuvky 28 pro přívod pracovního média pod píst ]_ je do pracovního prostoru 2 válce 2 vložena vinutá pružina 29 tak, že se opírá jednak o vnitřní čelní plochu spodní příruby 2 ^a jednak o vnitřní čelní plochu činné hlavice 16 pístu ]_, přičemž její vnitřní průměr je větší než vnější průměr tenkostěnného pláště 17 pístu 1_.

Servopohon podle vynálezu pracuje tak, že do prostoru nad píst Ί_ je přivedeno kanálkem 6 pracovní médium, a píst 2 ^se pohybuje směrem k dolní úvrati. Přitom je jeho přímočarý pohyb zajištován vodícími kladkami 13 v přímočarých drážkách 19 vložky 18 pístu _?.* Současně se vodicí rolny 15 hlavy 14 ovládacího čepu 11 pohybují v šroubových drážkách 20 vložky .18., což má za následek otáčení hlavy 14, a tím i ovládacího čepu 11, kolem vlastní osy v rozsahu 0 až 90°.

Ovládací čep 11 při svém natáčení unáší svým spojením s otočným čepem neznázorněného uzávěru i tento uzávěr a tím otevírá armaturu. Zpětným pohybem pístu 7_, kdy se ovládací médium přivádí pod píst 7_ vsuvkou 28, a médium nad pístem 7_ 3^e odváděno kanálkem 6. v horní přírubě 2_ válce 1, se armatura uzavírá. Při použití bezpečnostního provedení podle obr. 2, je pohyb pístu 7 ©vládán pouze přívodem a odvodem pracovního média z prostoru nad pístem 2 kanálkem _6 ^a působením vinuté pružiny 29 ♦ Pro tento případ je kanálek 6 opatřen neznázorněným čidlem, které reaguje na pokles tlaku v potrubí, a v takovém případě zajistí uzavření přívodu média a uvolni jeho volný odtok z prostoru nad pístem 7.»

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Servomotor pro pohon uzavíracích klapek či kulových kohoutů, sestávající z pracovního válce, ve kterém se pohybuje působením ovládacího pneumatického, případně hydraulického média dutý píst, jehož přímočarý pohyb je zajištován vzájemným záběrem vodicích kladek v přímočarých drážkách, kde součástí pístu je ovládací čep uzávěru armatury, jehož rotační'pohyb je způsoben společným závěrem vodicích rolen se šroubovými drážkami, vyznačující se tím, že pracovní tenkostěnný válec (1) je opatřen horní přírubou (2), ve které je vytvořen radiální kanálek (6) pro přívod a odvod ovládacího média z prostoru nad pístem (7), a spodní přírubou (3) opatřenou na vnitřní straně nábojem (9), opatřeným vývrtem’ (10) pro průchod ovládacího čepu (11), kde v pracovním prostoru (8) válce (1) je umístěn dutý píst (7), tvořený činnou čelní hlavicí (16) a tenkostěnným pláštěm (17), ve kterém je rozebíratelně uložena vložka (18), opatřená jednak dvojicí přímočarých drážek (19) a jednak dvojicí šroubových drážek (20) pootočených vzhledem k přímočarým drážkám (19) o 90°, přičemž ovládací čep (11) je v prostoru vložky (18) opatřen válcovou hlavou (14), na které jsou otočně uloženy rolny (15) pro záběr se šroubovými drážkami (20) vložky (18), zatímco na vnější straně náboje (9) spodní příruby (3) jsou otočně uloženy vodicí kladky (13) pro záběr s přímočarými drážkami (19) vložky (18).
2. 2. Servomotor podle bodu 1, vyznačující se tím, že v pracovním prostoru (8) válce (1) je mezi horní přírubou (2) a spodní přírubou (3) vložena vinutá pružina (29), jejíž vnitřní průměr je větší než vnější průměr tenkostěnného pláště (17) pístu (7).
3. 3. Servomotor podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že ovládací čep (11) je uložen jednak v axiálních ložiskách (23) na obou čelních stranách náboje (9), a jednak v kluzných ložiskách (24) vývrtu (10) na obou stranách náboje (9), přičemž v prostoru mezi oběma druhy ložisek (23, ,14) je ovládací čep (11) opatřen drážkou (25) pro uložení 0 kroužku (26).
4. 4. Servomotor podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že vložka (18) je uchycena k tělesu pístu (7) jednak z vnitřku šroubem (21) k hlavici (16) pístu (7), a jednak z vnějšku k tenkostěnnému plášti (17) pístu (7) nýty (30).