CS272592B1

CS272592B1 - Hydropneumatic rotating servomotor

Info

Publication number: CS272592B1
Application number: CS480588A
Authority: CS
Inventors: Zbynek Ing Franek; Jaromir Ing Zavisky
Original assignee: Zbynek Ing Franek; Zavisky Jaromir
Priority date: 1988-07-04
Filing date: 1988-07-04
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS480588A1

Abstract

It enables rotation of the output shaft of the servomotor into three positions without the use of additional mechanisms, while achieving simplicity, high driving torques and also relatively small size, weight and decreased acquisition costs. Drillings with two different diameters are created in the cylinder (1) and they contain displaceable pistons (4, 5), while the first piston is displaceably mounted in the cavity of the second piston (5) and its second side, which is closed by the bottom, piston (4) is displaceably mounted in the drilling with the smaller diameter. A recess (7) is created in the first piston (4) in the longitudinal axis, while the output shaft (8) passes through it. The recess (7) is joined by the upper groove (9) and lower groove (10), where a tooth pinion (11) is placed, while a tooth rack (12) is placed in the lower groove (10), possibly upper groove (9).<IMAGE>

Description

(57) Umožňuje natočení výstupního hřídele servomotoru do tří poloh bez použití přídavných mechanismů při současné jeho jednoduchosti, nenáročnosti, značných dosahovaných kroutících momentech a rovněž i při poměrně malých rozměrech, hmotnosti a snížených pořizovacích nákladech. Ve válci (I) jsou vytvořena vrtání o dvou rozdílných průměrech, v nichž jsou suvně uloženy písty (4,5), z nichž první píst (4) je svou jednou stranou suvně uložen v dutině druhého pístu (5) a druhou stranou, uzavřenou dnem, je suvně uložen ve vrtání o menším průměru. V prvním pístu (4) je v podélné ose vytvořeno vybrání (7), kterým prochází výstupní hřídel (8) a na něž navazuje horní drážka (9) a dolní drážka (10), v nichž je umístěn ozubený pastorek (II) , přičemž v dolní drážce (10), popřípadě v horní drážce (9) je upevněn ozubený hřeben (12).(57) Allows the actuator output shaft to be rotated to three positions without the use of additional mechanisms, while at the same time simplicity, unpretentiousness, considerable torques achieved, as well as relatively small dimensions, weight and reduced purchase costs. In the cylinder (I) there are formed bores of two different diameters in which the pistons (4,5) are slidably mounted, of which the first piston (4) is slidably mounted in the cavity of the second piston (5) and the other side closed bottom, it is slidably mounted in a bore of smaller diameter. In the first piston (4), a recess (7) is formed in the longitudinal axis through which the output shaft (8) passes and adjoins the upper groove (9) and the lower groove (10) in which the pinion (II) is located, a toothed rack (12) is fastened in the lower groove (10) or in the upper groove (9).

272 592 (11) (13) Bl (51) Int. Cl. ⁵ 272 592 (11) (13) Bl (51) Int. Cl. ⁵

F 15 B 9/00F15B 9/00

CS 272592 BlCS 272592 Bl

Vynález se týká hydropneumatického otočného servomotoru pro ovládání uzavíracích přístrojů, například třícestného kohoutu, do přesně určených poloh, kterých se používá k uzavření průtoku nebo k regulaci množství protékající látky a řeší možnost natočení jeho výstupního hřídele do tří poloh bez použití přídavných mechanismů při současné jeho jednoduchosti, nenáročnosti, značných dosahovaných kroutících momentech a rovněž i pří poměrně malých rozměřech, hmotnosti a snížených pořizovacích nákladech.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a hydropneumatic rotary servomotor for actuating shut-off devices, such as a three-way valve, to precisely defined positions used to shut off flow or to regulate the flow rate of a fluid. , unpretentiousness, considerable torques achieved, as well as relatively small dimensions, weight and reduced purchase costs.

Hydropneumatické otočné servomotory se s výhodou používají všude tam, kde jako ovládací médium je k dispozici vzduch nebo inertní plyn, případně tlakový olej a kde je zapotřebí přestavovat nejrůznější ovládané prvky, přičemž jejich přednosti spočívají zejména v kompaktnosti, nenáročnosti a ve značných dosahovaných kroutících momentech při poměrně malých rozměrech. Jsou známy hydropneumatické otočné servomotory s dvojitým nebo jednoduchým otáčivým pohybem, sestávající z válce, v němž je uložen buá. jeden nebo dva tvarované písty shodného průměru, které jsou protilehle uspořádány a jejichž přímočarý pohyb se převádí na otáčivý pohyb výstupního hřídele pomocí kulisového nebo hřebenového mechanismu, přičemž v případě hřebenového mechanismu jsou tvarované písty například opatřené nosem, v němž je buá vytvořeno ozubení zabírající do ozubeného pastorku výstupního hřídele nebo ke kterému je upevněn vyměnitelný ozubený hřeben. Z obou stran je válec opatřen víkem, s rektifikačním šroubem pro vymezení úvrati pístů, čímž lze v určitém rozsahu regulovat úhel natáčení výstupního hřídele.Hydropneumatic rotary servomotors are advantageously used wherever air or inert gas or pressure oil is available as the control medium and where it is necessary to change various actuated elements, their advantages being in particular compactness, unpretentiousness and considerable achieved torques at relatively small dimensions. Hydropneumatic rotary servomotors with double or single rotary motion are known, consisting of a cylinder in which either one is mounted. one or two shaped pistons of the same diameter, which are oppositely arranged and whose linear movement is converted into rotational movement of the output shaft by means of a sliding or rack mechanism, and in the case of the rack mechanism the shaped pistons are provided with a nose in which a toothing is formed an output shaft pinion or to which a replaceable toothed rack is attached. On both sides the cylinder is provided with a cover with a rectification screw to limit the dead center of the pistons, whereby the angle of rotation of the output shaft can be regulated to a certain extent.

Nevýhodou dosud známých řešení je omezený počet poloh natočeni výstupního hřídele, nebot tyto servomotory mohou výstupní hřídel natočit pouze do dvou možných poloh, nejčastěji v rozsahu 90°, čímž se ale nedají přímo použít pro ovládání některých uzavíracích přístrojů, například třícestného kohoutu, kterého je třeba natáčet do tří poloh, nebo se dají použít jen s pomocí složitých přídavných mechanismů, jako například hydropneumatických válců s pákovým mechanismem nebo pomocí elektrických pohonů, vybavených koncovými spínači a snímači jednotlivých poloh, které jsou však náročné na výrobu i údržbu a mají poměrně velké rozměry a velkou hmotnost.The disadvantage of the known solutions is the limited number of positions of the output shaft, because these servomotors can rotate the output shaft only to two possible positions, most often in the range of 90 °, but they cannot be directly used for controlling some closing devices, such as three-way tap. can be rotated into three positions or can only be used with complex auxiliary mechanisms, such as hydropneumatic cylinders with lever mechanism or electric drives, equipped with limit switches and position sensors, which are both production and maintenance-intensive and relatively large in size and high weight.

Uvedené nevýhody odstraňuje hydropneumatický otočný servomotor podle vynálezu, sestávající z válce, v němž jsou suvně uloženy dva písty a k jehož stranám jsou upevněna víka a kde ozubený pastorek výstupního hřídele je v záběru s ozubeným hřebenem, jehož podstata spočívá v tom, že ve válci jsou vytvořena vrtání o dvou rozdílných průměrech, v nichž jsou suvně uloženy písty, z nichž první píst je svou jednou stranou suvně uložen v dutině druhého pístu a druhou stranou, uzavřenou dnem, je suvně uložen ve vrtání o menším průměru. V prvním pístu je v podélné ose vytvořeno vybrání, kterým prochází výstupní hřídel a na něž navazuje horní a dolní drážka, v nichž je umístěn ozubený pastorek, přičemž v dolní drážce, případně v.horní drážce je upevněn ozubený hřeben.These disadvantages are overcome by the hydropneumatic rotary servomotor according to the invention, consisting of a cylinder in which two pistons are slidably mounted and on whose sides the lids are fixed and wherein the output pinion gear pinion engages with a rack which is formed in the cylinder a bore of two different diameters in which the pistons are slidably mounted, of which the first piston is slidably mounted in the cavity of the second piston and the other side, closed by the bottom, is slidably mounted in a smaller diameter bore. In the first piston, a recess is formed in the longitudinal axis through which the output shaft passes and adjoins the upper and lower grooves in which the toothed pinion is located, with the toothed rack mounted in the lower groove or in the upper groove.

Výhodou hydropneumatického otočného servomotoru podle vynálezu je možnost natočení výstupního hřídele do tři přesně vymezených poloh, čímž je možno ho přímo použít bez pomocí složitých přídavných mechanismů pro ovládání určitých uzavíracích přístrojů, například třícestného kohoutu, nebo dávkovače prachových látek pro regulaci jejich množství, jež vyžadují natočení výstupního hřídele do tří poloh, a to při současné jeho jednoduchosti, nenáročnosti na údržbu a opravy, značných dosahovaných kroutících momentech a rovněž i při poměrně malých rozměrech a hmotnosti a snížených pořizovacích nákladech oproti servomotorům s přídavnými mechanismy.The advantage of the hydropneumatic rotary servomotor according to the invention is that it is possible to rotate the output shaft to three precisely defined positions, so that it can be used directly without complicated additional mechanisms for controlling certain shut-off devices, such as a three-way valve. output shaft in three positions, while at the same time its simplicity, low maintenance and repair, considerable torques achieved, as well as relatively small dimensions and weight and reduced purchase costs compared to servomotors with additional mechanisms.

Na připojených výkresech je příkladně znázorněn hydropneumatický otočný servomotor podle vynálezu, kde obr. 1 je jeho podélný řez s oběma písty v první funkční poloze, obr. 2 a 3 je stejný podélný řez s oběma písty ve druhé a třetí funkční poloze a obr. 4 je příčný řez v místě výstupního hřídele.1 is a longitudinal section with both pistons in the first operating position, FIGS. 2 and 3 are the same longitudinal section with the two pistons in the second and third operating positions, and FIG. is a cross-sectional view of the output shaft.

CS 272592 Bl rfCS 272592 B1 rf

Hydropneumatický otočný servomotor podle příkladného provedení sestává z válce JL v němž jsou vytvořena vrtání 2 a 3 o dvou rozdílných průměrech, v nichž jsou suvně uloženy písty 4_a_5_, z nichž první píst 4 o menším průměru je svou jednou stranou suvně uložen v dutině druhého pístu a svou druhou stranou, uzavřenou dnem, je suvně uložen ve vrtání 2 o menším průměru, přičemž první plst 4_a druhý píst_5_ jsou opatřeny těsnícími kroužky 6. V prvním pistu 4_je v jeho podélné ose vytvořeno vybrání kterým prochází výstupní hřídel JB, na něž navazuje horní drážka 9 a dolní drážka 10, v nichž je umístěn ozubený pastorek 11, který je upevněn ve výstupním hřideli 8 a který je v záběru s ozubeným hřebenem 12, umístěným v dolní drážce 10 a upevněným válcovými kolíky _13_ v tělese tohoto prvního pistu 4. Ve druhém pistu 5 ,1e jednak v jeho podélné ose vytvořeno vybrání 14, do něhož jsou.vloženy osazené konce kluzných ložisek 15 výstupního hřídele 8^ které jsou upevněny ve válci 1 a v nichž je vytvořena obvodová drážka pro gumové těsnící kroužky 16 a jednaký je vytvořena drážka 17, v níž je umístěno pero, upevněné ve vrtání 3 válce 1. K oběma stranám válce 1 Jsou upevněna víka 18 s rektifikačními šrouby 19, v nichž jsou vytvořeny výstupní otvory 20 a 21 pro tlakové médium, kde rektifikační šrouby 19 doléhají při úvratích prvního pístu 4 a druhého pístu 5 na jejich čelní vybrání 22, přičemž ve válci 1 je rovněž vytvořen vstupní otvor 23 pro tlakové médium.The hydropneumatic rotary servomotor according to the exemplary embodiment consists of a cylinder 11 in which bores 2 and 3 of two different diameters are formed in which the pistons 4 and 5 are slidably mounted, of which the first smaller diameter piston 4 is slidably mounted in the cavity of the second piston. its second side, closed bottom, is slidably mounted in the bore 2 of smaller diameter, the first felt 4 and the second piston 5 being provided with sealing rings 6. In the first piston 4, a recess is formed in its longitudinal axis through which the output shaft JB passes. 9 and a lower groove 10 in which a toothed pinion 11, which is mounted in the output shaft 8 and which engages a rack 12, located in the lower groove 10 and fixed with cylindrical pins 13 in the body of the first piston 4, is located. on the one hand, a recess 14 is formed in its longitudinal axis, into which they are formed by a plurality of pistons the ends of the sliding bearings 15 of the output shaft 8 which are fixed in the cylinder 1 and in which a circumferential groove for the rubber sealing rings 16 is formed and a groove 17 in which the tongue is mounted in the bore 3 of the cylinder 1 On the sides of the cylinder 1 are lids 18 with rectification screws 19, in which are formed outlet openings 20 and 21 for pressure medium, where the rectification screws 19 abut at the dead center of the first piston 4 and the second piston 5 on their front recess 22, a pressure media inlet 23 is also provided.

Pro ovládání uzavíracích přístrojů, například třícestného kohoutu, kterého je třeba natáčet do tří poloh a kde jako ovládací médiun^je k dispozici vzduch nebo inertní plyn, případně tlakový olej, se použije hydropneumatický otočný servomotor podle vynálezu, u něhož v první funkční poloze, zobrazené na obr. 1 je první píst 4 ve své levé úvrati a druhý píst 5 ve své pravé úvrati. Při vpuštění tlakového média postupně do vstupních otvorů 21 a 20 se nejprve přesune druhý pístjj. do své levé úvrati a pak první píst 4 do své střední polohy, vymezené polohou druhého pístu _5 a zobrazené na obr. 2, čímž dojde pomocí ozubeného hřebenu 12 a ozubeného pastorku 11 k natočení výstupního hřídele 8 do druhé funkční polohy. Při vpuštění tlakového média pouze do vstupního otvoru 20 se přesune první píst 4 společně i s druhým pístem 5 do jejich pravé úvrati, zobrazené na obr. 3, čímž dojde k natočení výstupního hřídele 8_ do třetí funkční polohy a při jeho vpuštění do vstupního otvoru 23 ve válci_1_ dojde k vniknutí tlakového média do prostoru mezi první píst 4_a druhý píst_£ a tím i přesunutí prvního pístu 4 do své levé úvrati, čímž dojde k natočení výstupního hřídele 8 zpět do první funkční polohy. Přesné seřízení levých a pravých úvrati prvního pistu 4 a druhého pistu 5 a tím i přesných rozsahů natočení výstupního hřídele 8 dle potřeby lze provést pomocí rektifikačních šroubů 19«For actuating shut-off devices, for example a three-way valve, which has to be rotated in three positions and where air or inert gas or pressure oil is used as the control medium, the hydropneumatic rotary servomotor according to the invention is used. in Fig. 1 the first piston 4 is at its left dead center and the second piston 5 is at its right dead center. When the pressurized medium is gradually introduced into the inlet openings 21 and 20, the second piston 22 is first moved. to its left dead center and then the first piston 4 to its central position defined by the position of the second piston 5 shown in Fig. 2, thereby rotating the output shaft 8 to the second functional position by means of the rack 12 and the pinion 11. When the pressure medium only enters the inlet port 20, the first piston 4, together with the second piston 5, moves to their right dead center, as shown in FIG. 3, thereby rotating the output shaft 8 to the third functional position and entering it into the port 23 The pressure medium enters the space between the first piston 4 and the second piston 4 and thus moves the first piston 4 to its left dead center, thereby rotating the output shaft 8 back to the first operating position. Precise adjustment of the left and right dead centers of the first piston 4 and the second piston 5 and hence the exact rotational ranges of the output shaft 8 as required can be made by means of rectifying screws 19 «

Hydropneumatického otočného servomotoru podle vynálezu je možno použít nejen pro ovládání třícestného kohoutu, ale i pro ovládání jiných uzavíracích přístrojů, vyžadujících třípolohovou regulaci, jako například dávkovačích ventilů, šoupátek a klapek a rovněž i pro dávkovače prachových látek pro regulaci jejich množství.The hydropneumatic rotary actuator according to the invention can be used not only to control the three-way valve, but also to control other shut-off devices requiring three-position control, such as metering valves, gate valves and dampers, as well as dust dispensers to control their amount.

Claims

SUBJECT MATTER

Hydropneumatic rotary servomotor, consisting of a cylinder in which two pistons are slidably mounted and to whose sides the lids are attached and wherein the output pinion gear pinion engages the toothed ridge, characterized in that bores (2,3) are provided in the cylinder (1) ) of two different diameters in which the pistons (4,5) are slidably mounted, of which the first piston (4) is slidably mounted in the cavity of the second piston (5) and the other side closed by the bottom is slidably mounted in the bore (2) of smaller diameter and wherein a first recess (7) is formed in the first piston (4) along the longitudinal axis through which the output shaft (8) passes and adjoins the upper groove (9) and the lower groove (10) in which a toothed pinion (11) is provided, the toothed rack (12) being fixed in the lower groove (10) or in the upper groove (9) '.