CS273170B2

CS273170B2 - Shut-off fittings

Info

Publication number: CS273170B2
Application number: CS70786A
Authority: CS
Inventors: Karlheinz Feierlein; Reinhard Klimpke
Original assignee: Klein
Priority date: 1985-02-02
Filing date: 1986-01-31
Publication date: 1991-03-12
Also published as: DE3503598C1; IN163965B; DD244397A5; CS70786A2; SU1419530A3; CN1003531B; CN86100605A

Description

Uzavírací armatura (57) Řešení se týká uzavírací armatury, u které se ochrana proti selhání řízení jejího servopohonu provádí zabrzděním servopohonu pomocí pružiny. Řešení snižuje náklady potřebné pro takové ochranné zařízení takovým vytvořením, které při použití jen jednoho pružného členu (15) vyvolá snížení nepoddajnosti uzavírací armatury v obou jejích koncových polohách.Shut-off valve (57) The invention relates to a shut-off valve in which the failure control of its actuator is protected by braking the actuator by means of a spring. The solution reduces the costs necessary for such a protective device by such a design that, when using only one flexible member (15), reduces the rigidity of the shut-off fitting in both its end positions.

S5 S5

Obr.lFig. 1

CS 273 170 B2CS 273 170 B2

Vynález se týká uzavírací armatury, jejíž stoupavé neotočné vřeteno je přes závitové pouzdro, otočně uložené ve třmenové hlavici uzavírací armatury, pohybovatelné servopohonem nahoru a dolů, přičemž uzavírací pohyb vřetena je omezován náraznou maticí, neotočně našroubovanou na závitovém pouzdru a dosedající na třmenovou hlavici, zatímco otevírací pohyb je omezován těsnicím opaskem, umístěným na vřetenu a dosedajícím na uzavírací víko skříně armatury, a přičemž uzavírací a otevírací pohyb je tlumen popřípadě brzděn pružným členem, upraveným ve třmenové hlavici.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a shut-off fitting whose rising non-rotating spindle is rotatably mounted in a yoke head of a shut-off fitting via a threaded sleeve movable up and down. the opening movement is limited by a sealing belt placed on the spindle and abutting the closing lid of the valve housing, and the closing and opening movement being damped or braked by a resilient member provided in the yoke head.

Osová síla, nutná pro otevírání a uzavírání uzavírací armatury, tedy pro vzestupný a přísuvný pohyb závěsného členu, je vytvářena servopohonem, který je vyvoláván s výhodou elektromotoricky. Otáčivý pohyb servopohonu, přenášený přes závitové pouzdro, se stoupavým, proti pootočení zajištěným vřetenem převádí na axiální pohyb.The axial force required for opening and closing the shut-off valve, i.e. for the upward and infeed movement of the hinge member, is generated by a servo-drive which is preferably produced by an electromotor. The rotary movement of the actuator, transmitted through the threaded sleeve, converts into an axial movement with an ascending spindle-secured spindle.

Mechanické prostředky, omezující pohyb vřetena, totiž nárazná matice a těsnicí opasek, užívají se u armatur, důležitých z hlediska spolehlivosti, jen při selhání řízení servopohonu. Takové selhání řízení záleží v tom, že vypadnou z činností omezovači spínače dráhy a kroutícího momentu, které jsou umístěny v servopohonu a nastaveny na určité hodnoty. Ze selhání řízení a z okolnosti, že servopohon nyní nabíhá proti pevné narážce, vyplývají ovšem důsledky ohrožující spolehlivost uzavírací armatury: Selhání spínače kroutícího momentu způsobuje, že na zatížené díly nepůsobí jen maximální kroutící moment hnacího motoru, ale ještě převyšující moment, který je vyvoláván náhlým zabrzděním výkyvného momentu vytvářeného rotujícími hmotami servopohonu. Velikost výkyvného momentu, působícího na narážku, je závislá na druhu servopohonu a tuhosti uzavírací armatury. Protože alespoň uzavírací armatury, použité v oblastech citlivých na bezpečnost, mají v důsledku požadavků kladených na jejich rozměry velmi vysokou tuhost, může najetí na narážku, nastávající při selhání řízení, vést k nadměrnému namáhání a dokonce ke zničení uzavírací armatury a servopohonu.The mechanical means of limiting the movement of the spindle, namely the impact nut and the sealing belt, are only used in the case of safety-relevant fittings in the event of the actuator control failure. Such a control failure is that they fall out of the travel limit and torque limiters that are located in the actuator and set to certain values. However, the failure of the actuator and the fact that the actuator is now running against a fixed stop implies that the reliability of the shut-off valve is compromised: Failure of the torque switch causes not only the maximum torque of the drive motor to affect the loaded parts. the pivoting moment generated by the rotating masses of the actuator. The magnitude of the pivot moment acting on the stop depends on the type of actuator and the stiffness of the shut-off valve. Since at least the shut-off valves used in safety-sensitive areas have a very high stiffness due to their dimensional requirements, approaching the stop, occurring in the event of a steering failure, can lead to excessive stress and even damage to the shut-off valve and actuator.

Za účelem odstranění těchto negativních důsledků bylo nutno sáhnout ke snížení nepoddá jnosti armatury tím, že byly zabudovány pružné členy ve směru síly právě působící. Když toto opatření mělo být účinné pro obě koncové polohy vřetena, bylo dosud používáno ve třmenové hlavě uzavírací armatury dvou pružných členů, tedy vždy jednoho pro každou narážku.In order to eliminate these negative consequences, it was necessary to reduce the non-yieldability of the fitting by incorporating resilient members in the direction of force currently acting. When this measure was to be effective for both end positions of the spindle, so far two spring members, i.e. one for each stop, have been used in the yoke head of the stop valve.

Z EP-A-0 123 021 je známo provedení, u kterého se kinetická energie spotřebovaná servopohonem na narážce přeměňuje nejen na pružnou energii napnutím svazků talířových pružin, ale přídavným zabudováním třecího členu také na energii tření. Nárazná matice tohoto provedení je upravena nad přechodovým pouzdrem, nasazeným na závitové, pouzdro a potřebným u této konstrukce, což vyžaduje většího dimenzování vřetena zatíženého přídavnými tažnými silami.EP-A-0 123 021 discloses an embodiment in which the kinetic energy consumed by the actuator at the stop is converted not only to elastic energy by tensioning the disk spring bundles, but also by additionally incorporating the friction member into friction energy. The impact nut of this embodiment is provided above the adapter sleeve mounted on the threaded sleeve and required in this design, which requires a larger dimensioning of the spindle loaded with additional tensile forces.

Vynález vychází z úlohy vytvořit uzavírací armaturu shora uvedeného druhu tak, že její ochranné zařízení proti selhání řízení vyjde s menším počtem členů a tedy vyžaduje menšího nákladu a dá se realizovat při menších vestavných objemech a menší konstrukční výšce,· přičemž nepůsobí na vřeteno žádnými přídavnými silami, vyvolanými třením, tlakem nebo tahem.The object of the invention is to provide a shut-off fitting of the type mentioned above in such a way that its fail-safe protection device comes out with fewer members and thus requires less load and can be realized with smaller installation volumes and lower overall height. caused by friction, pressure or pull.

lato úloha je podle vynálezu vyřešena tím, že nárazná matice je umístěna na dolní části osově posuvného závitového pouzdra, která prochází dolní stěnou třmenové hlavice a je opatřena závitem probíhajícím v opačném smyslu vůči závitu vřetena, přičemž dolní čelní strana dolní stěny třmenové hlavice je dosedací plocha pro náraznou matici, zatímco na horní čelní straně dolní stěny je podepřen pružný člen, na který dosedá osově posuvné závitové pouzdro.This problem is solved according to the invention in that the impact nut is located on the lower part of the axially sliding threaded sleeve, which passes through the lower wall of the yoke head and is provided with a thread running opposite to the thread of the spindle. for an impact nut, while a resilient member is supported on the upper front side of the lower wall against which an axially displaceable threaded sleeve abuts.

U řešení podle vynálezu snižuje jediný pružný člen nepoddájnost uzavírací armatury, působící na narážce, v obou pohybových směrech vřetena. Omezení na jeden pružný člen zmenšuje vestavný objem potřebný pro ochranné zařízeni a snižuje konstrukční výšku celé uzavírací armatury. Jelikož síly přenášené při přeměně kinetické energie na pružnou energii jsou z velké části zachycovány osově posuvným závitovým pouzdrem a převáděny na pružný člen,In the solution according to the invention, a single resilient member reduces the unsupportability of the stop valve acting on the stop in both directions of the spindle. The limitation to one spring member reduces the built-in volume required for the protective device and reduces the overall height of the shut-off valve. Since the forces transmitted to convert kinetic energy to elastic energy are largely absorbed by the axially displaceable threaded sleeve and converted to the elastic member,

CS 273 170 B2 •Ή zůstává zatížení vřetena poměrně nízké.CS 273 170 B2 • Ή the spindle load remains relatively low.

Aby se dráha, kterou urazí nárazná matice mezi oběma koncovými polohami, snížila, mají podle vynálezu navrženo, aby vnější závit osově posuvného závitového pouzdra a vnitřní závit na něm našroubované nárazné matice měly menší stoupání než má závit vřetena.In order to reduce the distance traveled by the impact nut between the two end positions, according to the invention they have proposed that the outer thread of the axially sliding threaded sleeve and the inner thread of the impact nut screwed thereon have a smaller pitch than the thread of the spindle.

Podle dalšího provedení vynálezu zabírá do nárazné matice svorník, který je veden ve výřezu třmene uzavírací armatury.According to a further embodiment of the invention, a bolt engages in the impact nut which is guided in the cut-out of the shut-off valve.

Podle výhodného provedení vynálezu je, že s náraznou maticí je spojen ukazatel polohy, který je výkyvné uložen na svorníku.According to a preferred embodiment of the invention, a position indicator is attached to the impact nut, which is pivotably mounted on a bolt.

Vynález bude blíže vysvětlen na příkladu provedení v souvislosti s připojenými výkresy, kde na obr. 1 je řez uzavírací armaturou podle vynálezu podél osy vřetena, na obr. 2 je třmenová hlavice uzavírací armatury podle obr. 1 ve zvětšeném zobrazení, na obr. 3 je řez podle čáry A-B na obr. 2 a na obr. 4 je pohled na ukazovací zařízení uzavírací armatury.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view of the shut-off valve of the invention along the spindle axis; FIG. 2 is an enlarged view of the shut-off head of the shut-off valve of FIG. 2 and 4 is a cross-sectional view of the shut-off valve indicating device.

Uzavírací armatura znázorněná na obr. 1 má skříň £ s uzavíracím víkem 2., kterým je vedeno vřeteno 4 utěsněné ucpávkou 3_. Na dolním konci vřetena £ je upevněn uzavírací člen 5, který ve znázorněném uzavřeném postavení dosedá na těsnicí plochy 6 skříně _1.The shut-off fitting shown in FIG. 1 has a housing 4 with a shut-off lid 2 through which the spindle 4 is sealed by the packing 3. At the lower end of the spindle 6 a fastening member 5 is fastened, which in the shown closed position abuts the sealing surfaces 6 of the housing 1.

Na skříň £ je nasazen třmen ]_> nesoucí třmenovou hlavici 9_, ve které je otočně uloženo osově posuvné závitové pouzdro 2 axiálními kuličkovými ložisky £0. Osově posuvné závito vé pouzdro £ je na jeho horním konci spojeno přes zalícované pero 11 s neznázorněným elektrickým servopohonem, který je na třmenové hlavici 2 uložen přímo nebo přes předlohu.On the housing 6 is mounted a yoke carrying a yoke head 9, in which an axially displaceable threaded sleeve 2 is mounted rotatably by axial ball bearings 60. The axially displaceable threaded sleeve 8 is connected at its upper end via a parallel key 11 to an electric actuator (not shown), which is mounted directly on the yoke head 2 or over a template.

Vřeteno 4_, spojené s osově posuvným závitovým pouzdrem 2 P^řes Isvý lichoběžníkový závit, se při otáčení osově posuvného závitového pouzdra 2 do prava pohybuje směrem dolů, tedy v uzavíracím směru uzavírací armatury. 3ak znáznorňuje obr. 2, je na tu část 91 osově posuvného závitového pouzdra 2 která vyčnívá dolní stěnou 12 třmenové hlavice £, našroubována nárazná matice £3. Za tím účelem je použito pravého jemného závitu, takže nárazná matice 13. zajištěná proti natáčení svorníkem 14 vedeným ve výřezu třmenu J, se při pohybu vřetena 4 směrem dolů pohybuje vzhůru v míře nepatrné ve srovnání s drahou vřetenaThe spindle 4, connected to the axially displaceable threaded sleeve 2 ^{via a} single trapezoidal thread, moves downwardly in the closing direction of the shut-off valve when the axially sliding threaded sleeve 2 is rotated to the right. 3, as shown in FIG. 2, the impact nut 83 is screwed onto that portion 91 of the axially sliding threaded sleeve 2 which projects beyond the lower wall 12 of the yoke head. For this purpose, a true fine thread is used, so that the impact nut 13 secured against pivoting by a bolt 14 guided in the recess of the yoke J, moves upward at a slight rate when the spindle 4 moves downwards compared to the spindle travel.

Za normálních podmínek, to znamená při nerušené práci servopohonu, zůstává nárazná matice 13 u uzavřené uzavírací armatury těsně pod dolní stěnou 12, aniž by se jí dotýkala. Teprve v případu poruchy, kdy se servopohon neodpojí po ukončení uzavíracího děje, narazí nárazná matice 13 na dolní čelní stranu 121 dolní stěny 12. Toto postavení je na obr. 2 vyznačeno vztahovou značkou ja.Under normal conditions, i.e. during undisturbed operation of the actuator, the percussion nut 13 remains close to the bottom wall 12 with the closed shut-off valve 12 without touching it. Only in the event of a failure in which the actuator does not disconnect after the closure process has been completed, does the impact nut 13 strike the lower face 121 of the lower wall 12. This position is indicated in FIG.

Na horní čelní straně 122 dolní stěny 12 doléhá pružný člen £5, který sestává ze tří talířových pružin a o který se opět opírá dolní osové kuličkové ložisko 10 osově posuvného závitového pouzdra 2· V označeném případu poruchy je nyní osově posuvné závitové pouzdro 2 šroubováno směrem dolů dále se otáčejícím servopohonem v závitu nárazné matice 13, nyní pevně dosedající. Síla pružného členu .15, který je při tomto ději napínán, působí proti tomuto pohybu. Servopohon se v závislosti na síle pružného členu 15 a pružné dráhy, která je k dispozici, zabrzdí nastavitelným zpožděním a uvede do klidové polohy.The upper end 122 of the bottom wall 12 bears a resilient member 5, which consists of three disc springs and on which the lower thrust ball bearing 10 of the axially sliding threaded sleeve 2 rests again. a rotating actuator in the thread of the impact nut 13, now firmly seated. The force of the resilient member 15, which is tensioned in this event, counteracts this movement. Depending on the force of the resilient member 15 and the resilient path available, the actuator is braked by an adjustable delay and brought to a rest position.

Podobný průběh nastává při selhání řízení ve směru otevírání uzavírací armatury.A similar course occurs when the control fails in the direction of opening of the shut-off valve.

Jako narážka pro maximální pohyb směrem vzhůru slouží těsnicí opasek 16, uložený na vřetenu £. Když tento opasek dosedne na uzavírací víko 2, zavede se osově posuvné závitové pouzdro 2 směrem dolů působením dále se otáčejícího servopohonu. I při tomto ději se napíná pružný člen £5, servopohon se brzdí a uvede do klidového stavu.A sealing belt 16 mounted on the spindle 6 serves as a stop for maximum upward movement. When this belt abuts against the closing lid 2, the axially sliding threaded sleeve 2 is introduced downwards by the action of the further rotating actuator. Even in this event, the elastic member 85 is tensioned, the actuator is braked and brought to a standstill.

Při otevíracím pohybu uzavírací armatury přecházejí nárazné matice 13 a svorník.14 z polohy a. do polohy £ znázorněné čerchovaně. Protože se tento pohyb chová v obrácené úměr nosti k pohybu vřetena £, dá se využít pro ukazovací zařízení, jak je znázorněno na obr. 3 4·. Za tím účelem je svorník 14 spojen s ukazatelem 17 polohy, který je otáčivě uložen naIn the opening movement of the shut-off valve, the impact nuts 13 and the bolt 14 move from the position a. Since this movement behaves in inverse proportion to the movement of the spindle, it can be used for a pointing device as shown in FIG. 34. For this purpose, the bolt 14 is connected to a position indicator 17 which is rotatably mounted on

CS 273 170 B2 třmenu 7_, pohybuje se v opačném smyslu ke svorníku 14. a tím dává opticky správný údaj o postavení uzavírací armatury.CS 273 170 B2 of the caliper 7, moves in the opposite direction to the bolt 14 and thus gives an optically correct indication of the position of the shut-off valve.

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

A shut-off fitting having a rising non-rotatable spindle through a threaded sleeve rotatably mounted in a yoke head of a shut-off fitting movable up and down, the closing movement of the spindle being limited by an impact nut rotatably screwed on the threaded sleeve and abutting on the yoke the movement is limited by a sealing belt placed on the spindle and abutting the closing lid of the valve housing, and the closing and opening movement being dampened or braked by a resilient member provided in the yoke head, characterized in that the impact nut (13) is located at the bottom (91) an axially sliding threaded sleeve (9) which extends through the bottom wall (12) of the yoke head (8) and is provided with a thread running in the opposite direction to the thread of the spindle (4), the lower face (121) of the bottom wall (12) the yoke head (8) is a bearing the impact nut surface (13), while a resilient member (15) is supported on the upper face (122) of the bottom wall (12) against which the axially displaceable threaded sleeve (9) abuts.

Shut-off fitting according to claim 1, characterized in that the external thread of the axially sliding threaded sleeve (9) and the internal thread of the impact nut (13) screwed onto it have a smaller pitch than the thread of the spindle (4).

Shut-off fitting according to Claims 1 and 2, characterized in that a bolt (14), which is guided in the cut-out of the shut-off fitting (7) of the shut-off fitting, engages in the impact nut (13).

Shut-off fitting according to one of Claims 1 to 3, characterized in that a position indicator (17), which is pivotably mounted on the bolt (14), is connected to the impact nut (13).

4 drawings

Giant. 1

CS 273 170 B2

Giant. 2