EA012690B1

EA012690B1 - Приводное устройство

Info

Publication number: EA012690B1
Application number: EA200970123A
Authority: EA
Inventors: Ларс Гуннар Ходнефьелл; Столе Хопе
Original assignee: Ифокус Инжиниринг Ас
Priority date: 2006-07-13
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2009-12-30
Also published as: BRPI0714129B1; EA200970123A1; ES2427828T3; CA2656882A1; BRPI0714129B8; EP2041463B1; NO324899B1; EP2041463A1; WO2008007969A1; EP2041463A4; AU2007273308A1; DK2041463T3; BRPI0714129A2; NO20063249A; AU2007273308B2; US8201803B2; CA2656882C; US20090302248A1

Abstract

Приводное устройство (1), содержащее корпус (2) приводного устройства с соединительной частью (4) для присоединения приводного устройства (1) к объекту (6), двигатель (28), который посредством передаточных элементов (30, 32, 38, 40) приводит в движение выходной вал (12) приводного устройства (1), причем вал (12) приводного устройства выполнен с возможностью прекращения передачи к нему вращения от двигателя (28) и с возможностью поворота между двумя угловыми положениями, одно из которых соответствует нахождению объекта (6) в первом состоянии, а другое угловое положение соответствует нахождению объекта (6) во втором состоянии, при этом приводное устройство (1) снабжено элементом (14) для накапливания механической энергии, выполненным таким образом, что при прекращении подачи энергии к приводному устройству (1) указанный элемент отсоединяется для обеспечения перемещения гайки (44), предохраняемой от вращения вокруг своей продольной оси, вдоль винтовой резьбы (42), соответствующей по форме гайке (44) и связанной с валом (12) приводного устройства, в результате чего обеспечивается поворот вала (12) приводного устройства между указанными двумя угловыми положениями.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к приводному устройству. Более конкретно, изобретение относится к приводному устройству, содержащему корпус приводного устройства с соединительной частью для присоединения приводного устройства к объекту и двигатель, который посредством передаточных элементов приводит в движение выходной вал приводного устройства, причем вал приводного устройства выполнен с возможностью прекращения передачи к нему вращения от двигателя. Вал приводного устройства также выполнен с возможностью поворота между двумя угловыми положениями, из которых одно угловое положение может соответствовать нахождению объекта в первом состоянии, а другое угловое положение - нахождению объекта во втором состоянии. Приводное устройство снабжено элементом, обычно пружиной, для накапливания механической энергии, при этом элемент выполнен таким образом, что при прекращении подачи энергии к приводному устройству он отсоединяется для обеспечения перемещения гайки, предохраняемой от вращения вокруг своей продольной оси, вдоль винтовой резьбы, соответствующей по форме указанной гайке и связанной с валом приводного устройства, в результате чего обеспечивается поворот вала приводного устройства между указанными двумя угловыми положениями.

Нижеследующее относится к приводному устройству, используемому для управления работой клапана. Это не влечет за собой ограничения в объеме изобретения, но служит в качестве основы для разъяснения признаков изобретения.

Предшествующий уровень техники

Электрические приводные устройства, среди прочего, благодаря их простому присоединению нашли значительно увеличившееся применение. Однако известные из уровня техники электрические приводные устройства имеют тот недостаток, что они испытывают трудности в закрытии клапана в случае, если происходит сбой в подаче электропитания к приводному устройству.

Некоторые приводные устройства снабжают вспомогательным оборудованием для того, чтобы вручную поворачивать или перемещать выходной вал приводного устройства в положение, в котором клапан закрыт. Такое вспомогательное оборудование непригодно в случае, если приводное устройство находится в положении, в котором к нему затруднен доступ, например при погружении под воду.

Сущность изобретения

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы устранить или уменьшить по меньшей мере один из недостатков устройств уровня техники.

Задача решается согласно изобретению с признаками, представленными в приведенном ниже подробном описании и последующей формуле изобретения.

Предложенное приводное устройство содержит корпус приводного устройства с соединительной частью, предназначенной для присоединения приводного устройства к объекту, и двигатель, который посредством передаточных элементов приводит в движение выходной вал приводного устройства. Вал приводного устройства выполнен с возможностью прекращения передачи к нему вращения от двигателя и с возможностью поворота между двумя угловыми положениями. Одно угловое положение может соответствовать нахождению объекта в первом состоянии, например открытом состоянии в случае, если объектом является клапан, а другое угловое положение может соответствовать нахождению объекта во втором состоянии, например закрытом состоянии. Предложенное приводное устройство отличается тем, что оно снабжено элементом для механического накапливания энергии, обычно пружиной, выполненным таким образом, что при прекращении подачи энергии к приводному устройству он отсоединяется для обеспечения перемещения гайки, предохраняемой от вращения вокруг своей продольной оси, вдоль винтовой резьбы, соответствующей по форме указанной гайке и связанной с валом приводного устройства, в результате чего обеспечивается поворот вала приводного устройства между указанными двумя угловыми положениями.

Таким образом, приводное устройство имеет возможность, например, закрывать клапан в случае сбоя подачи электропитания к приводному устройству.

Так как гайка выполнена с возможностью перемещения обратно в свое исходное положение, то к элементу может быть подана новая энергия за счет вращения посредством двигателя винтовой резьбы в обратном направлении. Для того чтобы иметь возможность перемещать держатель пружин в его исходное положение, гайка имеет упорную поверхность, обращенную к держателю пружин, соответствующую по форме буртику на держателе пружин.

Элемент для аккумулирования механической энергии обычно образован по меньшей мере одной пружиной, зажатой между корпусом приводного устройства и держателем пружин, перемещаемым относительно корпуса приводного устройства. Держатель пружин присоединен разъемным образом к корпусу приводного устройства при помощи первого выполненного с возможностью отсоединения соединителя.

Между двигателем и валом приводного устройства предусмотрена коробка передач, предназначенная, среди прочего, для увеличения выходного крутящего момента приводного устройства. Корпус коробки передач присоединен к корпусу приводного устройства посредством второго выполненного с возможностью отсоединения соединителя.

Винтовая резьба связана с выходным валом коробки передач и вращается совместно с ним, возможно, при помощи зубчатой передачи. Выходной вал коробки передач, в свою очередь, присоединен к

- 1 012690 валу приводного устройства посредством третьего выполненного с возможностью отсоединения соединителя.

Режим работы приводного устройства описан ниже.

Изобретение предлагает приводное устройство с вращаемым валом, имеющим так называемую отказоустойчивую функцию, состоящую в том, что приводное устройство в случае сбоя подачи энергии может передвинуть, например, клапан в безопасное положение.

Перечень фигур чертежей

Далее приведено описание не ограничивающего предпочтительного варианта выполнения, проиллюстрированного на сопровождающих чертежах, на которых:

на фиг. 1 показан выполненный в сечении принципиальный схематический чертеж предложенного приводного устройства, где компоненты приводного устройства находятся в исходном положении;

на фиг. 2 показано то же самое, что на фиг. 1, но вал приводного устройства находится в состоянии перенастройки после сбоя в электропитании;

на фиг. 3 показано приводное устройство, проиллюстрированное на фиг. 1, когда пружина приводного устройства смещена в ее исходное положение.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Номером позиции «1» на чертежах обозначено приводное устройство, содержащее цилиндрический корпус 2 приводного устройства с соединительной частью 4, расположенной на одном его концевом участке. Соединительная часть 4 выполнена так, что она соответствует по форме корпусу 8 клапана 6.

Клапан 6 открывается и закрывается за счет вращения вала 10 клапана 6, при этом указанный вал присоединен к валу 12 приводного устройства по его центральной оси.

Приводное устройство 1 снабжено элементом 14 в форме пружин сжатия, предназначенных для аккумулирования механической энергии. Пружины 14 сжатия смещаются между концевым участком 16 корпуса 2 приводного устройства, относительно соединительной части 4, и держателем 18 пружин, выполненным концентрическим по отношению к корпусу 2 приводного устройства и имеющим возможность перемещения относительно последнего в осевом направлении. Количество пружин 14 сжатия выбирают на основании необходимого при сбое в электропитании выходного крутящего момента от приводного устройства 1. Пружины 14 сжатия распределены по внутренней поверхности корпуса 2 приводного устройства.

При смещении пружин 14 сжатия держатель 18 пружин перемещается в направлении концевого участка 16 к исходному состоянию, в котором держатель 18 пружин опосредованно присоединен к корпусу 2 приводного устройства при помощи первого выполненного с возможностью отсоединения соединителя 20.

Направляющая 24 гайки в форме цилиндра с осевыми прорезями проходит от концевого участка 22 соединительной части корпуса 2 приводного устройства в корпусе 2 приводного устройства и соединена с крепежным кольцом 26. Крепежное кольцо 26 и направляющая 24 гайки неподвижно прикреплены к концевому участку 22 соединительной части и, тем самым, к корпусу 2 приводного устройства.

На крепежном кольце 26 концентрически расположен двигатель 28, а на двигателе 28 установлен первый выполненный с возможностью отсоединения соединитель 20.

Ведущий вал 30, расположенный концентрически в корпусе приводного устройства, проходит от двигателя 28 в направлении концевого участка 22 соединительной части до коробки 32 передач. Ведущий вал 30 представляет собой входной вал для коробки 32 передач.

Коробка 32 передач присоединена с возможностью отсоединения к крепежному кольцу 26 посредством держателя 34 коробки передач и второго выполненного с возможностью отсоединения соединителя 36. При отсоединении соединителя 36 коробка 32 передач имеет возможность свободно вращаться относительно корпуса 2 приводного устройства и, тем самым, не создает крутящий момент на своем выходном валу 38. Выходной вал 38 присоединен к валу 12 приводного устройства посредством третьего выполненного с возможностью отсоединения соединителя 40.

Резьбовая втулка 42, вращающаяся совместно с выходным валом 38, охватывает держатель 34 коробки передач между концевым участком 22 соединительной части и крепежным кольцом 26. На внешней части резьбовой втулки 42 выполнена резьба с относительно большим шагом. Если позволяют условия, резьбовая втулка 42 может быть снабжена многозаходной цилиндрической резьбой.

При вращении резьбовой втулки 42 гайка 44, соответствующая по форме резьбовой втулке 42, смещается вдоль резьбовой втулки 42, при этом снабженная прорезями направляющая 24 гайки препятствует вращению гайки 44 вокруг собственной оси.

Упорная поверхность 46 на стороне гайки 44, которая обращена к концевому участку 16, выполнена соответствующей по форме буртику 48 на держателе 18 пружин.

Первый выполненный с возможностью отсоединения соединитель 20 имеет электрическое управление и освобождается при сбое в электропитании. Для второго выполненного с возможностью отсоединения соединителя 36 предусмотрено механическое управление, и он освобождается, когда держатель 18 пружин отсоединяется от первого соединителя 20. Третий выполненный с возможностью отсоединения соединитель 40 управляется электрически и входит в зацепление при сбое в электропитании.

- 2 012690

В исходном состоянии приводного устройства 1 (см. фиг. 1) держатель 18 пружин находится в своем исходном положении, в котором пружины 14 сжатия смещены.

Первый выполненный с возможностью отсоединения соединитель 20 удерживается в зафиксированном положении при помощи управляющего напряжения. Второй выполненный с возможностью отсоединения соединитель 36 находится в зафиксированном положении, и третий выполненный с возможностью отсоединения соединитель 40 находится в зафиксированном положении, поскольку к нему не приложено управляющее напряжение.

Соединители 20, 36 и 40 могут иметь разнообразные конструкции и должны быть известны специалистам в данной области техники. Соответственно, они не описываются более подробно.

Посредством коробки 32 передач двигатель 28 обеспечивает поворот вала 12 приводного устройства между его угловыми положениями, причем одно угловое положение соответствует закрытому состоянию клапана 6, а другое положение соответствует открытому состоянию клапана 6.

При нормальной работе гайка 44 свободно перемещается вверх и вниз вдоль резьбовой втулки 42, при этом положение гайки 44 на концевом участке 22 соединительной части соответствует безопасному положению клапана 6.

Если происходит сбой в подаче электрической энергии к приводному устройству (см. фиг. 2), то происходит отсоединение первого выполненного с возможностью отсоединения соединителя 20.

Пружины 14 сжатия перемещают держатель 18 пружин в направлении концевого участка 22 соединительной части, посредством чего отсоединяется второй выполненный с возможностью отсоединения соединитель 36. Держатель 34 коробки передач и коробка 32 передач за счет этого могут свободно вращаться в корпусе 2 приводного устройства и, соответственно, между ведущим валом 30 и выходным валом 38 не будет происходить передача крутящего момента.

Когда буртик 48 держателя 18 пружин ударяет гайку 44, гайка 44, будучи предохраняемой от вращения вокруг своей центральной оси, перемещается вдоль резьбовой втулки 42. Тем самым резьбовая втулка 42 посредством выходного вала 38, третьего выполненного с возможностью отсоединения соединителя 40 и вала приводного устройства заставляет вал 10 повернуться в безопасное положение.

Как описано ниже, пружины 14 сжатия могут быть смещены без вращения вала 12 приводного устройства путем подачи напряжения к третьему выполненному с возможностью отсоединения соединителю 40, за счет чего этот соединитель отсоединяется (см. фиг. 3).

Двигатель 28 вращает ведущий вал 30 в таком направлении, что гайка 44 движется по направлению к пружинам 14 сжатия. Второй соединитель 36 блокирует держатель 34 коробки передач от вращения в соответствующем направлении вращения. После того как первый соединитель 20 зафиксировал держатель 18 пружин, гайка передвигается в положение, определенное концевым участком 22 соединительной части, после чего приводится в действие третий соединитель 40 для того, чтобы присоединить выходной вал 38 к валу 12 приводного устройства. Теперь приводное устройство 1 приведено обратно в свое исходное положение.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Приводное устройство (1), содержащее корпус (2) приводного устройства с соединительной частью (4) для присоединения приводного устройства (1) к объекту (6), двигатель (28), который посредством передаточных элементов (30, 32, 38, 40) приводит в движение выходной вал (12) приводного устройства (1), причем вал (12) приводного устройства выполнен с возможностью прекращения передачи к нему вращения от двигателя (28) и с возможностью поворота между двумя угловыми положениями, одно из которых соответствует нахождению объекта (6) в первом состоянии, а другое угловое положение соответствует нахождению объекта (6) во втором состоянии, отличающееся тем, что приводное устройство (1) снабжено элементом (14) для накапливания механической энергии, выполненным таким образом, что при прекращении подачи энергии к приводному устройству (1) указанный элемент отсоединяется для обеспечения перемещения гайки (44), предохраняемой от вращения вокруг своей продольной оси, вдоль винтовой резьбы (42), соответствующей по форме гайке (44) и связанной с валом (12) приводного устройства, в результате чего обеспечивается поворот вала (12) приводного устройства между указанными двумя угловыми положениями.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гайка (44) выполнена с возможностью обратного перемещения в исходное положение, в котором к элементу (14) подавалась энергия, за счет вращения двигателем винтовой резьбы (42) в противоположном направлении вращения.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элемент (14) образован по меньшей мере одной пружиной, смещаемой между корпусом (2) приводного устройства и держателем (18) пружин, перемещаемым относительно корпуса (2) приводного устройства, при этом держатель (18) пружин присоединен разъемным образом к корпусу (2) приводного устройства посредством первого выполненного с возможностью отсоединения соединителя (20).
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оснащено коробкой (32) передач, расположенной между двигателем (28) и валом (12) приводного устройства, причем корпус коробки (32) передач присое

- 3 012690 динен к корпусу (2) приводного устройства посредством второго выполненного с возможностью отсоединения соединителя (36).
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что винтовая резьба (42) связана с выходным валом (38) коробки (32) передач.
6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что выходной вал (38) коробки (32) передач присоединен к валу (12) приводного устройства при помощи третьего выполненного с возможностью отсоединения соединителя (40).
7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что гайка (44) имеет упорную поверхность (46), обращенную к буртику (48) держателя (18) пружин.