NL8104770A

NL8104770A - Rotary component adjusting mechanism - has hand resetting worm wheel with permanently engaged coupling allowing free movement

Info

Publication number: NL8104770A
Application number: NL8104770A
Authority: NL
Original assignee: Humabo B V
Priority date: 1981-10-21
Filing date: 1981-10-21
Publication date: 1982-08-02

Abstract

The mechanism adjusts a rotary component such as a butterfly valve spindle over its working stroke, having a drive engaging with the component and a hand-resetting device. The latter comprises a worm coupled to a hand drive and meshing with a worm wheel, the latter engaging via a coupling with the rotary component. The coupling is permanently engaged and has an amount of free movement at least equal to the amount of the working stroke. It can be formed by mating lugs on two of the parts coupled together.

Description

♦ e . i T tJ/EA/Humabo-4♦ e. i T tJ / EA / Humabo-4

VAN HAND- TERUGSTELMIDDELBN VOORZIENE INRICHTING VOOR ROTEERBARE AANDRIJVINGDEVICE OF MANUAL RESETTING MEDIA FOR ROTARY DRIVE

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het over een werkslag verstellen van een roteerbaar bediend orgaan zoals de as van een vlinderklep, omvattende een het bediende orgaan aangrijpende aandrijfinrichting en een 5 hand- terugstelmechanisme, waarbij dat terugstelmechanisme een met handaandrij fmiddelen verbonden worm en een daarmee in aangrijping verkerend, door een koppeling met het bediende orgaan koppelbaar wormwiel omvat.The invention relates to a device for adjusting a rotatably operated member such as the shaft of a butterfly valve over a working stroke, comprising a drive device engaging the actuated member and a manual reset mechanism, wherein said reset mechanism comprises a worm connected to manual drive means and a engaging therewith, comprising worm gear which can be coupled by a coupling to the actuated member.

Het is nodig om het terugstelmechanisme door middel 10 van een koppeling met het bediende orgaan te kunnen koppelen omdat anders de beweging door de wormwiel- wormoverbrenging geblokkeerd zou zijn. Bij een bekende inrichting van de hierboven genoemde soort, is de koppeling een klauwkoppeling die bij een normaal bedrijf van de inrichting buiten aangrijping 15 wordt gehouden. De mogelijkheid hiertoe wordt bijvoorbeeld gevormd door de as waarop het wormwiel gemonteerd is in langsrichting verschuifbaar in het terugstelmechanisme op te nemen, en in de ruststand deze as in een van het bediende orgaan weggeschoven stand te houden. Het nadeel hiervan is, 20 dat deze constructie tamelijk gecompliceerd is en dat in axiale richting van het bediende orgaan extra ruimte nodig is om het terugstelmechanisme te kunnen koppelen en ontkoppelen.It is necessary to be able to couple the reset mechanism to the actuated member by means of a clutch, otherwise the movement would be blocked by the worm-worm gear. In a known device of the above-mentioned type, the coupling is a claw coupling which is held out of engagement during normal operation of the device. The possibility for this is formed, for example, by incorporating the shaft on which the worm wheel is mounted in the resetting mechanism in the longitudinal direction, and in the rest position, holding this shaft in a position which is pushed away from the actuated member. The drawback of this is that this construction is rather complicated and that additional space is required in the axial direction of the actuated member in order to couple and uncouple the reset mechanism.

Het doel van de uitvinding is een inrichting van de in de aanhef genoemde soort met een eenvoudige constructie te 25 verschaffen.The object of the invention is to provide a device of the type mentioned in the preamble with a simple construction.

Dit doel wordt bereikt doordat de koppeling permanent ingeschakeld is en een vrije slag heeft, die ten minste zo groot is als de werkslag. Hierdoor kan de aandrijvingsin-richting het bediende orgaan normaal bedienen in de vrije 30 slag van de koppeling. Wanneer handbediening noodzakelijk is wordt met de handaandrijfmiddelen de vrije slag uit de koppeling gedraaid, waarna het bediende orgaan in de gewenste stand kan worden geplaatst.This goal is achieved because the clutch is permanently engaged and has a free stroke at least as large as the working stroke. This allows the actuator to operate the actuated member normally in the free stroke of the clutch. When manual operation is necessary, the hand drive means turns the free play out of the coupling, after which the actuated member can be placed in the desired position.

_____m 8104770_____m 8104770

PP

tÏLTIl

- 2 -- 2 -

Volgens de uitvinding wordt een gunstige eenvoudige uitvoeringsvorm bereikt wanneer het wormwiel op een vast met het bediende orgaan verbonden asdeel is gelagerd en de koppeling gevormd wordt door een nok aan· één van de te koppelen 5 delen in de vorm van het wormwiel en het asdeel, en wanneer op een met de vrije slag overeenkomende afstand aan het andere te koppelen deel daarmee samenwerkende tegennokken zijn aangebracht. Bij voorkeur is de nok een dwars van het asdeel uitstekende pen en worden de tegennokken gevormd door eind-10 wanden van een sleuf in het wormwiel. Wanneer volgens de uitvinding een vast met het bediende orgaan verbonden asdeel buiten het terugstelmechanisme uitsteekt, is men volkomen vrij om aan die zijde van de inrichting eventueel gewenste elementen zoals een positiesensor te monteren. Met de 15 inrichting volgens de uitvinding wordt de draaibeweging niet tussen het terugstelmechanisme en de aandrijfmiddelen onderbroken, zodat deze draaibeweging voor de genoemde doeleinden beschikbaar blijft.According to the invention, a favorable simple embodiment is achieved when the worm wheel is mounted on a shaft part fixedly connected to the actuated member and the coupling is formed by a cam on one of the 5 parts to be coupled in the form of the worm wheel and the shaft part, and when countermoves co-operating therewith are arranged at a distance corresponding to the free stroke to the other part to be coupled. Preferably, the cam is a pin projecting transversely of the shaft part and the counter-cams are formed by end walls of a slot in the worm gear. According to the invention, when a shaft part fixedly connected to the actuated member protrudes outside the reset mechanism, it is completely free to mount any desired elements, such as a position sensor, on that side of the device. With the device according to the invention the rotational movement is not interrupted between the reset mechanism and the drive means, so that this rotational movement remains available for the stated purposes.

De uitvinding wordt hierna verder uiteen gezet aan 20 de hand van een in de figuren getoond uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding.The invention is further explained below with reference to an exemplary embodiment of the invention shown in the figures.

Pig. 1 toont in doorsnede volgens de lijn I-I in fig. 2 een inrichting volgens de uitvinding voor het verstellen van een vlinderklep.Pig. 1 shows a section according to the line I-I in FIG. 2, a device according to the invention for adjusting a butterfly valve.

25 Figuur 2 toont een doorsnede volgens de lijn II-IXFigure 2 shows a section according to the line II-IX

in fig. 1.in fig. 1.

Fig. 3 toont een doorsnede volgens de lijn III-IIIFig. 3 shows a section along line III-III

in fig. 2.in fig. 2.

Fig. 4 toont een met fig. 2 overeenkomende doorsne-30 de van een andere uitvoeringsvorm.Fig. 4 shows a section corresponding to FIG. 2 of another embodiment.

De inrichting 1 dient voor het over een werkslag verstellen van een roteerbaar bediend orgaan in de vorm van de as 2 van een vlinderklep 3. De werkslag bedraagt in deze uitvoeringsvorm 90 graden. De vlinderklep 3 is beweegbaar in 35 een in een leiding opgenomen klephuis 4. In de getoonde stand sluit de klep 3 de leiding af. De klepas 2 wordt aangegrepen door een aandrijfas 17 van een dubbelwerkende aandrijfinrichting 5, die werkt met behulp van een fluidum onder druk. In 8104770 * - 3 - het geval dat de fluidumdruk wegvalt kan de klep door een de -klepas 2 via de aandrijfas 17 aangrijpend hand- terugstelme-chanisme worden bediend. Het hand- terugstelmechanisme omvat een met niet getoonde handaandrijfmiddelen verbonden worm 7 5 en een daarmee in aangrijping verkerend wormwiel 8. Het wormwiel 8 grijpt via een koppeling 9 aan op een met de aandrijfas 17 verbonden asdeel 26.The device 1 serves for adjusting a rotatably actuated member in the form of the shaft 2 of a butterfly valve 3 over a working stroke. The working stroke in this embodiment is 90 degrees. The butterfly valve 3 is movable in a valve housing 4 incorporated in a pipe. In the shown position the valve 3 closes off the pipe. The valve shaft 2 is engaged by a drive shaft 17 of a double-acting driving device 5, which operates with the aid of a fluid under pressure. In case the fluid pressure drops, the valve can be operated by a manual reset mechanism engaging the valve shaft 2 via the drive shaft 17. The manual reset mechanism comprises a worm 75 connected to hand drive means (not shown) and a worm wheel 8 engaging therewith. The worm wheel 8 engages via a coupling 9 on a shaft part 26 connected to the drive shaft 17.

De aandrijfinrichting 5 omvat een cilinder 12 waarin twee zuigers 13, 14 tegengesteld beweegbaar zijn opgeno-10 men. Elke zuiger 13, 14 omvat geleidingsuitsteeksels 37 en een van een heugel voorzien uitsteeksel. In figuur 1 is alleen het van de heugel 19 voorziene uitsteeksel 15 van de zuiger 13 zichtbaar. De heugels van de zuigers 13, 14 zijn in aangri jping aan weerszijden van het rondsel 16 van de aan-15 drijfas 17. De aandrijfas 17 is door middel van spieën 18 gekoppeld met de klepas 2. De cilinder 12 is met behulp van bouten, waarvan slechts hartlijnen 29 zijn aangegeven, met het klephuis 4 verbonden. De aandrijfinrichting 5 omvat toe-en afvoermiddelen 20 voor een medium onder druk. Via de aan-20 sluiting 21 en het kanaal 23 kan medium onder druk toegevoerd worden aan de cilinderruimte tussen de twee zuigers 13, 14 in. Bij het via dit kanaal 23 toevoeren van medium onder druk, worden de zuigers 13, 14 van elkaar af bewogen en wordt de klepas 2, in figuur 2 gezien, tegen de richting van de 25 wijzers van de klok geroteerd. Bij het toevoeren van medium onder druk via de aansluiting 22 en het kanaal 24 naar de cilinderruimten aan de van elkaar afgekeerde zijden van de zuigers 13, 14 worden deze zuigers naar elkaar toe bewogen en wordt de klepas 2, in figuur 2 gezien, in de richting van de 30 wijzers van de klok geroteerd.The drive device 5 comprises a cylinder 12 in which two pistons 13, 14 are accommodated in oppositely movable manner. Each piston 13, 14 includes guide projections 37 and a rack-mounted projection. In figure 1 only the projection 15 of the piston 13 provided with the rack 19 is visible. The racks of the pistons 13, 14 engage on either side of the pinion 16 of the drive shaft 17. The drive shaft 17 is coupled to the valve shaft 2 by means of keys 18. The cylinder 12 is secured by bolts, of which only center lines 29 are indicated, connected to the valve housing 4. The drive device 5 comprises supply and discharge means 20 for a medium under pressure. Via the connection 21 and the channel 23, medium can be supplied under pressure to the cylinder space between the two pistons 13, 14. When supplying pressurized medium via this channel 23, the pistons 13, 14 are moved away from each other and the valve shaft 2, seen in Figure 2, is rotated counterclockwise. When supplying pressurized medium via the connection 22 and the channel 24 to the cylinder spaces on the sides of the pistons 13, 14 facing away from each other, these pistons are moved towards each other and the valve shaft 2, seen in figure 2, is shown in the rotated clockwise.

Op de cilinder 12 is met behulp van bouten, waarvan slechts de hartlijnen 28 zijn aangegeven, het hand- terugstelmechanisme 6 gemonteerd. Het terugstelmechanisme 6 omvat een tweedelig huis 30, waarvan de twee delen met bouten 27 35 tegen elkaar aan zijn gemonteerd. Een asdeel 26 van het terugstelmechanisme 6 is door middel van spieën 25 gekoppeld met de aandrijfas 17 van de aandrijfinrichting en daardoor met de klepas 2. In het huis 30 is de worm 7 gelagerd die -__________ - 8104770 I t 0 - 4 - aangebracht is op de as 38, waaraan niet getoonde handaan-'drijfmiddelen in de vorm van een kruk of handwiel zijn bevestigd. Met behulp van deze handaandrijfmiddelen kan de worm 7 worden verdraaid. Het met de worm 7 in aangrijping verkerende 5 wormwiel 8 is eveneens in het huis 30 gemonteerd. In het wormwiel 8 zijn afdichtingsringen 35 aangebracht, ten einde ongewenste smeermiddellekkage uit het huis 30 te voorkomen. Het asdeel 26 is in principe verdraaibaar in het wormwiel 8 opgenoraen. ïn een in het asdeel 26 aangebracht draadgat 34 is 10 een bout 33 geschroefd die tezamen met een door deze tegen het asdeel 26 aangeklemde bus 32 een nok vormt. Deze nok steekt uit in een in een radiaal vlak van het wormwiel 8 aangebrachte sleuf 31. De eindwanden 40 van de sleuf 31 vormen aanslagvlakken die samenwerken met de door de bout 33 gevorm-15 de nok. De sleuf 31 is over een zodanige hoek in het wormwiel 8 uitgefreesd, dat het asdeel 26 90° ten opzichte van het wormwiel 8 kan verdraaien.The manual reset mechanism 6 is mounted on the cylinder 12 by means of bolts, of which only the axes 28 are indicated. The reset mechanism 6 comprises a two-piece housing 30, the two parts of which are mounted against each other with bolts 27. A shaft part 26 of the reset mechanism 6 is coupled by means of wedges 25 to the drive shaft 17 of the drive device and thereby to the valve shaft 2. The worm 7 is mounted in the housing 30, which is provided - 8104770 I t 0 - 4 - on the shaft 38, to which hand drive means (not shown) in the form of a crank or handwheel are attached. The worm 7 can be rotated with the aid of these manual drive means. The worm wheel 8 in engagement with the worm 7 is also mounted in the housing 30. Sealing rings 35 are provided in the worm gear 8 to prevent unwanted lubricant leakage from the housing 30. The shaft part 26 is in principle rotatably incorporated in the worm wheel 8. A bolt 33 is screwed into a threaded hole 34 arranged in the shaft part 26, which bolt forms a cam together with a sleeve 32 clamped against the shaft part 26. This cam protrudes into a slot 31 arranged in a radial plane of the worm gear 8. The end walls 40 of the slot 31 form abutment surfaces which cooperate with the cam formed by the bolt 33. The slot 31 is milled out in the worm gear 8 at such an angle that the shaft part 26 can rotate 90 ° relative to the worm gear 8.

**

In de getoonde stand van het wormwiel 8 van het terugstelmechanisme 6 kan de aandrijfinrichting 5 de klepas 2 20 zonder hinder van het terugstelmechanisme 6 90° in de richting van de wijzers van de klok verdraaien, ten einde de klep 3 te openen. Het asdeel 26 beweegt daarbij met de aandrijfas 17 en de klepas 2 mee. De bout 33 beweegt daarbij over een kwartslag in figuur 2 gezien in de richting van de wijzers 25 van de klok tot tegen het andere eindvlak 40 van de sleuf 31. Door deze vrije slag kan de aandrijfinrichting 5 de klep 3 dus ongestoord bedienen.In the shown position of the worm wheel 8 of the reset mechanism 6, the drive device 5 can rotate the valve shaft 2 90 ° clockwise without interference from the reset mechanism 6, in order to open the valve 3. The shaft part 26 herein moves along with the drive shaft 17 and the valve shaft 2. The bolt 33 then moves a quarter turn in figure 2, viewed in the clockwise direction 25, against the other end face 40 of the slot 31. This drive means that the drive device 5 can operate the valve 3 without any disturbance.

In het geval dat de mediumdruk wegvalt, waardoor de aandrijfinrichting 5 niet meer in werking kan treden, kan met 30 behulp van het hand-terugstelmechanisme 6 de klep 3 alsnog worden bediend. De worm 7 wordt daarbij door de handaandrijfmiddelen verdraaid, zodanig dat één van de eindvlakken 40 van de sleuf 31 in contact komt met de nok 33. Door verdere verdraaiing van de worm 7 wordt vervolgens de klep 3 in een an-35 dere stand gezet. Wanneer de klep 3 in tegengestelde richting bewogen moet worden, wordt de worm 7 eerst zover verdraaid, dat het wormwiel 8 de vrije slag van 90° doorloopt. Daarna komt het andere eindvlak 40 in aangrijping met de nok 33 en 8104770 f' » - 5 - kan klep 3 in tegengestelde richting worden versteld. Wanneer weer drukraedium beschikbaar is, wordt het wormwiel 8 weer in de in figuur 2 getoonde stand gedraaid, waardoor de aandrijf-inrichting 5 de klep 3 weer kan bedienen.In the event that the medium pressure drops, as a result of which the drive device 5 can no longer be activated, the valve 3 can still be operated with the aid of the manual reset mechanism 6. The worm 7 is thereby rotated by the manual drive means, such that one of the end faces 40 of the slot 31 comes into contact with the cam 33. By further rotation of the worm 7, the valve 3 is then moved to a different position. If the valve 3 is to be moved in the opposite direction, the worm 7 is first turned so that the worm wheel 8 runs through the 90 ° free stroke. Thereafter, the other end face 40 engages cam 33 and valve 3 can be adjusted in opposite direction. When pressure gear is available again, the worm wheel 8 is rotated again in the position shown in figure 2, so that the driving device 5 can operate the valve 3 again.

5 Het hand- terugstelmechanisme 46 van fig. 4 is be doeld om samen te werken met een enkelwerkende aandrijfinrichting met veerretour. Bij een dergelijke aandrijfinrichting grijpen op de zuigers veren aan die deze naar elkaar toe dwingen. Door toevoer van drukmedium worden de zuigers, tegen 10 de veerkracht in, van elkaar afgedwongen. De in fig. 4 getoonde stand komt overeen met die van de voorgaande figuren, waarbij de klep gesloten is. De klep kan in deze getoonde stand van het wormwiel 48 ongehinderd bediend worden door de aandrijfinrichting. Bij het wegvallen van de mediumdruk keert 15 de nok 43 door de veerwerking vanzelf terug in de aangegeven stand, nabij het onderste eindvlak 50. Door verdraaiing van de worm 47 kan het wormwiel 48 in de richting van de klok worden verdraaid, onder meename van de nok 43 en dus onder meename van de klep. Bij het terugdraaien van de worm 47 en 20 het wormwiel 48 hoeft niet eerst de vrije slag doorlopen te worden, daar de nok 43 door de veerwerking met hetzelfde eindvlak 50 in contact gehouden wordt. De stand van de klep is dus zonder vrije slag direkt regelbaar met het hand- terugstelmechanisme.The hand reset mechanism 46 of Fig. 4 is intended to cooperate with a spring return single acting actuator. With such a drive device, the pistons engage springs which force them towards each other. The pistons are forced apart from each other by the supply of pressure medium. The position shown in fig. 4 corresponds to that of the previous figures, wherein the valve is closed. In this shown position of the worm wheel 48, the valve can be operated unhindered by the drive device. When the medium pressure drops, the cam 43 automatically returns to the indicated position, near the lower end face 50, by the spring action. By turning the worm 47, the worm wheel 48 can be rotated clockwise, taking the cam 43 and thus with the valve included. When the worm 47 and 20 are turned back, the worm wheel 48 does not first have to be run through the free stroke, since the cam 43 is kept in contact with the same end surface 50 by the spring action. The position of the valve is thus directly adjustable without free play with the manual reset mechanism.

25 De getoonde inrichting 1 heeft een werkslag van 90°. De uitvinding is echter eveneens toepasbaar voor een inrichting met een werkslag van 180° en meer. In dat geval zal echter de sleuf axiaal verschoven moeten liggen ten opzichte van de vertanding van het wormwiel. De vertanding moet 30 zich namelijk over een hoek uitstrekken die groter is dan de werkslag van de inrichting, terwijl eveneens de sleuf zich over een hoek groter dan de werkslag uitstrekt. Zoals met name in figuur 2 en figuur 4 wordt getoond, kunnen echter bij een inrichting met een werkslag van 90° de sleuf en de ver-35 tanding in hetzelfde vlak zijn aangebracht. Hierdoor wordt een minimale bouwhoogte van het terugstelmechanisme 6 bereikt.The device 1 shown has a working stroke of 90 °. However, the invention is also applicable to a device with an operating stroke of 180 ° and more. In that case, however, the slot will have to be axially offset from the toothing of the worm gear. Namely, the toothing must extend at an angle greater than the working stroke of the device, while also the slot extends at an angle greater than the working stroke. However, as shown in particular in Figure 2 and Figure 4, in a device with a 90 ° working stroke, the slot and the toothing can be arranged in the same plane. As a result, a minimum construction height of the reset mechanism 6 is achieved.

In figuur 4 wordt nog getoond, dat in het huis 44 -----^ 8104770 A * Λ -6-- aanslagen 36 voor het wormwiel 48 zijn aangebracht. De aanslagen 36 zijn door middel van schroefdraad instelbaar. Hierdoor wordt bereikt, dat de met het terugstelmechanisme 46 bepaalde eindstanden nauwkeurig overeenkomen met de gewenste 5 standen van de vlinderklep 3.Figure 4 further shows that in the housing 44 ----- ^ 8104770 A * Λ -6-- stops 36 are provided for the worm gear 48. The stops 36 are adjustable by screw thread. This achieves that the end positions determined with the reset mechanism 46 accurately correspond to the desired positions of the butterfly valve 3.

i ii04770i ii04770

XX

Claims

1. Device for adjusting a rotatably actuated member such as the shaft of a butterfly valve over a working stroke, comprising a actuating device engaging the actuated member and a manual reset mechanism, said reset mechanism comprising a worm connected to manual actuating means and a engaged, comprising a worm gear which can be coupled by a coupling to the actuated member, characterized in that the coupling is permanently engaged and has a free stroke at least as great as the working stroke.

2. Device according to claim 1, characterized in that the worm gear is mounted on a shaft part fixedly connected to the actuated member, and that the coupling is formed by a cam on one of the parts to be coupled in the form of the worm gear and the shaft part, and countermoves arranged therewith cooperating at a distance corresponding to the freestyle to the other part to be coupled.

3. Device as claimed in claim 2, characterized in that the cam is a pin projecting transversely of the shaft part and the counter-cams are end walls of a slot in the worm gear.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a shaft part fixedly connected to the actuated member protrudes beyond the reset mechanism. 8104770 ------- Λ