PL188232B1 - Mechanizm, zliczający ilość obrotów na cykl napędu elektromechanicznego do sterowania armaturą przemysłową - Google Patents

Abstract

1. Mechanizm zliczający ilość obrotów na cykl napędu elektromechanicznego do sterowania armaturą przemysłową oparty na zasadzie przemieszczania się elementu napędowego po gwintowanym wale i sterujący pakietami łączników, znamienny tym, że ma krzywkę (8) zazębioną z cięgnem obrotowym (9) połączonym z ramkami obrotowymi (10, 11) sterującymi pakietami łączników (14) za pomocą cięgien elastycznych (12,13).

Description

Przedmiotem wynalazku jest mechanizm zliczający ilość obrotów na cykl napędu elektromechanicznego do sterowania armaturą przemysłową, zwłaszcza zasuw i zaworów w energetyce, ciepłownictwie, górnictwie itp.

Stan techniki

Do sterowania armaturą przemysłową powszechnie stosowane są napędy elektromechaniczne wyposażone w mechanizmy zliczające, mające za zadanie zliczanie zadanej ilości obrotów nakrętki armatury w zakresie jej działania z położenia Z - zamknięcia do położenia O - otwarcia. Ta ilość obrotów nazywana jest umownie „zadaną ilością obrotów na cykl”. Po zliczeniu ilości obrotów na cykl, mechanizm zliczający powoduje przesterowanie pakietem łączników znajdujących się po stronie O - otwarcia lub, odpowiednio, Z - zamknięcia w zależności od kierunku sterowania armaturą. Otrzymane sygnały z pakietu łączników są wykorzystywane w sterowniach.

Znane były dotychczas napędy elektromechaniczne, wyposażone w mechanizmy zliczające, oparte na budowie bębenkowej, w której początek i koniec nastawy zliczania zadanej ilości obrotów na cykl odbywa się skokowo, w zależności od konstrukcji bębenka. Sterowanie pakietem łączników odbywa się poprzez obrót krzywki.

Napędy te posiadają tę wadę, że mimo złożonej budowy nie zapewniają dokładności początku i końca nastawy. Dla przykładu dla bębenka z ośmioma punktami zliczającymi dokładność wynosi 1/8 obrotu, co w nowoczesnej armaturze przemysłowej jest zjawiskiem niekorzystnym.

Znane są napędy elektromechaniczne firmy ROTORK polegające na tym, że zliczanie ilości obrotów na cykl odbywa się na zasadzie przemieszczania krzywki po gwintowanym wale, a sterowanie pakietem łączników odbywa się za pomocą dźwigni obrotowej.

Niedogodnością tego napędu jest powolny najazd dźwigni sterującej pakietem łączników, głównie przy zliczaniu większej liczby obrotów na cykl. Zjawisko to powoduje długi czas sterowania pakietem łączników, liczony między zadziałaniem pierwszego i ostatniego łącznika w pakiecie, a więc wysyłanie sygnałów do sterowni w różnym czasie.

Istota wynalazku

Istota wynalazku polega na tym, że mechanizm zliczający o budowie skrzynkowej z umieszczonymi wewnątrz elementami zliczającymi i sterującymi posiada koło zębate zazębione z kołem zębatym napędu elektromechanicznego i jest połączone z obrotową śrubą uruchamiającą krzywkę. Krzywka porusza się po tej śrubie pomiędzy blokadami wyłożonymi od strony wewnętrznej podkładkami teflonowymi dla wyeliminowania zakleszczania się jej przy położeniach krańcowych. Krzywka jest zazębiona z cięgnem obrotowym i połączona z cięgnami elastycznymi, zamocowanymi do ramek obrotowych sterujących pakietami łącz188 232 ników. Siła zablokowania między śrubą obrotową, krzywką, podkładką teflonową i blokadą pochodzi od cięgien elastycznych i przykładowo powoduje powrót krzywki z położenia przesterowania w położenie obojętne, po drodze odblokowując ją w czasie zazębienia z cięgnem obrotowym.

Zaletą mechanizmu według wynalazku jest wyeliminowanie zjawiska zakleszczania się krzywki w położeniach krańcowych dzięki zastosowaniu podkładek teflonowych eliminujących to zjawisko. Ponadto następuje bardzo szybki najazd ramek obrotowych na pakiety łączników, co powoduje, że czas sterowania jest precyzyjny i szybki. Mechanizm ma prostą budowę z ograniczoną do minimum ilością elementów konstrukcyjnych, co w sumie wpływa na jego wysoką użyteczność.

Przykład realizacji wynalazku

Wynalazek został bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia mechanizm zliczający w widoku z boku, fig. 2 przedstawia mechanizm w widoku z góry, a fig. 3 przedstawia schemat układu sterowania pakietem łączników.

Budowa urządzenia

Jak pokazano na rys. fig. 1 mechanizm ma budowę skrzynki składającej się z płytki dolnej 1 i płytki górnej 2 połączonych słupkami 3 za pomocą wkrętów. Do płytki górnej 2 przymocowana została tarcza 4, na której zostało wygrawerowane położenie O - otwarty i Z - zamknięty. Koło zębate 5 tworzy przekładnię walcową z kołem zębatym zamocowanym w napędzie elektromechanicznym nie pokazanym na rysunku i jest na stałe połączone ze śrubą 6 osadzoną obrotowo na płytkach 1 i 2. Na śrubie 6 zostały zamocowane blokady mechaniczne I i II, podkładki teflonowe 7 i krzywka 8. W środkowej części mechanizmu pomiędzy płytkami 1 i 2 zostało umieszczone cięgno obrotowe 9 i ramki obrotowe 10 i 11. Cięgno obrotowe 9 połączone jest z ramkami obrotowymi 10 i 11, cięgnami elastycznymi 12 i 13. Siły pochodzące od cięgien elastycznych 12 i 13 działają na pakiety łączników 14 w zależności od położenia krzywki 8 i cięgna obrotowego 9. Ramki obrotowe 10 i 11 mają ograniczony obrót blokadą R i pakietami łączników 14. Do płytek 1 i 2 od strony wewnętrznej przymocowano odpowiednio po jednym pakiecie łączników 14, na przykład 83133 - A3 firmy „FAEL”. Cięgno obrotowe 9 ma naciętą skalę umożliwiającą odczyt nastawy dla zadanej ilości obrotów na cykl. Do cięgna obrotowego 9 po zewnętrznej stronie tarczy 4 została przymocowana wskazówka 15 zajmująca odpowiednie położenie O - całkowite otwarcie armatury, pośrednie pomiędzy O i Z - armatura otwarta oraz Z - armatura zamknięta.

Opisana budowa przedstawia mechanizm zliczający w wersji podstawowej. Do współpracy z komputerem mechanizm jest dodatkowo wyposażony w odpowiednią przekładnię zębatą, tarczę ze wskazaniami ciągłymi położenia armatury i indukcyjny przetwornik położenia kątowego.

Działanie urządzenia

Działanie mechanizmu polega na tym, że obracające się koło zębate zamocowane w napędzie elektromechanicznym zazębione z kołem zębatym 5 mechanizmu zliczającego powoduje obrót śruby 6, w czasie którego krzywka 8 przemieszcza się w ustalonym zakresie między blokami I i II wyłożonymi podkładkami teflonowymi 7 w zadanym kierunku. Napęd elektromechaniczny, napędzający mechanizm zliczający w kierunku Z - zamknięcia, powoduje obrót śruby 6 tak, aby krzywka 8 zblokowała się z blokadą I i podkładką teflonową 7. Dalszy obrót mechanizmu zliczającego w kierunku zamknięcia krzywką 8 zblokowaną ze śrubą 6 powoduje obrót cięgna 9 z położenia DE w położenie D_ZE_Z. Krzywka 8 zajmuje wówczas położenie III. Przejście punktu D w położenie D_z po drodze zmienia układ sił pochodzących od cięgna elastycznego 13, działających na ramkę 11, powodując jej dynamiczny obrót z położenia BR w położenie BZ, czyli bardzo szybkie wciśnięcie blachy sterującej pakietem łączników 14, po której zostaje wyłączony napęd elektromechaniczny, a armatura zamknięta.

W przypadku sterowania armatury w kierunku zamknięcia mechanizmem momentowym mechanizm zliczający ma możliwość zadziałania wcześniej, ale nie więcej niż 270° obrotu śruby 6.

Zasterowanie napędem elektromechanicznym w kierunku O - otwarcia powoduje obrót śruby 6 zblokowanej z krzywką 8 do zazębienia się z cięgnem obrotowym 9. Układ zabloko4

188 232 wania: krzywka 8 - podkładka teflonowa 7 - blokada I na śrubie 6 umożliwia powrót krzywki 8 w położenie obojętne do zazębienia się z cięgnem obrotowym 9. Cięgno obrotowe 9 przechodzi z położenia D_ZE_Z, w położenie De. Przemieszczenie punktu D_z cięgna obrotowego 9 w punkt D po drodze zmienia układ sił pochodzących od cięgna elastycznego 13, działających na ramkę obrotową 11. Powoduje to dynamiczny obrót z położenia BZ w położenie BR, czyli bardzo szybkie zwolnienie blachy sterującej pakietem łączników 14. W rym momencie rozpoczyna się proces otwierania armatury. Dalszy obrót napędu elektromechanicznego w tym samym kierunku powoduje obrót śruby 6 i odblokowanie krzywki 8 od podkładki teflonowej 7 i blokady I. Odblokowana krzywka 8 przemieszcza się po obracającej się śrubie 6 w kierunku całkowitego otwarcia, zliczając po drodze zadaną ilość obrotów na cykl aż do zablokowania się z blokadą II i podkładką teflonową 7. Dalszy obrót napędu elektromechanicznego w kierunku otwarcia przez krzywkę 8 zblokowaną ze śrubą 6 powoduje obrót cięgna 9 z położenia DE w położenie DoEo. Krzywka 8 zajmuje położenie IV. Przejście punktu D w położenie Do po drodze zmienia układ sił pochodzących od cięgna elastycznego 12 działających na ramkę 10. Powoduje to jej dynamiczny obrót z położenia AR w położenie AO, czyli bardzo szybkie wciśnięcie blachy sterującej pakietem łączników 14. Oznacza to, że armatura została otwarta i napęd elektromechaniczny wyłączony..

188 232

fig. 3

188 232

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Mechanizm zliczający ilość obrotów na cykl napędu elektromechanicznego do sterowania armaturą przemysłową oparty na zasadzie przemieszczania się elementu napędowego po gwintowanym wale i sterujący pakietami łączników, znamienny tym, że ma krzywkę (8) zazębioną z cięgnem obrotowym (9) połączonym z ramkami obrotowymi (10,11) sterującymi pakietami łączników (14) za pomocą cięgien elastycznych (12,13).
2. 2. Mechanizm zliczający według zastrz. 1, znamienny tym, że krzywka (8) poruszająca się po śrubie obrotowej (6) jest blokowana od wewnątrz podkładkami teflonowymi (7).

   Dziedzina techniki