PL66785B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: . 20.XII.1972 66785 KI. 47gi,31/44 MKP F16k 31/44 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Jan Kolber, Jan Kniezyk, Stanislaw Loranc Wlasciciel patentu: Bielska Fabryka Armatur BEFA Przedsiebiorstwo Panstwo¬ we, Bielsko-Biala (Polska) Uklad napedowo-regulacyjny, zwlaszcza dla przepustnic i zaworów Przedmiotem wynalazku jest uklad napedowioregula- cyjny, zwlaszcza dla przepustnic i zaworów, a w szcze¬ gólnosci dla przepustnic zaporowych, regulacyjnych, za- poirowo-regulacyjnych lub podobnych oraz dla zaworów motylkowych, klapowych i podobnych. Uklad ten.moze ponadto znalezc zastosowanie takze w innych urzadze¬ niach, ewentualnie nawet poza armatura rurociagowa.Znany, podobny uklad napedowy z obracajacym sie wrzecionem napedzajacym, stosowany dotychczas naj- powszechniej do przepustnic i podobnych urzadzen, ma postac przekladni slimakowej. Na wspomnianym wyzej wrzecionie napedzajacym znajduje sie slimak, natomiast na wale glównym (napedzanym) przepustnicy, na któ¬ rym osadzone jest zawieradlo, znajduje sie kolo slima¬ kowe (slimacznica) lub czesciej wycinek takiego kola o kacie srodkowym nieco wiekszym od 90° (okolo 1,57 rad). Uklad taki pozwala co prawda osiagnac zamie¬ rzony i wlasciwy efekt techniczny, wykazujac jednakze zarazem caly szereg dosc istotnych i klopotliwych nie¬ dogodnosci, wad oraz niedoskonalosci. W szczególnosoi nalezy tu wymienic dosc zlozona konstrukcje i budowe oraz stosunkowo trudna i skomplikowana technologie wytwarzania poszczególnych elementów skladowych me¬ chanizmu napedowego (zwlaszcza slimak i slimaczni¬ ca) — czego nieuniknionym efektem sa zawyzone koszty wytwarzania i wysoka cena urzadzenia. Kolejna niedo¬ godnoscia sa trudnosci konstrukcyjne a nawet pewne ograniczenia w zakresie mozliwosci opracowania do¬ godnego i prostego a jednoczesnie niezawodnego roz¬ wiazania systemu (regulacji ukladu — a w szczególno- 10 15 20 25 30 soi dokladnego nastawiania skrajnych polozen zawie^ radla przepustnicy.W przypadku jednostek wiekszych (na przyklad prze¬ pustnic o duzych srednicach nominalnych), wystepuje ponadto dalsza niedogoidnosc o bardzo istotnym znacze¬ niu — przy czym równoczesnie nalezy wyjasnic, ze bu¬ dowane sa pirzepustnice nawet o srednicy kilku metrów.W tych przypadkach mianowicie na zawieradlo przepu¬ stnicy dzialaja znaczne sily hydrostatyczne i hydrodyna¬ miczne, wywierane przez medium przeplywajace przez przepustnice, które to sily zawieradlo musi pokonac w okreslonych fazach otwierania i zamykania przeplywu.Otwieranie i zamykanie przeplywu musi ponadto prze¬ biegac stosunkowo bardzo powoli, a to w celu uniknie¬ cia uderzen hydraulicznych przeplywajacego czynnika.Przykladowo mozna podac, ze w stosowanych, duzych przepustnicach zaporowych, o srednicy nominalnej nze- du 1000—1500 mm (a zatem jeszcze nie najwiekszych), wyposazonych w naped mechaniczny (na przyklad sil¬ nik elektryczny), czas otwierania badz zamykania prze¬ plywu, czyli obrót walu glównego (zawieradlowego) przepustnicy o. kat 90° (okolo 1,57 rad), wynosi z wy¬ zej wspomnianych przyczyn nawet okolo 5 minut (300 s) i wiecej, a wiec predkosc katowa tego walu wynosi od¬ powiednio zaledwie okolo 0,05 obr/min (0,00523 rad/s).W przypadku zas napedu recznego wzmiankowany czas wynosi niejednokrotnie nawet okolo 20 minut. Wi¬ dac stad, ze do walu glównego przykladane musza byc znaczne momenty obrotowe oraz ze przelozenie wspom¬ nianej na wstepie przekladni slimakowej musi byc nie- 667853 jednolkiroitniie bardzo duze — przy czym w przypadku stosowania napedu recznego o wielkosci tego przeloze¬ nia decyduje iraczej ograniczona wzgledami anatomicz- nio-fizjologiicznyini wielkosc sily, jaka trwale i w sposób wzglednie swobodny potrafi wywierac czlowiek na recz¬ ny element napedowy (na przyklad kólko reczne), czyli wielkosc momentu obrotowego jaki musi zostac uzyska¬ ny na wale glównym, zas w przypadku napedu mecha¬ nicznego (na przyklad elektrycznego), raczej koniecznosc wyjatkowo duzej redukcji obrotów ze wzgledu na nie¬ bezpieczenstwo udetrzen hydraulicznych. W konsekwen¬ cji slimacznica przyjmuje nieraz bardzo duze rozmiary.Znane sa nawet konstrukcje przepustaic, gdzie z wyzej omówionych powodów zastosowac musiano dwie lub nawet trzy przekladnie slimakowe, które kolejno, jedna po drugiej, redukuja predkosc katowa — od wysokiej predkosci organu napedowego (na przyklad silnika elek¬ trycznego) do — z koniecznosci stosunkowo bardzo ma¬ lej predkosci walu zawieradllowego (glównego). Oczywi¬ sta konsekwencja sa w tym przypadku — obok niedo¬ godnosci wskazanych juz poprzednio — znaczne wymia¬ ry oraz duzy ciezar mechanizmów (ukladów) napedo¬ wych.Stosowane tez czasem bywaja — w miejsce wzglednie oprócz przekladni slimakowych — róznego rodzaju in¬ ne, zlozone i drogie mechanizmy, jak na przyklad wie¬ lostopniowe przekladnie zebate (kola zebate róznego typu, z róznymi odmianami uzebienia), w tym przeklad¬ nie planetarne (obiegowe) — oraz inne, podobne urza¬ dzenia i uklady.Celem wynalazku jest wyeliminowanie lub ogranicze¬ nie omówionych powyzej niedogodnosci.Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie konstruk¬ cyjne ukladu napedowo-regulacyjnego, w którym na na¬ gwintowanym, obracajacym sie wrzecionie napedzaja¬ cym osadzona jest nakretka, przesuwajaca sie po wrze¬ cionie ruchem posuiwistonzwrotnym. Nakretka ta pola¬ czona jest przegubem z dzwignia, która z kolei laczy sie, równiez przegubowo, z nastepna dzwignia ukladu, zas ta ostatnia jest osadzona sztywno na wale glównym czyli zawieradlowym przepustnicy lub podobnego za¬ woru.Na wrzecionie napedzajacym lub/oraz alternatywnie na nakretce badz w sciankach obudowy ukladu, umie¬ szczony jest jeden lub dwa zderzaki. Zderzaki te ogra¬ niczaja ruchy wzdluzne nakretki po wrzecionie napedza¬ jacym, a tym samym ustalaja skrajne polozenia (polo¬ zenie) zawieradla przepustnicy (pelne otwarcie badz zamkniecie przeplywu, albo ewentualnie polozenia po¬ srednie). Ponadto wspomniane zderzaki umozliwiaja regulacje ukladu. W miare potrzeb zderzaki te oraz/albo nakretka wyposazone sa w amortyzatory dowolnej kon¬ strukcji, które tlumia uderzenia dynamiczne nakretki o zderzaki. W przypadku, gdy stosuje sie naped mecha¬ niczny (na przyklad silnik elektryczny), zderzaki lub/i nakretka sa odpowiednio polaczone ze zródlem napedu i pelnia wtedy dodatkowo role wylaczników kranco¬ wych tego zródla, albo przynajmniej role elementów impulsowych dla tych wylaczników.Nakretka moze miec taka konstrukcje, ze jej dlugosc moze byc w pewnym zakresie zmieniana, z mozliwoscia jej ustalania i zabezpieczania calosci przed samoczynna zmiana tej dlugosci. Poszerza to zakres mozliwosci usta¬ wiania skrajnych polozen zawieradla przepustnicy oraz zakres regulacji ukladu. Ponadto nakretka jest wyposa- 66785 4 zona w tulejke robocza, wykonana z tworzywa metalo¬ wego lub sztucznego o podwyzszonej odpornosci na scieranie^ na przyklad mosiadz, braz, brazal lub tp.).Nakretka napedza poza tym liniowy wskaznik stopnia 5 otwarcia przeplywu w przepustnicy.Uklad wedlug wynalazku cechuje nieskomplikowana konstrukcja i budowa oraz latwosc operacji technolo- giczno^wykonawczych i montazowych. Dalsza, istotna zaleta ukladu jest bardzo korzystna charakterystyka (roz- 10 klad) sil i momentu obrotowego na wale zawieradlowym przepustnicy. Chodzi mianowicie, o to, ze moment ten rosnie badz maleje odpowiednio do wystepujacych po¬ trzeb, czyli stosownie do momentów oporu, jakie musza zostac pokonane przez zawieradlo przepustnicy — to 15 znaczy w odpowiednich fazach otwierania badz zamy¬ kania przeplywu. Ponadto uklad jest niezawodny w dzialaniu, nie wymaga czestych ani skomplikowanych napraw i zabiegów konserwacyjnych oraz wykazuje do¬ statecznie dluga zywotnosc. Zastosowane zderzaki po- 20 zwalaja na dokladne ustalanie, w prosty sposób, polo¬ zen krancowych zawieradla, a poza tym — na wprowa¬ dzenie elementów automatyki (wylaczniki krancowe zródla napedu, na przyklad silnika elektrycznego).Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykla- 25 dzie wykonania na rysunku, który przedstawia prze- pustnice z ukladem napedowo-regulacyjnym, (naped reczny, polozenie pelnego otwarcia przeplywu) — przy czym przepustnica pokazana jest w widoku z przodu, zas uklad — w przekroju pionowo — wzdluznym. 30 Element napedzajacy ukladu stanowi gwintowane wrzeciono 1, ulazyskowane w obudowie 2. Na górnym zakonczeniu wrzeciona 1 osadzone jest kólko reczne 3.Alternatywnie, w miejsce lub oprócz kólka recznego 3, moze byc zastosowany inny element o podobnym 35 przeznaczeniu, albo tez naped moze sie odbywac me¬ chanicznie — przykladowo przy pomocy silnika elek¬ trycznego, pneumatycznie, hydraulicznie badz w podob¬ ny sposób. Na wrzecionie 1 osadzona jest nakretka 4, wyposazona w tulejke robocza 5, wykonana przyklado- 40 wo z brazu i osadzona w kadlubie nakretki 4 przykla¬ dowo na gwincie. Z nakretka 4 jest polaczona, za po¬ srednictwem przegubu 6, dzwignia 7, a ta z kolei, za posrednictwem przegubu 8, z dzwignia 9. Dzwignia 7 moze byc równiez wykonana jako podwójna (widelko- 45 wa), obejmujaca swymi ramionami nakretke 4 oraz dzwignie 9. Dzwignia 9 osadzona jest sztywno (na przy¬ klad przy pomocy klina) na wale glównym 10 przepust¬ nicy, na którym jednoczesnie jest osadzone, równiez sztywno, plytowe zawieradlo 11 przepustnicy. 50 Gdy wrzeciono napedzajace 1 zostanie wprawione w ruch obrotowy, nakretka 4 zaczyna sie przesuwac — w zaleznosci iod kierunku obrotów wrzeciona 1 — w góre lub w dól. Ruch przenosi sie, za posrednictwem dzwig¬ ni 7 oraz 9, na wal 10, który obraca sie wraz z osadzo- 55 nym na nim zawieradlem 11. Uklad porusza sie rzecz oczywista w takim zakresie, ze zawieradlo 11 przyjmuje polozenia od poziomego (jak na rysunku — pelne otwarcie przeplywu) do pionowego (calkowite zamknie¬ cie przeplywu). 60 Na wrzecionie 1 znajduja sie dwa zderzaki 12, ogra¬ niczajace zakres ruchów nakretki 4 po wrzecionie 1, a tym samym ustalajace skrajne polozenia zawieradla 11.Zderzaki 12 sa nastawialne, to znaczy osadzone na wrze¬ cionie 1 z mozliwoscia ich wzdluznego przesuwania i 65 utwierdzania w dowolnym miejscu tegoz wrzeciona 1.66785 Tym samym umozliwione jest dowolne nastawianie skrajnych polozen zawieradla 11, jak równiez regulacja ukladu (luzy, niedokladnosci wykonawcze itp.). Alterna¬ tywnie, w miejsce lub oprócz zderzaków 12 umieszczo¬ nych na wrzecionie 1, mozna zastosowac podobne, na¬ stawiacie lub nienastawialne zderzaki, umieszczone na nakretce 4 albo/oraz na sciankach obudowy 2. Mozna takze alternatywnie zastosowac tylko jeden zderzak — na przyklad ustalajacy dokladnie calkowite zamkniecie przeplywu — wychodzac z zalozenia, ze polozenie za¬ wieradla 11 dla pelnego otwarcia przeplywu nie musi byc koniecznie ustalone ze zbyt duza dokladnoscia.Poszerzeniem mozliwosci ustawiania skrajnych polo¬ zen zawieradla 11 oraz regulowania ukladu jest nakret¬ ka 4 o zmienialnej dlugosci. Jako przyklad szczególo¬ wego, bardzo prostego a zarazem w pelni sprawnego i latwego w eksploatacji rozwiazania konstrukcyjnego, mozna tu podac odpowiedni uklad elementów gwinto¬ wanych — na przyklad dwuczesciowa tulejke 5, której jedna lub obydwie czesci sa do kadluba czyli zewnetrz¬ nej obudowy nakretki 4. wkrecone na gwincie, w zwiaz¬ ku z czym, przez wkrecanie badz wykrecanie tych nie¬ zaleznych czesci tulejki 5 do wspomnianego kadluba nakretki 4, mozna w pewnym zakresie zmieniac calko¬ wita, zewnetrzna (czynna) dlugosc nakretki 4, a tym sa¬ mym regulowac wielkosc jej suwu (skoku) miedzy zde¬ rzakami 12. Na wystajace z kadluba nakretki 4, kon¬ cówki obydwu czesci tulejki 5, nakrecone sa wtedy na¬ kretki kontrujaice 13, zabezpieczajace caly uklad przed samoczynnym rozluznieniem, a w efekcie — przed nie¬ zamierzona zmiana dlugosci i suwu nakretki 4. Rysu¬ nek, w odpowiednim swym fragmencie, przedstawia — jak z niego widac — rozwiazanie prostsze, z jednocze¬ sciowa tulejka 5, umozliwiajace tylko ograniczona (jed¬ nostronna) regulacje suwu nakretki 4. Konstrukcja omawianej nakretki 4 o zmienialnej dlugosci czynnej, moze byc takze — rzecz jasna — zrealizowana w szcze¬ gólach ma wiele innych, róznych sposobów.Zaleznie od szczególowych cech urzadzenia (przepu¬ stnicy) oraz róznych innych czynników, zderzaki 12 i/lub nakretke 4 mozna dodatkowo wyposazyc w niena¬ stawialne badz nastawialne amortyzatory najodpowied¬ niejszego dla danych warunków pracy systemu (na przy¬ klad sprezynowe, z tworzywa elastycznego itp.). Amor¬ tyzatory te przejmuja isily dynamiczne (uderzenia) po¬ miedzy nakretka 4 a zderzakami 12.W zaleznosci od zastosowanego zródla napedu, a" w szczególnosci w przypadkach napedu mechanicznego (na przyklad silnik elektryczny), zderzaki 12 lub/oraz na¬ kretka 4 sa odpowiednio polaczone badz zsynchronizo¬ wane z tymze zródlem napedu, przyjmujac w stosunku do tego zródla role wylaczników krancowych albo role impulsatorów dla takich wylaczników. Moze to byc przykladowo polaczenie elektryczne, z zastosowaniem znanych i prostych elementów automatyki, jak styczni¬ ki, mikrowylaczniki itp.Z nakretka 4 polaczony jest wskaznik 14, który wraz z podzialka liniowa 15 tworzy zespól wskazujacy aktu¬ alne polozenie zawieradla 11, czyli stopien otwarcia przeplywu w przepustnicy. Konstrukcja tego zespolu wskazujacego jest oczywiscie w swych szczególach taka, ze wskazania sa widoczne na zewnatrz obudowy 2; na przyklad podzialka 15 znajduje sie na przedniej sciance obudowy 2, a sworzen laczacy wskaznik 14 z nakretka 4 porusza sie w sziczelliinowym wycieciu wykonanym w tejze przedniej sciance (wskaznik 14 i podzialka 15 znaj¬ duja sie zatem na zewnatrz obudowy 2). Jako inne, przykladowe rozwiazanie wskazac mozna podluzne, 5 pionowe wyciecie w prawej bocznej sciance obudowy 2, w którym to wycieciu osadzona jest przezroczysta li¬ stwa z podzialka 15, przy czym wskaznik 14 porusza sie wewnatrz obudowy 2. Kolejna alternatywa moze byc na przyklad podobne, pionowe wyciecie w prawej bocz- 10 nej sciance obudowy 2, przy czym zakonczenie wskaz¬ nika 14 przechodzi przez to wyciecie na zewnatrz tej obudowy 2, zas podzialka 15 znajduje sie na zewnetrz¬ nej stronie wspomnianej prawej scianki, wzdluz piono¬ wego wyciecia. Mozliwosci szczególowego rozwiazania 15 omawianego zespolu wskazujacego stopien otwarcia przepustnicy, nie koncza sie rzecz oczywista na opisa¬ nych wyzej trzech przykladach konstrukcyjnych.Opisany powyzej, liniowy wskaznik stopnia otwarcia przeplywu, jest w wielu przypadkach i z róznych przy- 20 czyn wygodniejszy, przydatniejiszy oraz tanszy w zasto¬ sowaniu i eksploatacji, od klasycznego, obrotowego (ka¬ towego) wskaznika, napedzanego przez glówny (zawie- radlowy) wal 10 przepustnicy, stosowanego dotychczas najpowszechniej w przepustnicach, zaworach motylko- 25 wych i podobnych urzadzeniach. PL PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 30 1. Uklad napedowo-regulacyjny, zwlaszcza dla prze- pustnic i zaworów, zawierajacy wrzeciono napedzajace wprawiane w ruch obrotowy recznie lub mechanicznie, znamienny tym, ze na nagwintowanym wrzecionie na¬ pedzajacym (1) znajduje sie jednoczesciowa lub wielo- 35 czesciowa nakretka (4), z która jest polaczona przegu¬ bowo co najmniej jedna dzwignia (7), polaczona z ko¬ lei przegubowo z co najmniej jedna dzwignia (9), która jest osadzona sztywno na wale (10) przepustnicy, zawo¬ ru lub podobnego urzadzenia. 40

2. Uklad wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na wrzecionie (1) lub/oraz na nakretce (4) lub/oraz w scian¬ kach badz na sciankach (sciance) obudowy (2) wzgled¬ nie podobnego ustroju — umieszczony jest nastawialny lub/oraz nienastawiakiy, jednoczesciowy lub/oraz wielo- 45 czesciowy zderzak lub zderzaki (12), ustalajace skrajne polozenia (polozenie) zawieradla (11) albo podobnego elementu oraz/lub umozliwiajace regulacje i kompen¬ sacje ewentualnych luzów i niedokladnosci ukladu.

3. Uklad wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze 50 zderzak wzglednie zderzaki (12) lub/oraz nakretka (4) sa wyposazone w nastawialne lub/oraz nienastawialne, jednoczesciowe lub/oraz wieloczesoiowe amortyzatory.

4. Uklad wedlug zastrz. 1—3, znamieny tym, ze zde¬ rzak wzglednie zderzaki (12) lub/oraz nakretka (4) sa sprzezone, polaczone lub zsynchronizowane ze zródlem napedu, przykladowo z silnikiem elektrycznym, pelniac funkcje wylaczników krancowych w odniesieniu do tego zródla lub funkcje elementów dajacych impulsy dla ta¬ kich wylaczników.

5. Uklad wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze dlugosc nakretki (4) jest zmienialna, z mozliwoscia usta¬ lania tej dlugosci przy równoczesnym zabezpieczeniu calosci przed samoczynna zmiana tejze dlugosci. 65

6. Uklad wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze na- 55 6066785 kretka (4) jest wyposazona w jednoczesciowa lub wieloi- czesciowa tulejke (5), wykonana z tworzywa metalicz¬ nego lub sztucznego, odpornego na scieranie.

7. Uklad wedlug zastrz. 1—6, znamienny tym, ze na- 8 kretka (4) lub inny zwiazany z nia element, wykonuja¬ cy ruchy prostoliniowe posuwisto-zwrotne, napedza wskaznik (14), wskazujacy stopien otwarcia przepustnicy lub podobnego urzadzenia. c ^O7 WDA-l. Zam. 4586, naklad 210 egz. Cena zl 10,— PL PL