RU101763U1

RU101763U1 - CONTROL DEVICE FOR PIPELINE CONTROL BODY

Info

Publication number: RU101763U1
Application number: RU2010132010/06U
Authority: RU
Inventors: Сергей Алексеевич Яковлев; Ольга Алексеевна Никитина; Виктор Евгеньевич Павлов
Original assignee: Открытое акционерное общество "АБС ЗЭиМ Автоматизация" (ОАО "АБС Автоматизация")
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2011-01-27

Abstract

1. Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, содержащее электродвигатель, расположенные в едином корпусе промежуточный редуктор с узлом блокировки, выходной редуктор, включающий размещенные в собственном корпусе планетарную передачу, ручной дублирующий привод, кинематически связанный с центральным колесом планетарной передачи, силовой редуктор, связанный с выходным валом устройства, модуль управления, отличающееся тем, что силовой редуктор выполнен в виде силовой червячной передачи, в планетарную передачу введены дополнительное колесо и центральный вал-шестерня, при этом узел блокировки расположен на центральном валу-шестерне. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что силовая червячная передача состоит из вал-червяка и червячного колеса. ! 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительное колесо реализовывает кинематическую связь червяка ручного дублирующего привода с центральным колесом планетарной передачи. ! 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительное колесо выполнено, по крайней мере, в виде червячного колеса или косозубого колеса. ! 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на конце выходного вала устройства выполнен элемент посадки, по крайней мере, в виде полого зубчатого венца с кулачком. ! 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел блокировки выполнен, по крайней мере, в виде обгонной муфты. 1. A control device for a shut-off and regulating body of pipeline valves containing an electric motor, an intermediate gearbox with a locking unit located in a single housing, an output gearbox, including a planetary gear housed in its own housing, a manual backup drive kinematically connected to the central planetary gear wheel, a power gearbox, connected to the output shaft of the device, a control module, characterized in that the power gearbox is made in the form of a power worm gear, in planetary gear The transmission introduced an additional wheel and a central gear shaft, while the locking unit is located on the central gear shaft. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the power worm gear consists of a worm shaft and a worm wheel. ! 3. The device according to claim 1, characterized in that the additional wheel implements a kinematic connection of the manual backup drive worm with the central planetary gear wheel. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the additional wheel is made at least in the form of a worm wheel or helical gear. ! 5. The device according to claim 1, characterized in that at the end of the output shaft of the device a landing element is made, at least in the form of a hollow gear ring with a cam. ! 6. The device according to claim 1, characterized in that the locking unit is made at least in the form of an overrunning clutch.

Description

Техническое решение относится к машиностроению, в частности к приводам, управляющим трубопроводной арматурой, например задвижками или шаровыми кранами, и может быть использовано для дистанционного и автоматического регулирования и управления потоками жидких или газообразных сред запорной аппаратуры, установленной на магистральных трубопроводах.The technical solution relates to mechanical engineering, in particular to actuators controlling pipeline valves, for example, valves or ball valves, and can be used for remote and automatic regulation and control of the flow of liquid or gaseous media of shut-off equipment installed on main pipelines.

Известен привод для управления запорной арматурой по RU 44898, опубл. 27.03.2005, который содержит электродвигатель и размещенные внутри корпуса: зубчатую передачу, ручной привод, червячную передачу, блок сигнализации положения, ограничитель и выходной вал.A known drive for controlling valves according to RU 44898, publ. 03/27/2005, which contains an electric motor and placed inside the housing: gear transmission, manual drive, worm gear, position signaling unit, limiter and output shaft.

Недостатком известного устройства являются низкая надежность и ограниченные эксплуатационные возможности.A disadvantage of the known device is low reliability and limited operational capabilities.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели по технической сущности является, выбранное в качестве прототипа, устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры по RU 2228478, опубл. 10.05.2004, содержащее электродвигатель, ручной привод, промежуточный редуктор, узел блокировки, планетарную передачу, силовой редуктор, связанный с выходным валом, модуль управления.The closest analogue to the proposed utility model by technical nature is, selected as a prototype, a control device for shut-off and regulating body of pipe fittings in accordance with RU 2228478, publ. 05/10/2004, comprising an electric motor, a manual drive, an intermediate gear, an interlock, a planetary gear, a power gear connected to the output shaft, and a control module.

Недостатками устройства, выбранного в качестве прототипа, являются низкая надежность и ограниченные эксплуатационные возможности.The disadvantages of the device selected as a prototype are low reliability and limited operational capabilities.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности устройства в целом при одновременном расширении его эксплуатационных возможностей, снижении габаритных размеров и, соответственно уменьшении материалоемкости.The objective of the claimed utility model is to increase the reliability of the device as a whole while expanding its operational capabilities, reducing overall dimensions and, accordingly, reducing material consumption.

Технический результат достигается тем, что в устройстве управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, содержащем электродвигатель, узел блокировки и промежуточный редуктор размещенные в корпусе, выходной редуктор, включающий размещенные в его корпусе планетарную передачу, ручной дублирующий привод кинематически связанный с центральным колесом планетарной передачи, силовой редуктор, связанный с выходным валом устройства, модуль управления, силовой редуктор выполнен в виде силовой червячной передачи состоящей из вал-червяка и червячного колеса, в планетарную передачу введены дополнительное колесо и центральная вал-шестерня, на которой расположен узел блокировки. Кинематическая связь червяка ручного дублирующего привода с центральным колесом планетарной передачи выполнена в виде дополнительного колеса. На конце выходного вала устройства выполнен элемент посадки в виде, полого вала с внутренним зубчатым венцом с кулачком. Узел блокировки выполнен в виде обгонной муфты. Дополнительное колесо, по крайней мере, выполнено в виде червячного колеса или косозубого колеса.The technical result is achieved by the fact that in the control device of the shut-off and regulating body of the pipe fittings containing an electric motor, a locking unit and an intermediate gear located in the housing, an output gear including a planetary gear housed in its housing, a manual backup drive kinematically connected to the central planetary gear wheel, a power reducer associated with the output shaft of the device, a control module, a power reducer is made in the form of a power worm gear consisting of al-worm and worm wheel, a planetary gear introduced additional wheel and the central gear shaft, on which the lock assembly. The kinematic connection of the manual backup drive worm with the central planetary gear wheel is made in the form of an additional wheel. At the end of the output shaft of the device, a seating element is made in the form of a hollow shaft with an internal gear ring with a cam. The locking unit is made in the form of an overrunning clutch. The additional wheel is at least made in the form of a worm wheel or a helical gear.

Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.The information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the utility model.

Выполнение узлов и элементов устройства, не раскрытых в настоящей заявке или является известным, или имеет правовую охрану патентами заявителя.The implementation of the nodes and elements of the device not disclosed in this application is either known, or is legally protected by the applicant’s patents.

Полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 схематически изображено устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры; на фиг.2 - кинематическая схема устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры.The utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 schematically shows a control device for a shut-off and regulating body of pipe fittings; figure 2 is a kinematic diagram of a control device for shut-off and regulating body of pipe fittings.

Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры содержит электродвигатель 1, промежуточный редуктор 2 и узел блокировки 3 в корпусе 4 промежуточного редуктора, выходной редуктор 5 и модуль управления 6 в корпусе 7 выходного редуктора.The control device for the shut-off and regulating body of pipeline valves contains an electric motor 1, an intermediate gearbox 2 and a blocking unit 3 in the housing 4 of the intermediate gearbox, an output gearbox 5 and a control module 6 in the housing 7 of the output gearbox.

Выходной редуктор 5 состоит из планетарной передачи 8, силовой червячной передачи 9 и ручного дублирующего червячного привода 10.The output gearbox 5 consists of a planetary gear 8, a power worm gear 9 and a manual backup worm gear 10.

Промежуточный редуктор 2 соединен кинематически с валом электродвигателя 1 и выполнен в виде, по крайней мере, одноступенчатой зубчатой передачи, при этом одна из шестерен 11 расположена на валу электродвигателя 1, а другое колесо 12 может быть выполнено в виде, например зубчатого цилиндрического колеса с внешним или внутренним зацеплением.The intermediate gearbox 2 is connected kinematically with the shaft of the electric motor 1 and is made in the form of at least a single-stage gear transmission, while one of the gears 11 is located on the shaft of the electric motor 1, and the other wheel 12 can be made in the form of, for example, a gear cylindrical wheel with an external or internal gearing.

Узел блокировки 3 выполнен в виде обгонной муфты и расположен на центральном вал-шестерне 13 планетарной передачи 8, размещенном в корпусе 4 промежуточного редуктора.The locking unit 3 is made in the form of an overrunning clutch and is located on the central gear shaft 13 of the planetary gear 8, located in the housing 4 of the intermediate gearbox.

В случае исполнения устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры без промежуточного редуктора 2, электродвигатель 1 связан через узел блокировки 3 с центральным вал-шестерней 13 планетарной передачи 8, который может быть размещен, например как в корпусе промежуточного редуктора, так и в корпусе выходного редуктора.In the case of the execution of the control device of the shut-off and regulating body of the pipe fittings without an intermediate gearbox 2, the electric motor 1 is connected through a blocking unit 3 with the central gear shaft 13 of the planetary gear 8, which can be placed, for example, both in the housing of the intermediate gearbox and in the output housing gearbox.

На входном валу выходного редуктора 5 устанавливаются элементы планетарной передачи 8: водило 14 с тремя сателлитами 15 равномерно расположенными по окружности и центральное колесо 16 с внутренними зубьями.On the input shaft of the output gearbox 5, planetary gear elements 8 are installed: carrier 14 with three satellites 15 evenly spaced around the circumference and a central wheel 16 with internal teeth.

Центральное колесо 16 с внутренними зубьями кинематически связано через дополнительное колесо 17 (например, червячное или косозубое колесо) с червяком ручного дублирующего червячного привода 10. Ручной дублирующий червячный привод снабжен маховиком 19 с рукояткой.The central wheel 16 with internal teeth is kinematically connected through an additional wheel 17 (for example, a worm or helical gear) with the worm of the manual backup worm gear 10. The manual backup worm gear is equipped with a handwheel 19 with a handle.

Силовая червячная передача 9 состоит из вал-червяка 20 и червячного колеса 21 установленного на выходном валу 22 устройства.Power worm gear 9 consists of a worm shaft 20 and a worm wheel 21 mounted on the output shaft 22 of the device.

Модуль управления 6 одного исполнения может включать в свой состав, например ограничитель максимального крутящего момента и блок сигнализации положения. Ограничитель максимального крутящего момента расположен на вал-червяке силовой червячной передачи и может быть выполнен в виде пружинного модуля с концевыми выключателями. Блок сигнализации положения может быть или токовый, или реостатный, или индуктивный.The control module 6 of one design may include, for example, a maximum torque limiter and a position signaling unit. The maximum torque limiter is located on the worm shaft of the power worm gear and can be made in the form of a spring module with limit switches. The position signaling unit may be either current, or rheostat, or inductive.

Другим вариантом исполнения модуля 6 управления является, например электронный модуль, включающий в свой состав датчик момента, датчик положения и считывающее устройство. Датчик положения может быть выполнен бесконтактным на эффекте Холла, а датчик момента, как на основе тензометрии, так и на эффекте Холла.Another embodiment of the control module 6 is, for example, an electronic module including a torque sensor, a position sensor and a reader. The position sensor can be made non-contact on the Hall effect, and the torque sensor, both on the basis of tensometry and on the Hall effect.

Для устройства фланцевого исполнения, на корпусе выходного редуктора 5 и на конце выходного вала 22, для соединения с рабочим органом трубопроводной арматуры выполнен элемент посадки, в виде фланца 24 и полого вала 23 (например, с кулачками, с внутренними шлицами, с внутренним зубчатым венцом с кулачком или без кулачка, со шпоночными пазами). Для устройства рычажного исполнения выходной вал 22 устройства выполнен в виде вала со шпоночным пазом, а фланец 24 в виде фланца размещенного в нем переустанавливаемыми упорами.For a flange-mounted device, on the housing of the output gearbox 5 and on the end of the output shaft 22, for connecting with the working body of the pipe fittings, a seating element is made in the form of a flange 24 and a hollow shaft 23 (for example, with cams, with internal splines, with an internal gear ring with or without cam, with keyways). For the device of lever execution, the output shaft 22 of the device is made in the form of a shaft with a keyway, and the flange 24 in the form of a flange placed in it by resettable stops.

Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры работает следующим образом.The control device shut-off and regulating body of pipe fittings works as follows.

Для перемещения запорно-регулирующего органа трубопроводной арматуры в одно из конечных положений включают электродвигатель 1. Вращение вала электродвигателя передается на центральный вал-шестерню 13 планетарной передачи 8 через промежуточный редуктор 2 и обгонную муфту 3. Вращение передается на водило 14 через сателлиты 15, при перекатывании по неподвижному центральному колесу 16 с внутренними зубьями, связанного через колесо 17 с червяком 18 ручного дублирующего привода 10, (использования самоторможение червячной пары центральное колесо 16 заблокировано) и приводит в движение вал-червяк 20 и червячное колесо 21 силовой червячной передачи 9, и приводит во вращение выходной вал 22 устройства.To move the shut-off and regulating body of the pipe fittings to one of the end positions, turn on the electric motor 1. The rotation of the electric motor shaft is transmitted to the central gear shaft 13 of the planetary gear 8 through the intermediate gear 2 and the overrunning clutch 3. The rotation is transmitted to the carrier 14 through the satellites 15, when rolling on a stationary central wheel 16 with internal teeth connected through a wheel 17 with a worm 18 of a manual backup drive 10 (using self-braking of the worm pair of the central wheel 16 ablokirovano) and drives the worm shaft 20 and worm wheel 21, worm gear power 9, and rotates the output shaft 22 of the device.

При достижении на запорно-регулирующем органе трубопроводной арматуры в положении "Закрыто" или "Открыто", или в любом промежуточном положении предельной величины крутящего момента, равной значению момента срабатывания, червячное колесо 21 силовой червячной передачи перемещает вал-червяк 20, который давит на узел ограничителя максимального крутящего момента модуля управления 6, что приводит к разрыву электрической цепи электродвигателя 1.When the valve reaches the shutoff-regulating body in the "Closed" or "Open" position, or in any intermediate position of the maximum torque equal to the value of the actuating moment, the worm gear wheel 21 of the power worm gear moves the worm shaft 20, which presses on the node limiter maximum torque control module 6, which leads to rupture of the electrical circuit of the motor 1.

В случае, когда электродвигатель находится в нерабочем состоянии (проведение пуско-наладочных работ, закрытие и открытие арматуры при отказе электродвигателя и т.д.), для управления запорно-регулирующего органа трубопроводной арматуры используют ручной дублирующий червячный привод 10, который выполняется независимо от движения (вращения) силовых элементов выходного редуктора. При отключенном электродвигателе (центральное солнечное колесо) вал-шестерня 16 планетарной передачи 8 с помощью блокирующего устройства 3 заторможено относительно корпуса 7 выходного редуктора. При вращении рукоятки 19 ручного дублирующего червячного привода червяк 18 ручного дублирующего червячного привода, взаимодействующий через дополнительное колесо 17 с зубьями центрального колеса 16 планетарной передачи 8, передает движение на сателлиты 15 при перекатывании по неподвижному вал-шестерни 13 на водило 14, далее на вал-червяк 20 и червячное колесо 21 силовой червячной передачи 9 и приводит во вращение выходной вал 22 устройства. При случайном включении электродвигателя вращение от центрального вал-шестерни 13 на червяк 18 ручного дублирующего червячного привода не передается из-за самотормозящейся червячной пары, чем обеспечивается безопасность работы вручную, то есть соблюдается требование безопасности - рукоятка ручного дублирующего червячного привода при работе электродвигателя не должна вращаться.In the case when the electric motor is in an idle state (commissioning, closing and opening of valves when the motor fails, etc.), a manual backup worm drive 10 is used to control the shut-off and regulating body of the pipeline valves, which is performed regardless of movement (rotation) power elements of the output gear. When the motor is off (central sun wheel), the gear shaft 16 of the planetary gear 8 is blocked by the locking device 3 relative to the housing 7 of the output gearbox. When the handle 19 of the manual backup worm drive is rotated, the worm 18 of the manual backup worm drive, interacting through an additional wheel 17 with the teeth of the central gear 16 of the planetary gear 8, transmits movement to the satellites 15 when rolling over the stationary gear shaft 13 to the carrier 14, then to the shaft the worm 20 and the worm wheel 21 of the power worm gear 9 and drives the output shaft 22 of the device. When the motor is accidentally turned on, the rotation from the central gear shaft 13 to the worm 18 of the manual backup worm drive is not transmitted due to a self-braking worm pair, which ensures the safety of manual operation, that is, the safety requirement is observed - the handle of the manual backup worm drive must not rotate when the motor is running .

В результате предлагаемое устройство имеет следующие преимущества по сравнению с известными:As a result, the proposed device has the following advantages compared with the known:

- введением силовой червячной передачи в выходной редуктор обеспечивается большее передаточное отношение, компактность, плавность хода, возможность самоторможения, как следствие не возможна обратная передача, т.е. фиксацию рабочего органа арматуры, простоту изготовления деталей. Установленный двигатель в данном устройстве, расположен горизонтально, как для фланцевого, так и рычажного исполнений, что предпочтительно;- the introduction of a power worm gear in the output gearbox provides a greater gear ratio, compactness, smoothness, the possibility of self-braking, as a result, reverse gear is not possible, i.e. fixation of the working body of reinforcement, ease of manufacture of parts. The installed motor in this device is located horizontally for both flange and lever versions, which is preferable;

- установка блокирующего устройства и дополнительного колеса в планетарную передачу для кинематической связи с червяком ручного привода, обеспечивает независимость ручного привода, исключается необходимость разрыва кинематической цепи связи электродвигателя с выходным редуктором при работе ручного дублера, например при экстремальных ситуациях, что повышает надежность устройства в целом;- the installation of a locking device and an additional wheel in a planetary gear for kinematic communication with the hand drive worm ensures independence of the hand drive, eliminating the need to break the kinematic circuit of the electric motor with the output gear during manual backup operation, for example, in extreme situations, which increases the reliability of the device as a whole;

- выполнение центрального солнечного колеса планетарной передачи в виде вал-шестерни с установленными на нем элементами добились уменьшении габаритных размеров устройства и снижении материалоемкости, также обеспечили модульность сборки возможностью разделения узлов выходного редуктора;- the implementation of the central solar wheel of the planetary gear in the form of a pinion shaft with elements installed on it achieved a reduction in the overall dimensions of the device and a reduction in material consumption, also ensured the modularity of the assembly with the possibility of separating the nodes of the output gear;

- снабжение устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры элементом посадки выходного вала, позволило расширить функциональную возможность применения устройства на различных типоразмерах арматуры за счет обеспечения свободного размещения выдвигаемых частей арматуры внутри полости выходного вала.- the supply of the control device for the shut-off and regulating body of the pipe fittings with the output shaft seating element, has expanded the functionality of the device for use with various sizes of valves by ensuring the free placement of the extended parts of the valves inside the cavity of the output shaft.

Заявляемое устройство может быть неоднократно воспроизведено на современном оборудовании и планируется применить для управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость» для полезной модели.The inventive device can be repeatedly played on modern equipment and is planned to be used to control the shut-off and regulating body of pipeline valves, which allows us to conclude that its criterion of "industrial applicability" for the utility model is met.

Claims

1. A control device for a shut-off and regulating body of pipeline valves containing an electric motor, an intermediate gearbox with a locking unit located in a single housing, an output gearbox, including a planetary gear housed in its own housing, a manual backup drive kinematically connected to the central planetary gear wheel, a power gearbox, connected to the output shaft of the device, a control module, characterized in that the power gearbox is made in the form of a power worm gear, in planetary gear The transmission introduced an additional wheel and a central gear shaft, while the locking unit is located on the central gear shaft.

2. The device according to claim 1, characterized in that the power worm gear consists of a worm shaft and a worm wheel.

3. The device according to claim 1, characterized in that the additional wheel implements a kinematic connection of the manual backup drive worm with the central planetary gear wheel.

4. The device according to claim 1, characterized in that the additional wheel is made at least in the form of a worm wheel or helical gear.

5. The device according to claim 1, characterized in that at the end of the output shaft of the device a landing element is made, at least in the form of a hollow gear ring with a cam.

6. The device according to claim 1, characterized in that the locking unit is made at least in the form of an overrunning clutch.