RU132855U1

RU132855U1 - TWO SPEED ACTUATOR FOR PIPELINE FITTINGS

Info

Publication number: RU132855U1
Application number: RU2012131611/06U
Authority: RU
Inventors: Валерий Петрович Цушко; Ильгиз Рашитович Чиняев; Анатолий Леонтьевич Шанаурин; Михаил Иванович Болтнев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "МашНефтеГаз"
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-09-27

Abstract

Двухскоростной привод для трубопроводной арматуры, содержащий зубчатую передачу, например коническую, либо гипоидную с ведомым колесом, взаимосвязанным со шпинделем трубопроводной арматуры, и ведущим колесом, управляемым как напрямую, так и через с закрепленным на корпусе центральным зубчатым колесом планетарный механизм, коаксиально в котором размещен вал переключения, отличающийся тем, что водило подвижно вращательно связано с ведущим колесом зубчатой передачи, а на валу переключения на одном конце закреплено внутреннее колесо планетарного механизма, на противоположном рабочий маховик, а между ними размещены элементы фиксации вала переключения с водилом и вала переключения с корпусом.A two-speed drive for pipe fittings, containing a gear, for example, a bevel or hypoid gear, with a driven wheel interconnected with the spindle of the pipe fittings, and a drive wheel controlled either directly or through a planetary gear fixed to the housing of the central gear wheel, in which it is coaxially housed a shift shaft, characterized in that the carrier is movably rotationally connected with the drive gear wheel, and an inner gear wheel is fixed at one end to the shift shaft etarnogo mechanism at the opposite flywheel working, and between them are arranged the shaft fixing the switching elements to the carrier and selector shaft with the housing.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве привода для трубопроводной арматуры (ТА), в частности для запорных и запорно-регулирующих задвижек больших проходов.The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used as an actuator for pipeline valves (TA), in particular for shut-off and locking-regulating valves of large passages.

Известен двухскоростной привод (см. RU 2378556 С2 F16K 31/53), содержащий зубчатую понижающую передачу с ведомым колесом взаимодействующим со шпинделем трубопроводной арматуры и ведущим колесом, управляемым через механизм переключения тягой связанной с внутренним маховиком, охватываемой полым валом управляемым наружным маховиком, при этом на полом валу установлена коническая передача выходной вал которой кинематически связан с повышающей передачей, управляющей шпинделем трубопроводной арматуры.A two-speed drive is known (see RU 2378556 C2 F16K 31/53), comprising a gear reduction gear with a driven wheel interacting with a spindle of a pipe fitting and a driving wheel controlled via a gearshift mechanism connected to the internal flywheel, covered by a hollow shaft controlled by an external flywheel, while a bevel gear is installed on the hollow shaft, the output shaft of which is kinematically connected with the overdrive, which controls the spindle of the pipe fittings.

К недостаткам известного решения относится невозможность совмещения зубчатой передачи с повышенным передаточным числом с другими видами зубчатых передач с низким передаточным числом, например цилиндрической, что снижает потребительские свойства привода.The disadvantages of the known solutions include the impossibility of combining a gear with an increased gear ratio with other types of gears with a low gear ratio, for example a cylindrical one, which reduces the consumer properties of the drive.

Известен также двухскоростной привод для трубопроводной арматуры (см. RU 2416051 С2 F16K 31/05), прототип, содержащий зубчатую передачу с низким передаточным числом с ведомым колесом взаимосвязанным со шпинделем трубопроводной арматуры и ведущим колесом управляемым или на прямую или через планетарный механизм двумя маховиками, при чем центральный маховик размещен между сдвоенными спицами рабочего маховика и управляет посредством вала пропущенного через водило переключающим устройством, а рабочий маховик закреплен на водиле планетарного механизма, центральное зубчатое колесо которого соединено с корпусом.Also known is a two-speed drive for pipe fittings (see RU 2416051 C2 F16K 31/05), a prototype comprising a gear train with a low gear ratio with a driven wheel interconnected with the pipe fittings spindle and the drive wheel controlled either directly or through a planetary gear by two flywheels, moreover, the central flywheel is placed between the twin spokes of the working flywheel and controls by means of a shaft passed through the carrier a switching device, and the working flywheel is mounted on a planetary gear carrier ism, the central gear of which is connected to the housing.

К недостаткам данного устройства следует отнести также низкие потребительские свойства обусловленные неудобством управления сдвоенным маховиком при работе на высоком передаточном числе через планетарный механизм, при этом оператору необходимо управлять прижатыми друг к другу маховиками преодолевая усилие пружины механизма переключения, как при закрытии, так и при открытии трубопроводной арматуры.The disadvantages of this device should also include low consumer properties due to the inconvenience of controlling the dual flywheel when operating at a high gear ratio through the planetary gear, while the operator must control the handwheels pressed against each other overcoming the spring force of the switching mechanism, both when closing and when opening the pipeline fittings.

Технической задачей решаемой в предлагаемом устройстве является повышение потребительских свойств двухскоростного привода путем исключения управления приводом сдвоенным маховиком.The technical problem to be solved in the proposed device is to increase the consumer properties of a two-speed drive by eliminating the dual-flywheel drive control.

Поставленная задача решается тем, что двухскоростной привод для трубопроводной арматуры, содержащий зубчатую передачу, например коническую, либо гипоидную с ведомым колесом взаимосвязанным со шпинделем трубопроводной арматуры и ведущим колесом управляемым как напрямую, так и через с закрепленным на корпусе центральным зубчатым колесом планетарный механизм, коаксиально в котором размещен вал переключения и водило подвижно вращательно связано с ведущим колесом зубчатой передачи, а на валу переключения на одном конце закреплено внутреннее колесо планетарного механизма, на противоположном рабочий маховик, а между ними размещены элементы фиксации вала переключения с водилом и вала переключения с корпусом.The problem is solved in that a two-speed drive for pipe fittings containing a gear, for example a bevel or hypoid gear with a driven wheel interconnected with the spindle of the pipe fittings and the drive wheel controlled either directly or through a planetary gear fixed to the housing of the central gear wheel, is coaxial in which the switching shaft is located and the carrier is movably rotationally connected with the drive gear wheel, and inside the switching shaft is fixed at one end the lower wheel of the planetary mechanism, on the opposite working flywheel, and between them there are elements for fixing the switching shaft with the carrier and the switching shaft with the housing.

На чертеже изображена схема двухскоростного привода для трубопроводной арматуры с конической передачей.The drawing shows a diagram of a two-speed drive for pipe fittings with a bevel gear.

Привод состоит из ведомого колеса 1 взаимосвязанного со шпинделем 2 трубопроводной арматуры (на схеме не показано), ведущего колеса 3 соединенного подвижно вращательно посредством, например шлицевого соединения 4 с водилом 5 планетарного механизма & в корпусе 7 которого закреплено центральное зубчатое колесо 8 связанное через сателлиты 9 с внутренним колесом 10 установленным на валу переключения 11 управляемым рабочим маховиком 12, между последними на валу переключения 11 размещены элемент фиксации 13 с водилом 5, например шлицевое соединение и элементы фиксации 14-1 и 14-2 с корпусом с возможностью вращения, например, подпружиненный шарик и канавки на валу переключения 11.The drive consists of a driven wheel 1 interconnected with a spindle 2 of pipe fittings (not shown in the diagram), a driving wheel 3 connected rotationally by means of, for example, a spline connection 4 with a carrier 5 of the planetary gear & in the housing 7 of which is fixed a central gear wheel 8 connected through satellites 9 with an inner wheel 10 mounted on the switching shaft 11 controlled by the operating flywheel 12, between the last on the switching shaft 11 there is a locking element 13 with the carrier 5, for example, a spline connection and the locking elements 14-1 and 14-2 with the housing rotatably, for example, a spring-loaded ball and grooves on the switching shaft 11.

Заявляемый привод работает следующим образом.The inventive drive operates as follows.

Закрытие трубопроводной арматуры (либо клиновой задвижки/ либо клапана) в период прохождения рабочей среды через проходной канал ТА.Closing of pipeline valves (or wedge gate valve / or valve) during the passage of the working medium through the TA passage channel.

До соприкосновения уплотнительных полей затвора ТА на шпиндель необходимо приложить суммарное усилие, слагаемое из усилия затрачиваемого на преодоление давления рабочей среды на площадь сечения шпинделя/ преодоление силы трения в сальниковом уплотнении, преодоление силы трения между направляющими корпуса и клина (для клиновой задвижки), преодоление сил трения в узле привода и резьбовой паре «шпиндель-втулка ходовая». Для преодоления этого суммарного усилия предназначена первая (низшая) ступень привода с высокой скоростью, либо коническая, либо червячная зубчатая передача.Before contacting the sealing fields of the TA shutter to the spindle, it is necessary to apply the total force, the sum of the effort spent on overcoming the pressure of the working medium on the spindle cross-sectional area / overcoming the frictional force in the stuffing box packing, overcoming the frictional force between the body and wedge guides (for the wedge gate valve), overcoming the forces friction in the drive unit and the threaded pair "spindle-bush running". To overcome this total effort, the first (lower) stage of the drive is designed with high speed, either a bevel or a worm gear.

В этом случае вал переключения 11 находится в положении фиксации водила 5 и элемента фиксации 14-1 с корпусом 7. Посредством вращения рабочего маховика 12 крутящий момент через элемент фиксации 13, водило 5, соединение 4 передается на ведущее колесо 3, ведомое колесо 1 и на шпиндель 2 ТА.In this case, the switching shaft 11 is in the locked position of the carrier 5 and the locking element 14-1 with the housing 7. By rotating the working flywheel 12, the torque through the locking element 13, carrier 5, the connection 4 is transmitted to the drive wheel 3, the driven wheel 1 and spindle 2 TA.

После соприкосновения уплотнительных полей затвора ТА усилие, необходимое для преодоления силы трения между направляющими корпуса и клином (для клиновых задвижек), исчезает из-за появления зазора между направляющими корпуса и направляющими клина, а появляется увеличивающееся по мере опускания клина усилие, необходимое для преодоления силы трения между одной или обеими сторонами пар уплотнительных полей затвора ТА, вплоть до создания необходимых для обеспечения герметичности в затворе ТА удельных давлений.After contact of the sealing fields of the shutter TA, the force necessary to overcome the friction force between the housing guides and the wedge (for wedge gate valves) disappears due to the appearance of a gap between the housing guides and the wedge guides, and the force required to overcome the force increases as the wedge lowers to overcome friction between one or both sides of the pairs of sealing fields of the shutter TA, up to the creation of the specific pressures necessary to ensure tightness in the shutter TA.

Для данного случая маховик 12 подаем в направлении «от себя» внутреннее колесо 10 входит в зацепление с сателлитами 9 планетарного механизма 6, элемент фиксации 13 разъединяется, а элемент фиксации 14-2 фиксирует вал переключения 11 с корпусом 7. В этом положении момент от маховика 12 через внутреннее колесо 10, сателлита 9, водило 5, передается на ведущее колесо 3, затем на ведомое колесо 1 и на шпиндель 2 ТА. В этом случае передаточное отношение привода равно произведению передаточных отношений зубчатой передачи и планетарного механизма обеспечивающее низкую скорость при высоком крутящем моменте.For this case, the flywheel 12 is fed in the direction "from itself" the inner wheel 10 is engaged with the satellites 9 of the planetary gear 6, the locking element 13 is disconnected, and the locking element 14-2 fixes the switching shaft 11 with the housing 7. In this position, the moment from the flywheel 12 through the inner wheel 10, satellite 9, carrier 5, is transmitted to the drive wheel 3, then to the driven wheel 1 and the spindle 2 TA. In this case, the gear ratio of the drive is equal to the product of the gear ratios of the gear transmission and the planetary mechanism providing low speed with high torque.

Открытие затвора ТА производится в обратном порядке, то есть вал переключения находится в элементе фиксации с корпусом 14-2 и момент на шпиндель 2 ТА передается через планетарный механизм и зубчатую передачу.The TA shutter is opened in the reverse order, that is, the switching shaft is located in the locking element with the housing 14-2 and the moment is transmitted to the spindle 2 of the TA through the planetary gear and gear transmission.

После размыкания уплотнительных полей затвора ТА маховик 12 подаем движением «на себя» и вводим в зацепление элементы фиксации 13 и 14-1 и момент от маховика 12 передается на прямую через водило 5 соединения 4 на ведущее колесо 3 и ведомое 1 зубчатой передачи, затем на шпиндель 2 ТА и производим полное открытие затвора ТА малым моментом на повышенной скорости подъема затвора ТА.After opening the sealing fields of the shutter TA, the flywheel 12 is fed “by itself” and the locking elements 13 and 14-1 are engaged and the moment from the flywheel 12 is transmitted directly through the carrier 5 of connection 4 to the drive wheel 3 and the driven gear 1, then spindle 2 TA and make the full opening of the TA shutter with a small moment at an increased TA shutter lift speed.

Таким образом, благодаря тому, что ведущее колесо зубчатой передачи связано подвижно вращательно с водилом внутри которого коаксиально размещен вал переключения, а на последнем последовательно установлено внутреннее колесо планетарного механизма, элемент фиксации водила, элемент фиксации с корпусом с возможностью вращения относительно корпуса и рабочий маховик, все это позволяет не только производить управление ТА, но и производить переключение скоростей по управлению ТА одним маховиком. То есть оператор при положении рабочего маховика «на себя» управляет низким передаточным числом (высокая скорость), а при положении рабочего маховика «от себя» - высоким передаточным числом (низкая скорость), это не что иное как повышение потребительских свойств привода.Thus, due to the fact that the drive gear wheel is movably rotationally connected with the carrier inside of which the switching shaft is coaxially placed, and on the latter the inner wheel of the planetary mechanism, the carrier fixation element, the locking element with the housing rotatably relative to the housing and the working flywheel are sequentially installed all this allows not only to perform TA control, but also to switch speeds to control TA with one flywheel. That is, the operator with the position of the working flywheel "on his own" controls a low gear ratio (high speed), and when the position of the working flywheel "on his own" controls a high gear ratio (low speed), this is nothing more than improving the consumer properties of the drive.

Claims

A two-speed actuator for pipe fittings, containing a gear, for example, a bevel or hypoid gear, with a driven wheel interconnected with the spindle of the pipe fittings, and a drive wheel controlled either directly or through a planetary gear fixed to the housing of the central gear wheel, in which it is coaxially housed a shift shaft, characterized in that the carrier is movably rotationally connected with the drive gear wheel, and an inner gear wheel is fixed at one end to the shift shaft etarnogo mechanism at the opposite flywheel working, and between them are arranged the shaft fixing the switching elements to the carrier and selector shaft with the housing.