RU2014517C1

RU2014517C1 - Pneumatic/hydraulic mechanism

Info

Publication number: RU2014517C1
Application number: RU9292011756A
Authority: RU
Inventors: Вадим Васильевич Саяпин
Original assignee: Вадим Васильевич Саяпин
Priority date: 1992-12-17
Filing date: 1992-12-17
Publication date: 1994-06-15

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: jet engine rotor is mounted in the housing on the one-side output shaft. Each inlet made in the rotor is connected via inclined and radial intersecting passages with one of the nozzles located on rotor arms. Inlets are directed to one side opposite to the output shaft and are made in form of central and circular holes separated by the circular connector. Holes receive central circular branch pipe and circular branch pipe embracing the connector which are made in the housing. Passages of these branch pipes are connected with the device supplying the working medium. EFFECT: enhanced efficiency. 5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к пневмогидромашиностроению, в частности к механизмам, предназначенным для осуществления следящего движения объектов регулирования в составе пневматических (гидравлических) следящих приводов запорной и регулирующей аппаратуры магистральных трубопроводов. The invention relates to pneumohydraulic machine-building, in particular to mechanisms designed for monitoring the movement of objects of regulation in the pneumatic (hydraulic) servo drives of shut-off and control equipment of trunk pipelines.

Известен пневматический (гидравлический) механизм, содержащий устройство подачи рабочей среды и струйный двигатель, ротор которого установлен на валу в корпусе, а каждый из подвалов связан каналами с одним из сопл, размещенных на плечах ротора [1]. Known pneumatic (hydraulic) mechanism containing a device for supplying a working medium and a jet engine, the rotor of which is mounted on a shaft in the housing, and each of the cellars is connected by channels with one of the nozzles placed on the shoulders of the rotor [1].

Техническими недостатками данного механизма являются большая инерционность ротора, а также сложность конструкции устройства подвода рабочей среды. The technical disadvantages of this mechanism are the large inertia of the rotor, as well as the complexity of the design of the device for supplying a working medium.

Известен также, наиболее близкий к заявленному, пневматический (гидравлический) механизм, содержащий устройство подачи рабочей среды и струйный двигатель, ротор которого установлен на одностороннем валу в корпусе, а каждый из выполненных в роторе подводов связан наклонным и реальным пересекающимися каналами с одним из сопл, размещенных на плечах ротора [2]. Also known is the closest to the claimed pneumatic (hydraulic) mechanism comprising a working medium supply device and a jet engine, the rotor of which is mounted on a one-sided shaft in the housing, and each of the inlets made in the rotor is connected by inclined and real intersecting channels with one of the nozzles, placed on the shoulders of the rotor [2].

Техническими недостатками данного механизма являются также большая сложность конструкции золотникового устройства подачи рабочей среды через вращающийся выходной вал, а также большие утечки рабочей среды, обусловленные конфигурацией зазоров в области подводов, что приводит к снижению КПД, быстродействия и чувствительности механизма и всего следящего привода, к опасному воздействию на объект регулирования. Technical disadvantages of this mechanism are also the great complexity of the design of the spool device for supplying a working medium through a rotating output shaft, as well as large leakages of the working medium due to the configuration of the gaps in the supply area, which leads to a decrease in the efficiency, speed and sensitivity of the mechanism and the entire tracking drive, to dangerous impact on the object of regulation.

Изобретение предназначено для получения технического результата, заключающегося в том, что упрощается конструкция устройства подачи рабочей среды, упрощаются процессы сборки и обслуживания механизма, снижаются утечки рабочей среды, особенно в направлении быстровращающегося выходного вала и соответственно повышаются КПД, быстродействие и чувствительность. The invention is intended to obtain a technical result, namely, that the design of the working medium supply device is simplified, the assembly and maintenance processes of the mechanism are simplified, the medium leaks are reduced, especially in the direction of the rapidly rotating output shaft, and accordingly, the efficiency, speed and sensitivity are increased.

Сущность изобретения заключается в том, что в пневматическом (гидравлическом) механизме, содержащем устройство подачи рабочей среды и струйный двигатель, ротор которого установлен на одностороннем валу в корпусе, а каждый из выполненных в роторе подводов связан наклонным и радиальным пересекающимися каналами с одним из сопл, размещенных на плечах ротора, для достижения указанного технического результата все подводы направлены в одну сторону, противоположную выходному валу, и выполнены в виде разделенных кольцевой перемычкой центрального и кольцевого отверстий, а в последних размещены дополнительно выполненные в корпусе центральный и охватывающий указанную кольцевую перемычку кольцевой патрубки, каналы которых связаны с устройством подачи рабочей среды, причем в частных случаях сопла на плечах ротора направлены в одну сторону, центральный патрубок снабжен встроенным в его канал соплом, кольцевой патрубок снабжен встроенным в его канал кольцевым соплом, кроме того, устройство подачи рабочей среды снабжено переключателем с концевыми выключателями в виде двух герконов и подвижного магнита, кинематически связанного с выходным валом. The essence of the invention lies in the fact that in a pneumatic (hydraulic) mechanism containing a medium supply device and a jet engine, the rotor of which is mounted on a one-sided shaft in the housing, and each of the inlets made in the rotor is connected by inclined and radial intersecting channels with one of the nozzles, placed on the shoulders of the rotor, to achieve the specified technical result, all inlets are directed in one direction opposite to the output shaft, and are made in the form of a central jumper separated by a ring of the second and annular openings, and in the latter there is placed a central nozzle, additionally made in the housing, and enclosing the annular ring jumper, the channels of which are connected to the medium supply device, and in particular cases the nozzles on the rotor shoulders are directed to one side, the central nozzle is equipped with a built-in the channel is a nozzle, the annular nozzle is equipped with an annular nozzle built into its channel, in addition, the medium supply device is equipped with a switch with limit switches in the form of two reed switches s and a movable magnet kinematically connected to the output shaft.

Причинно-следственная связь между достигаемым техническим результатом и совокупностью признаков заключается в том, что конструкция устройства подачи рабочей среды упрощается, поскольку оно взаимодействует с ротором только с одной стороны и не взаимодействует с передающим нагрузку выходным валом, одновременно упрощается сборка и обслуживание элементов соединения ротора с устройством подачи рабочей среды с одной стороны и выходного вала с объектом регулирования с другой стороны, поскольку исключаются сложные операции стыковки подводов с выходным валом, кроме того, в механизме уменьшаются утечки рабочей среды, поскольку потоки в подводах имеют одинаковое направление и разделены двумя продольными и одним торцовым зазорами, образованными кольцевой перемычкой между патрубками, причем практически полностью исключены утечки в направлении выходного вала и объекта регулирования. Наличие устройства переключения направлено на гарантированное и быстрое переключение потоков в каналах ротора, т.е. на повышение быстродействия при изменении режима работы. The causal relationship between the technical result achieved and the combination of features is that the design of the working medium supply device is simplified, since it interacts with the rotor on only one side and does not interact with the load shaft output shaft, while the assembly and maintenance of the rotor connection elements with a device for supplying a working medium on one side and an output shaft with an object of regulation on the other hand, since complex operations of joining s with the output shaft, in addition, the mechanism reduces leakage of the working medium since the carts streams have the same direction and separated by two longitudinal and one socket gaps formed annular web between the nozzles, and is almost completely eliminated the leakage in the direction of the output shaft and the adjustment item. The presence of a switching device is aimed at guaranteed and fast switching of flows in the rotor channels, i.e. to increase performance when changing the operating mode.

На фиг. 1 изображен продольный разрез механизма; на фиг. 2 - механизм, поперечный разрез; на фиг. 3 - выполнение патрубков с соплами; на фиг. 4 - принципиальная схема следящего привода, в котором целесообразно использовать данный механизм; на фиг. 5 - схема концевых выключателей. In FIG. 1 shows a longitudinal section of the mechanism; in FIG. 2 - mechanism, cross section; in FIG. 3 - the implementation of the nozzles; in FIG. 4 is a schematic diagram of a servo drive in which it is advisable to use this mechanism; in FIG. 5 is a diagram of limit switches.

Пневматический (гидравлический) механизм содержит устройство подачи рабочей среды с магистралями 1 и 2, и распределителем 3 и струйный двигатель, ротор 4 которого установлен на одностороннем выходном валу 5 в корпусе 6, а каждый из выполненных в роторе 4 подводов связан наклонным и радиальным пересекающимися каналами 7,8 и 9,10 с одним из сопл 11 и 12, размещенных на плечах 13 и 14 ротора 4. Все подводы направлены в одну сторону, противоположную валу 5, и выполнены в виде разделенных кольцевой перемычкой 15 центрального 16 и кольцевого 17 отверстий, а в последних размещены дополнительно выполненные в корпусе 6 (например, на крышке, фланце, или стенке) центральный 18 и охватывающий перемычку 15 кольцевой 19 патрубки, каналы 20 и 21 которых связаны магистралями 1 и 2 с распределителем 3. Сопла 11 и 12 направлены в одну сторону, в каналы 20 и 21 встроены сопло 22 и кольцевое сопло 23 соответственно. Устройство подачи рабочей среды снабжено переключателем 24 с концевыми выключателями в виде герконов 25 и 26 и подвижного магнита 27, кинематически связанного с валом 5. Для привода объекта регулирования и магнита 27 служит редуктор 28 и шариковая винтовая передача с винтом 29 и гайкой 30. К распределителю 3 подключены через сумматор 31 задатчик и датчик 32 обратной связи. Магнит 27 установлен на рычаге 33. The pneumatic (hydraulic) mechanism comprises a medium supply device with lines 1 and 2, and a distributor 3 and a jet engine, the rotor 4 of which is mounted on a single-sided output shaft 5 in the housing 6, and each of the inlets made in the rotor 4 is connected by inclined and radial intersecting channels 7.8 and 9.10 with one of the nozzles 11 and 12 located on the shoulders 13 and 14 of the rotor 4. All the inlets are directed in one direction opposite to the shaft 5, and are made in the form of a central 16 separated by an annular bridge 15 and an annular 17 holes, and in the last The latter are placed additionally made in the casing 6 (for example, on the cover, flange, or wall), the central 18 and the jumper 15 covering the annular 19 pipes, channels 20 and 21 of which are connected by lines 1 and 2 to the distributor 3. Nozzles 11 and 12 are directed in one direction , in the channels 20 and 21, a nozzle 22 and an annular nozzle 23 are integrated. The medium supply device is equipped with a switch 24 with limit switches in the form of reed switches 25 and 26 and a movable magnet 27 kinematically connected with the shaft 5. To drive the control object and magnet 27, there is a gearbox 28 and a ball screw transmission with a screw 29 and a nut 30. To the distributor 3 are connected through the adder 31, the master and the sensor 32 feedback. Magnet 27 is mounted on the lever 33.

Пневматический (гидравлический) механизм работает следующим образом. Pneumatic (hydraulic) mechanism works as follows.

При отсутствии рассогласования на сумматоре 31 распределитель 3 находится в среднем положении и рабочая среда, например горячий газ, поступает одинаково в каналы 20 и 21 и вытекает через сопла 11 и 12. Вытекая из сопл 11 и 12 газ создает реактивные силы, которые равны между собой в силу симметрии ротора 4 и равенства расходов газа, вытекающего через сопла 11 и 12. In the absence of a mismatch on the adder 31, the distributor 3 is in the middle position and the working medium, for example hot gas, flows equally into the channels 20 and 21 and flows through the nozzles 11 and 12. The gas emerging from the nozzles 11 and 12 creates reactive forces that are equal to each other due to the symmetry of the rotor 4 and the equality of the flow rates of gas flowing through the nozzles 11 and 12.

При появлении рассогласования в приводе на выходе сумматора 31 появляется напряжение, на распределителе 3 - переключающее воздействие. В результате расход газа через один из патрубков 18 и 19 и одно из сопл 11 и 12 увеличивается, а через другое уменьшается, возникают разности реактивных сил и моментов на валу 5 ротора 4. Эта разность моментов является движущим моментом струйного двигателя, под действием которого вращение передается через редуктор 28 на ходовой винт 29 и через гайку 30 объекту регулирования, датчику 32 и магниту 27. Информация об угле поворота передается в виде напряжения обратной связи U_ос и сравнивается сумматором 31 с сигналом задатчика U_вх, для формирования сигнала рассогласования. Повышение устойчивости привода может быть обеспечено за счет дополнительного введения цепи обратной связи по скорости с тахогенератором. После достижения крайнего положения объектом регулирования в результате взаимодействия магнита 28 с одним из герконов формируется сигнал, необходимый для быстрого перемещения распределителя 3 в среднее положение. При этом расходы газа через сопла 11 и 12 выравниваются и разность реактивных сил, а также моментов на роторе 4 вновь равна нулю. Сигналы могут быть использованы также для непосредственного выключения источника газа.When there is a mismatch in the drive, the output of the adder 31 appears voltage, on the distributor 3 - switching effect. As a result, the gas flow rate through one of the nozzles 18 and 19 and one of the nozzles 11 and 12 increases, and through the other decreases, there are differences in reactive forces and moments on the shaft 5 of the rotor 4. This moment difference is the driving moment of the jet engine, under the influence of which rotation it is transmitted through a reducer 28 to the lead screw 29 and through a nut 30 to the regulating object, a sensor 32 and a magnet 27. Information about the angle of rotation is transmitted in the form of feedback voltage U _os and is compared by the adder 31 with the setpoint signal U _in , to form a signal but the mismatch. Improving the stability of the drive can be ensured by the additional introduction of a speed feedback circuit with a tachogenerator. After reaching the extreme position of the control object as a result of the interaction of the magnet 28 with one of the reed switches, a signal is generated, necessary for the rapid movement of the distributor 3 to the middle position. In this case, the gas flow rates through the nozzles 11 and 12 are equalized and the difference in the reactive forces, as well as the moments on the rotor 4, is again zero. Signals can also be used to directly turn off the gas source.

Claims

1. PNEUMATIC (HYDRAULIC) MECHANISM, comprising a medium supply device and a jet engine, the rotor of which is mounted on a single-sided output shaft in the housing, and each of the inlets made in the rotor is connected by canon and radial intersecting channels with one of the nozzles located on the rotor shoulders, characterized in that all the inlets are directed in one direction opposite to the output shaft, and are made in the form of a central and annular holes separated by an annular bridge, and in the latter are additionally arranged made in the body of the Central and grasping the specified annular jumper of the annular pipe, the channels of which are connected to the device for supplying a working medium.

2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the nozzles on the shoulders of the rotor are directed in one direction.

3. The mechanism according to claims 1 and 2, characterized in that the central pipe is equipped with a nozzle integrated in its channel.

4. The mechanism according to paragraphs. 1 to 3, characterized in that the annular nozzle is equipped with an annular nozzle integrated in its channel.

5. The mechanism according to claims 1 to 4, characterized in that the medium supply device is equipped with a switch with limit switches in the form of two reed switches and a movable magnet kinematically connected to the output shaft.