RU203147U1

RU203147U1 - ELECTRIC ACTUATOR OF PIPELINE VALVES

Info

Publication number: RU203147U1
Application number: RU2020142465U
Authority: RU
Inventors: Олег Владимирович Епифанов; Людмила Михайловна Епифанова; Александр Викторович Кузнецов; Евгений Леонидович Рябов; Игорь Николаевич Шатров
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "АРМАТОРК"
Priority date: 2020-12-22
Filing date: 2020-12-22
Publication date: 2021-03-23

Abstract

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к комбинированным средствам управления трубопроводной арматуры с помощью двигателя и вручную.Задачей заявленной полезной модели является повышение КПД при минимальных габаритах электропривода и устранения обратного хода рабочего органа арматуры.Техническим результатом является снижение массогабаритных характеристик и устранение обратного хода рабочего органа арматуры при воздействии среды.Электропривод трубопроводной арматуры содержит корпус, бесконтактный двигатель с постоянными магнитами на роторе, червячный редуктор, блок управления, датчики конечных положений угла поворота вала редуктора, при этом в качестве редуктора применен комбинированный редуктор, состоящий из планетарного ряда, пары конических шестерен и червячной передачи.Лучшим вариантом решения является, когда датчики конечных положений угла поворота вала редуктора установлены в корпусе перпендикулярно боковой плоскости червячного колеса с возможностью реагирования на радиально расположенные отверстия червячного колеса.The utility model relates to general mechanical engineering, in particular to combined means of controlling pipeline valves by means of a motor and manually. The objective of the claimed utility model is to increase the efficiency with minimal dimensions of the electric drive and to eliminate the reverse travel of the working member of the valve. The technical result is to reduce the weight and size characteristics and eliminate the reverse travel. of the working body of the valve when exposed to the medium. The electric drive of pipeline valves contains a body, a contactless motor with permanent magnets on the rotor, a worm gear, a control unit, sensors of the end positions of the angle of rotation of the gearbox shaft, while a combined gearbox consisting of a planetary gear set, a pair bevel gears and a worm gear. The best solution is when the end position sensors for the angle of rotation of the gearbox shaft are installed in the housing perpendicular to the side plane of the worm wheel with the ability to react on the radially located holes of the worm wheel.

Description

Полезная модель относится к общему машиностроению, в частности к комбинированным средствам управления трубопроводной арматуры с помощью двигателя и вручную.The utility model relates to general mechanical engineering, in particular to combined motor and manual control devices for pipeline valves.

Из уровня техники известны электроприводы трубопроводной арматуры описанные в патентах RU92930 RU192264, RU164884.From the prior art, there are known electric drives of pipeline fittings described in patents RU92930 RU192264, RU164884.

Электроприводы содержат электродвигатель, планетарный редуктор, металлическую втулку с заданным профилем, закрепленную на валу электропривода, бесконтактные датчики конечных положений вала электропривода, механические упоры, электронный блок управления.Electric drives contain an electric motor, a planetary gearbox, a metal sleeve with a given profile, fixed on the shaft of the electric drive, contactless sensors of the end positions of the electric drive shaft, mechanical stops, and an electronic control unit.

Недостатком известных конструкций электроприводов является наличие обратного хода рабочего органа арматуры при воздействии среды.The disadvantage of the known designs of electric drives is the presence of a reverse stroke of the working member of the valve when exposed to the environment.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является электропривод трубопроводной арматуры, описанный в патенте RU171013.The closest analogue of the claimed utility model is an electric drive of pipeline fittings, described in patent RU171013.

Недостатком данной конструкции является низкий КПД и большие габариты в электроприводах с большими выходными крутящими моментами (500 Н⋅м и больше).The disadvantage of this design is low efficiency and large dimensions in electric drives with high output torques (500 N⋅m and more).

Задачей заявленной полезной модели является улучшение его характеристик при минимальных габаритах электропривода.The objective of the claimed utility model is to improve its characteristics with the minimum dimensions of the electric drive.

Техническим результатом является снижение массогабаритных характеристик, повышение КПД и устранение обратного хода рабочего органа арматуры при воздействии среды.The technical result is to reduce the weight and size characteristics, increase the efficiency and eliminate the reverse stroke of the working member of the valve when exposed to the environment.

Поставленная задача решается созданием конструкции электропривода трубопроводной арматуры, в котором применен редуктор комбинированного типа, состоящий из планетарного ряда, пары конических шестерен и червячной передачи. Применение червячной передачи в редукторе электропривода устраняет обратный ход рабочего органа арматуры. The task is solved by creating a design for an electric drive of pipeline valves, in which a combined-type gearbox is used, consisting of a planetary gear set, a pair of bevel gears and a worm gear. The use of a worm gear in the gearbox of the electric drive eliminates the reverse travel of the working body of the valve.

В отличии от прототипа, комбинированный редуктор имеет большие передаточные числа в диапазоне от 400 до 600. Применение редукторов с такими большими передаточными числами позволяет применять электродвигатели с минимальными выходными крутящими моментами, что существенно снижает энергопотребление электропривода при прочих равных условиях, а также массогабаритные характеристики.Unlike the prototype, the combined gearbox has large gear ratios in the range from 400 to 600. The use of gearboxes with such large gear ratios allows the use of electric motors with minimal output torques, which significantly reduces the power consumption of the electric drive, all other things being equal, as well as weight and size characteristics.

Заявляемый электропривод трубопроводной арматуры содержит корпус, бесконтактный двигатель с постоянными магнитами на роторе, червячный редуктор, блок управления, датчики конечных положений угла поворота вала редуктора, при этом в качестве редуктора применен комбинированный редуктор, состоящий из планетарного ряда, пары конических шестерен и червячной передачи. The claimed electric drive of pipeline valves contains a housing, a contactless motor with permanent magnets on the rotor, a worm gear, a control unit, sensors of the end positions of the gearbox shaft rotation angle, while a combined gearbox consisting of a planetary gear set, a pair of bevel gears and a worm gear is used as a gearbox.

Лучшим вариантом решения является, когда датчики конечных положений угла поворота вала редуктора установлены в корпусе перпендикулярно боковой плоскости червячного колеса с возможностью реагирования на радиально расположенные отверстия червячного колеса.The best solution is when the end position sensors for the angle of rotation of the gearbox shaft are installed in the housing perpendicular to the side plane of the worm wheel with the ability to respond to the radially located holes of the worm wheel.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежом, где на Фиг.1 показаныThe proposed technical solution is illustrated by a drawing, where figure 1 shows

1 - бесконтактный электродвигатель с постоянными магнитами на роторе, содержащий датчик положения ротора; 2 - металлическая втулка с заданным профилем; 3 - механические упоры; 4 - ручной дублер; 5 - датчики конечных положений; 6 - вал электродвигателя; 7 - выходной вал редуктора (электропривода); 8 - солнечная шестерня; 9 - сателлиты; 10 - водило; 11 - ведомая коническая шестерня; 12 - ведущая коническая шестерня; 13 - эпицикл; 14 - вал червяка; 15 - червячное колесо со специальными отверстиями 16.1 - contactless electric motor with permanent magnets on the rotor, containing the rotor position sensor; 2 - metal sleeve with a given profile; 3 - mechanical stops; 4 - manual override; 5 - end position sensors; 6 - electric motor shaft; 7 - output shaft of the gearbox (electric drive); 8 - sun gear; 9 - satellites; 10 - carrier; 11 - driven bevel gear; 12 - leading bevel gear; 13 - epicycle; 14 - worm shaft; 15 - worm wheel with special holes 16.

Электропривод работает следующим образом.The electric drive works as follows.

На электродвигатель 1 подается напряжение питания от блока управления 17. The electric motor 1 is supplied with a supply voltage from the control unit 17.

Вращение от солнечной шестерни 8, соединенной с валом 1 электродвигателя, через сателлиты 9 передается на водило 10 и соединенную с ним ведущую коническую шестерню 12; при этом эпицикл 13 заторможен. Ведущая коническая шестерня 12 передает вращение на ведомую коническую шестерню 11. Расположенный на одном валу с ней червяк 14 через червячное колесо 15 передает вращение на выходной вал 7 редуктора (электропривода). Выходной вал 7 редуктора (электропривода) связан с валом исполнительного механизма.Rotation from the sun gear 8, connected to the shaft 1 of the electric motor, is transmitted through the satellites 9 to the carrier 10 and the drive bevel gear 12 connected to it; while the epicycle 13 is inhibited. The leading bevel gear 12 transmits rotation to the driven bevel gear 11. The worm 14 located on the same shaft with it transmits the rotation to the output shaft 7 of the gearbox (electric drive) through the worm wheel 15. The output shaft 7 of the gearbox (electric drive) is connected to the shaft of the actuator.

В корпусе редуктора напротив втулки с заданным профилем 2 закреплены два механических упора 3 и два датчика конечных положений 5. In the gearbox housing opposite the bushing with a given profile 2, two mechanical stops 3 and two end position sensors 5 are fixed.

Металлическая втулка с заданным профилем 2 расположена на выходном валу редуктора (электропривода) 7. Датчики конечных положений 5 реагируют на отверстия 16 в червячном колесе 15 и выдают в блок управления электрический сигнал о достижении заданного положения выходного вала редуктора (электропривода) 7.A metal bushing with a given profile 2 is located on the output shaft of the gearbox (electric drive) 7. End position sensors 5 respond to holes 16 in the worm wheel 15 and send an electrical signal to the control unit about reaching a given position of the output shaft of the gearbox (electric drive) 7.

При работе электропривода угол поворота выходного вала редуктора (электропривода) 7 ограничен механическими упорами 3 и металлической втулкой 2. При необходимости регулировки угла поворота выходного вала редуктора (электропривода) 7 вручную поворачивают механические упоры 3 до необходимой величины. Для регулировки датчиков конечных положений 5 угла поворота вала электропривода 7 поступают следующим образом. Датчики конечных положений 5 угла поворота вала редуктора (электропривода) 7 устанавливают на минимальный угол, необходимый для поворота арматуры. Механические упоры 3 настраивают на необходимый угол поворота арматуры. Включают электропривод, например, в положение ОТКРЫТО. Датчик конечного положения 5 реагирует на отверстия 16 червячного колеса 15 и выдает электрический сигнал в блок управления. Блок управления начинает отсчет импульсов датчика положения ротора электродвигателя 1 с момента поступления сигнала от датчика конечного положения угла поворота вала редуктора (электропривода) электропривода 7 до механического упора 3. Количество импульсов запоминается в памяти блока управления. Также запоминается угловое положение вала редуктора (электропривода) 7 при команде ЗАКРЫТО.When the electric drive is operating, the angle of rotation of the output shaft of the gearbox (electric drive) 7 is limited by mechanical stops 3 and a metal sleeve 2. If it is necessary to adjust the angle of rotation of the output shaft of the gearbox (electric drive) 7, manually turn the mechanical stops 3 to the required value. To adjust the end position sensors 5 of the angle of rotation of the shaft of the electric drive 7 proceed as follows. The end position sensors 5 of the angle of rotation of the shaft of the gearbox (electric drive) 7 are set to the minimum angle required to rotate the valve. Mechanical stops 3 are adjusted to the required angle of rotation of the valve. The electric actuator is switched on, for example, in the OPEN position. The end position sensor 5 reacts to the holes 16 of the worm wheel 15 and sends an electrical signal to the control unit. The control unit starts counting the pulses of the rotor position sensor of the electric motor 1 from the moment the signal arrives from the end position sensor of the angle of rotation of the gearbox (electric drive) shaft of the electric drive 7 to the mechanical stop 3. The number of pulses is stored in the memory of the control unit. Also, the angular position of the shaft of the gearbox (electric drive) 7 is memorized when the command is CLOSED.

Таким образом, отключение электродвигателя происходит после поступления электрического сигнала от датчиков конечного конечных положений угла поворота 5 и отсчета необходимого количества импульсов датчика положения ротора электродвигателя 1. После настройки угла срабатывания по электрическому сигналу незначительно увеличивают угол расположения механических упоров 3.Thus, the shutdown of the electric motor occurs after the receipt of an electrical signal from the sensors of the end end positions of the angle of rotation 5 and the counting of the required number of pulses from the position sensor of the rotor of the electric motor 1. After setting the angle of operation by an electrical signal, the angle of the mechanical stops 3 is slightly increased.

Claims

1. Electric drive of pipeline fittings containing a housing, a contactless motor with permanent magnets on the rotor, a worm gear, a control unit, sensors of the end positions of the angle of rotation of the gearbox shaft, characterized in that a combined gearbox consisting of a planetary gear set, a pair of bevel gears is used as a gearbox and worm gear.

2. The electric drive of pipeline fittings according to claim 1, characterized in that the sensors of the end positions of the angle of rotation of the gearbox shaft are installed in the housing perpendicular to the side plane of the worm wheel with the ability to respond to the radially located holes of the worm wheel.