RU2201537C1 - Fluid-motor pneumatic actuator - Google Patents
Fluid-motor pneumatic actuator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201537C1 RU2201537C1 RU2002110741A RU2002110741A RU2201537C1 RU 2201537 C1 RU2201537 C1 RU 2201537C1 RU 2002110741 A RU2002110741 A RU 2002110741A RU 2002110741 A RU2002110741 A RU 2002110741A RU 2201537 C1 RU2201537 C1 RU 2201537C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- working
- gear
- control unit
- jet engine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пневмоавтоматике и касается пневматического привода для запорной арматуры трубопроводов. The invention relates to pneumatic automation and relates to a pneumatic actuator for valves in pipelines.
Пневматический привод может быть использован на трубопроводной арматуре магистральных нефте- и газопроводов, на нефтеперерабатывающих и химических предприятиях. The pneumatic drive can be used on pipeline fittings of oil and gas pipelines, in oil refineries and chemical enterprises.
Из уровня техники известен привод запорной и регулирующей арматуры нефтепродуктопроводов, содержащий электродвигатель, резервный пневматический двигатель, подключенный к автономному источнику рабочего газа под давлением, механический редуктор, устройство контроля положения исполнительного органа и систему управления [1]. The drive is known from the prior art for a drive of shutoff and control valves of oil product pipelines, comprising an electric motor, a backup pneumatic motor connected to an autonomous source of working gas under pressure, a mechanical gearbox, an actuator position control device, and a control system [1].
Резервный пневматический двигатель в известном приводе соединен постоянно с валом электродвигателя и при работе электродвигателя вращается совместно с ним. Ротор пневматического двигателя пластинчатого типа имеет возможность вращаться под действием рабочего газа из автономного источника только в одну сторону. Работает пневматический двигатель только при подаче в полость двигателя "масляного тумана". The backup pneumatic motor in the known drive is permanently connected to the motor shaft and rotates with it during operation of the electric motor. The rotor of a plate-type pneumatic engine has the ability to rotate under the action of a working gas from an autonomous source only in one direction. A pneumatic engine operates only when "oil mist" is supplied to the engine cavity.
Все это ограничивает технологические возможности двигателя и привода в целом, усложняет процесс обслуживания, снижает надежность работы. All this limits the technological capabilities of the engine and drive as a whole, complicates the maintenance process, reduces the reliability of the work.
Известен резервированный привод запорной и регулирующей арматуры нефтепродуктопроводов, содержащий электрический двигатель, резервный пневматический двигатель, подключенный к автономному источнику рабочего газа под давлением, механический редуктор, устройство контроля положения исполнительного органа, ограничитель передаваемого момента и блок управления приводом (БУП) [2]. Known redundant drive shutoff and control valves of oil pipelines, containing an electric motor, a backup pneumatic engine connected to an autonomous source of working gas under pressure, a mechanical gearbox, a device for monitoring the position of the Executive body, the limiter of the transmitted moment and the drive control unit (BUP) [2].
Пневматический двигатель выполнен в виде струйного двигателя одностороннего вращения. Для работы пневматического резервного двигателя на аварийное закрытие задвижки используется автономный источник рабочего газа в виде баллонов со сжатым газом или газогенераторы, которые имеют ограниченный ресурс. The pneumatic engine is made in the form of a single-sided rotation jet engine. To operate the pneumatic backup engine for emergency shutter closure, an autonomous source of working gas is used in the form of compressed gas cylinders or gas generators that have a limited resource.
Все это ограничивает технологические возможности привода, не обеспечивается длительная работа привода от пневматического струйного двигателя. Не обеспечивается двустороннее действие, т.е. на "открытие" и на "закрытие", а только на "закрытие" при возникновении аварийной ситуации (например, при разрыве трубопровода и т.п.). All this limits the technological capabilities of the drive; long-term operation of the drive from a pneumatic jet engine is not ensured. Bilateral action is not provided, i.e. to “open” and “close”, but only to “close” in the event of an emergency (for example, when a pipeline ruptures, etc.).
На большинстве месторождений газа и нефти в районах Крайнего Севера, Камчатки и Сахалина отсутствует электропитание трехфазного тока напряжением 380 В. В этих районах невозможно использовать приводы с асинхронными двигателями трехфазного тока напряжением 380 В. Most gas and oil fields in the Far North, Kamchatka, and Sakhalin do not have a three-phase current supply voltage of 380 V. In these areas, it is impossible to use drives with three-phase current induction motors of 380 V.
В основу настоящего изобретения положена задача разработки такого привода с пневматическим струйным двигателем для запорной арматуры трубопроводов, который обеспечивал бы длительную работу с использованием давления газа магистрального газопровода. The basis of the present invention is the development of such a drive with a pneumatic jet engine for valves, pipelines, which would ensure long-term operation using the gas pressure of the main gas pipeline.
Поставленная задача решается тем, что в приводе с пневматическим струйным двигателем, содержащем механический редуктор, механизм путевых выключателей, устройство ограничения крутящего момента и блок управления приводом, согласно изобретению пневматический струйный двигатель выполнен реверсивным (двусторонненго действия), а вход блока управления приводом соединен газоводом с магистральным газопроводом. The problem is solved in that in a drive with a pneumatic jet engine containing a mechanical gearbox, a travel switch mechanism, a torque limiting device and a drive control unit, according to the invention, the pneumatic jet engine is reversible (double-acting), and the input of the drive control unit is connected to the gas duct with main gas pipeline.
Сущность изобретения поясняется примерами конкретного выполнения и чертежами. The invention is illustrated by examples of specific performance and drawings.
Сущность изобретения состоит в том, что в пневматическом приводе со струйным двигателем, содержащем электропневматический блок управления (блок управления приводом), соединенный с газоводом подвода рабочей среды и связанный с каналами ротора струйного двигателя, вал которого кинематически связан с рабочим валом, а также устройство ограничения крутящего момента, передаваемого последним, и датчики положения (механизм путевых выключателей), связанные с электрическим входом упомянутого блока управления, газовод выполнен с возможностью подключения к магистральному газопроводу, блок управления выполнен с возможностью переключения под давлением магистрального газопровода, а вал струйного двигателя кинематически связан с рабочим валом с помощью многоступенчатого редуктора, выполненного с промежуточным валом для установки средства ручного управления, при этом устройство ограничения крутящего момента выполнено в виде двух введенных в зацепление кулачковых полумуфт. The essence of the invention lies in the fact that in a pneumatic drive with a jet engine containing an electro-pneumatic control unit (drive control unit) connected to the gas supply of the working medium and connected to the channels of the rotor of the jet engine, the shaft of which is kinematically connected to the working shaft, and also a limiting device the torque transmitted by the latter, and position sensors (the mechanism of the travel switch) associated with the electrical input of the said control unit, the gas duct is configured to connections to the main gas pipeline, the control unit is configured to switch under pressure of the main gas pipeline, and the jet engine shaft is kinematically connected to the working shaft using a multi-stage gearbox made with an intermediate shaft for installing the manual control means, while the torque limiting device is made in the form of two engaged cam halves.
Предпочтительно каждая полумуфта устройства ограничения крутящего момента выполнена с кулачками, имеющими с двух сторон разные углы наклона рабочих поверхностей (не изображено), выбранные из условия обеспечения возможности свободного поворота полумуфт относительно друг друга на угол 30÷60o, при этом полумуфта, установленная на рабочем валу, подпружинена в направлении другой полумуфты.Preferably, each half-coupling of the torque limiting device is made with cams having two angles of inclination of the working surfaces on both sides (not shown), selected from the condition of allowing the half-coupling to be freely rotated relative to each other by an angle of 30 ÷ 60 ° , while the half-coupling mounted on the working shaft, spring-loaded in the direction of the other coupling half.
При этом многоступенчатый редуктор выполнен в виде вала-шестерни, выполненного заодно с валом струйного двигателя, и пяти шестерен, установленных на вспомогательном, промежуточном и рабочем валах, на первом из которых установлены шестерня, введенная в зацепление с валом-шестерней и шестерня, введенная в зацепление с одной из шестерен, установленных на упомянутом промежуточном валу, а другая шестерня, установленная на последнем, введена в зацепление с шестерней, установленной на рабочем валу, при этом передаточное отношение в зацеплении с валом шестерней составляет 2,5÷5, а в зацеплении с шестерней, установленной на рабочем валу, равно 1. In this case, the multi-stage gearbox is made in the form of a pinion shaft, made integral with the shaft of the jet engine, and five gears mounted on the auxiliary, intermediate and working shafts, on the first of which there is a gear put into engagement with the pinion shaft and gear introduced into meshing with one of the gears mounted on said countershaft, and the other gear mounted on the latter is engaged with the gear mounted on the working shaft, while the gear ratio is engaged shaft gear is 2,5 ÷ 5 and meshes with the gear mounted on the working shaft, is equal to 1.
Одновременно привод может быть снабжен червячным редуктором, последовательно связанным с рабочим валом, и выполнен с возможностью установки резервного двигателя в виде электродвигателя, а струйный двигатель выполнен реверсивным. At the same time, the drive can be equipped with a worm gear, connected in series with the working shaft, and is configured to install a backup engine in the form of an electric motor, and the jet engine is made reversible.
Устойство поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид привода, вид сбоку; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - кинематическая схема струйного двигателя; на фиг.4 - схема соединения струйного двигателя с червяком редуктора привода; на фиг.5 - вариант выполнения ротора струйного двигателя; на фиг.6 - второй вариант выполнения ротора струйного двигателя; на фиг.7 - схема силового (вторичного) червячного редуктора; на фиг.8 - сечение А-А по фиг.7. The device is illustrated by drawings, where figure 1 shows a General view of the drive, side view; figure 2 is the same, a top view; figure 3 is a kinematic diagram of a jet engine; figure 4 - connection diagram of a jet engine with a worm gear drive; figure 5 is an embodiment of a rotor of a jet engine; figure 6 - the second embodiment of the rotor of the jet engine; 7 is a diagram of a power (secondary) worm gear; on Fig - section aa in Fig.7.
Пневматический привод содержит струйный двигатель 1 (фиг.1), редуктор 2, блок управления приводом (БУП) 3 (фиг.2). The pneumatic drive contains a jet engine 1 (Fig. 1), a
В таком составе привод может использоваться на трубопроводной арматуре (задвижках) с диаметром проходного отверстия Ду 200...400 мм.In this composition, the actuator can be used on pipe fittings (valves) with a bore diameter D at 200 ... 400 mm.
Для задвижек с диаметром проходного отверстия Ду 500...1200 мм привод используется со вторичным силовым редуктором 4 (фиг.1), увеличивающим крутящий момент.For valves with a bore diameter D at 500 ... 1200 mm, the actuator is used with a secondary power reducer 4 (Fig. 1), which increases the torque.
Струйный двигатель содержит ротор 5 (фиг.3), вал которого снабжен зубчатым венцом, связанным с цилиндрической зубчатой передачей, размещенной в корпусе 6. На входном валу струйного двигателя установлена на шпонке подпружиненная кулачковая полумуфта 7, которая сцепляется с полумуфтой 8 червячного редуктора. The jet engine comprises a rotor 5 (Fig. 3), the shaft of which is equipped with a gear ring connected to a cylindrical gear placed in the
Полумуфта 7 (фиг.4) может быть выполнена с возможностью перемещения по валу 9 для расцепления с полумуфтой 8. Для этого полумуфта 7 снабжена кольцевым буртом, в котором выполнены пазы 10, а в обойме 11 установлен стопор 12. С помощью поворотного рычага (не показан) полумуфта отводится в левое положение так, чтобы стопор 12 прошел в паз 10, после чего вал 9 с полумуфтой 7 поворачивается до зацепления буртом за стопор 12. Поворот вала производится ключом через окно в корпусе 6, в котором установлена заглушка 13. The coupling half 7 (Fig. 4) can be made to move along the
При вращении ротора 5 и вала 9 муфта под действием пружины 14 срывается со стопора, перемещается по шпонке и входит в зацепление с полумуфтой 8. When the
На торце вала 9 установлен упор 15. Полумуфта 8 установлена на валу-червяке 16 редуктора 2. Вал-червяк 16 взаимодействует с червячным колесом 17, которое установлено на выходном валу 18. Ротор 5 может быть выполнен двух вариантов (фиг.5 и 6), на которых установлены сопла 19 и 20. A
Сопла 19 каналами 21 связаны с осевым отверстием вала с одной стороны, а сопла 20 каналами 22 связаны с осевым отверстием вала с другой его стороны (фиг.3). Осевые отверстия вала разделены между собой. The
На коробке передач 23 (фиг. 4) привода имеется место для установки электродвигателя 24 в случае появления в будущем на трассе трубопроводов трехфазной сети тока напряжением 380 В. On the gearbox 23 (Fig. 4) of the drive there is a place for installing an
Установочное место закрыто крышкой 25. В корпусе 26 (фиг.8) силового (вторичного) редуктора на подшипниках установлено червячное колесо 27, которое взаимодействует с червяком 28 (фиг.7). Червяк 28 установлен в корпусе на подшипниках 29. The mounting location is closed by a
На конец вала со шпонкой 30 монтируется и крепится к фланцу корпуса 26 редуктор 2 (фиг.1) привода. Червячное колесо 27 установлено на выходном валу 31. At the end of the shaft with a
Работает пневматический привод следующим образом. The pneumatic drive operates as follows.
На блок управления приводом 3 (фиг.2) подается сигнал 220 В переменного тока или 110 В постоянного тока на срабатывание того или другого пневмоклапана. Газ из магистрального газопровода поступает в струйный двигатель 1. On the control unit of the actuator 3 (figure 2) a signal of 220 V AC or 110 V DC is applied to the operation of one or another pneumatic valve. Gas from the main gas pipeline enters the jet engine 1.
Газ через осевое отверстие вала ротора 5 и, например канал 21 (фиг.3), поступает в сопло 19. Истекая из сопла 19, струя газа создает реактивную силу. Ротор начинает вращаться и приводит в действие цилиндрическую зубчатую передачу струйного двигателя. Далее вращение передается на вал-червяк 16 (фиг.4), червячное колесо 17 и выходной вал 18. Gas through the axial hole of the
Выходной вал 18 приводит в движение червяк 28 (фиг.7). Вращение передается на червячное колесо 27 (фиг.8), которое установлено на выходном валу 31. Вращение выходного вала 31 приводит в движение запорный орган трубопроводной арматуры. The
Для вращения в другую сторону сигнал подается на другой пневмоклапан блока управления приводом. Пневмоклапаны могут быть приведены в действие вручную путем нажатия на соответствующий рычаг клапана. To rotate in the opposite direction, the signal is supplied to another pneumatic valve of the drive control unit. Pneumatic valves can be manually actuated by pressing the corresponding valve lever.
Из доступных источников информации не выявлено устройство со сходными признаками. Применение пневматического привода со струйным двигателем в районах Крайнего Севера, Камчатки и Сахалина при отсутствии электросетей трехфазного тока напряжением 380 В позволит решить проблему энергетического кризиса в этих районах. From available sources of information, a device with similar features was not identified. The use of a pneumatic drive with a jet engine in the Far North, Kamchatka and Sakhalin in the absence of three-phase current networks with a voltage of 380 V will solve the problem of the energy crisis in these areas.
Использование такого пневматического привода по сравнению с известными обеспечивает расширение технологических возможностей, повышает надежность и упрощает процесс обслуживания. The use of such a pneumatic actuator in comparison with the known ones provides the expansion of technological capabilities, increases reliability and simplifies the maintenance process.
В конструкции привода использованы широко известные и доступные материалы. Изготовление привода возможно в условиях серийного производства машиностроительного предприятия. При этом не требуется специальных, уникальных станов и оборудования. The drive design uses widely known and affordable materials. The manufacture of the drive is possible in conditions of mass production of a machine-building enterprise. It does not require special, unique mills and equipment.
В рамках проекта "Сахалин-2" изготовлены и испытаны опытные образцы привода, которые были испытаны с использованием энергии баллонов со сжатым газом на территории предприятия-заявителя. As part of the Sakhalin-2 project, prototypes of the drive were manufactured and tested, which were tested using the energy of compressed gas cylinders on the territory of the applicant enterprise.
На демонстрационной площадке нефтеперекачивающей станции "Нурлино" (Башкирия) привод был испытан с использованием газа от компрессора и использованием газа от твердотопливного газогенератора. At the demonstration site of the Nurlino oil pumping station (Bashkiria), the drive was tested using gas from a compressor and using gas from a solid fuel gas generator.
Испытания показали положительные результаты. Tests have shown positive results.
Источники информации
1. Проспект фирмы БИФФИ "Техническое описание и руководство по установке многооборотных электрических сервоприводов SGR/PN", Италия, 1994, с. 1-17.Sources of information
1. The prospectus of the BIFFI company "Technical description and installation guide for multi-turn electric servo drives SGR / PN", Italy, 1994, p. 1-17.
2. Свидетельство на полезную модель RU 3804, 05.09.96 г. 2. Certificate for utility model RU 3804, 09/05/96.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002110741A RU2201537C1 (en) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | Fluid-motor pneumatic actuator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002110741A RU2201537C1 (en) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | Fluid-motor pneumatic actuator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2201537C1 true RU2201537C1 (en) | 2003-03-27 |
Family
ID=20255616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002110741A RU2201537C1 (en) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | Fluid-motor pneumatic actuator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2201537C1 (en) |
-
2002
- 2002-04-23 RU RU2002110741A patent/RU2201537C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170138154A1 (en) | Wireless Control Valve | |
CN109357068B (en) | Valve driving device and using method thereof | |
CN110242770B (en) | Three-way ball valve | |
CN102628520B (en) | Miniature electrical liquid controller without tank | |
RU2201537C1 (en) | Fluid-motor pneumatic actuator | |
WO2022120123A1 (en) | Electrical actuator | |
RU2271480C2 (en) | Air drive for oil pipeline valving | |
CN103423506A (en) | Multi-rotation hydraulic valve | |
CN211315139U (en) | Two-way all-metal hard-sealing five-eccentric butterfly valve | |
CN104089067B (en) | A kind of valve emergency shutoff device | |
CN216803287U (en) | Online forced dismounting device for valve seat of gate valve | |
RU3804U1 (en) | RESERVED ACTUATOR OF SHUT-OFF AND REGULATING VALVES OF OIL PRODUCERS (OPTIONS) | |
CN101482186A (en) | Manual and automatic control axial flow distribution reversing rotary valve | |
CN221256728U (en) | One-key intelligent motor speed reduction well closing device of blowout preventer | |
CN217872733U (en) | Fracturing valve | |
RU2155289C1 (en) | Pipeline fittings with pneumatic rotary drive | |
CN116146723A (en) | Electric vacuum stop valve for corrugated pipe | |
CN201348061Y (en) | Axial distribution reversing valve with manual and automatic control | |
RU2173799C1 (en) | Oil product line emergency shutoff system | |
KR20210039162A (en) | Line blind valve | |
CN112555217A (en) | Rotary hydraulic valve | |
KR102560602B1 (en) | An Air-motor Operated Valve Actuator with a remote indicator | |
CN221610578U (en) | Electric stop valve | |
CN202812409U (en) | Multi-rotation hydraulic valve | |
RU2255250C1 (en) | Pneumatic drive with jet motor for shutoff and control valves and electropneumatic control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120424 |