RU2209356C2

RU2209356C2 - Shut-off fitting electric drive

Info

Publication number: RU2209356C2
Application number: RU2001115406/06A
Authority: RU
Inventors: В.Ф. Куницкий
Original assignee: Открытое акционерное общество "Тулаэлектропривод"
Priority date: 2001-06-04
Filing date: 2001-06-04
Publication date: 2003-07-27

Abstract

FIELD: electric drives for shut-off fittings; control of actuating members of pipe lines. SUBSTANCE: proposed electric drive includes electric motor, worm reduction gear, planetary mechanism, overrunning clutch and friction clutch. Worm is movable in axial direction and is locked in initial position by means of flexible member. One end of rod controlling the friction clutch is connected with worm and other end is provided with bore where rolling solids of revolution are arranged. Rolling solids of revolution act on washers opening the friction clutch. EFFECT: enhanced operational reliability. 4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к электромеханическим механизмам управления запорными устройствами и может быть использовано для изменения положения исполнительных органов запорной арматуры (задвижки, краны, заслонки и т.п.), установленных на трубопроводах. The invention relates to electromechanical control mechanisms for shut-off devices and can be used to change the position of the executive bodies of shut-off valves (valves, valves, dampers, etc.) installed on pipelines.

Известен электропривод запорной арматуры, содержащий электродвигатель, редуктор, основной планетарный механизм с водилом, замыкающий планетарный механизм с водилом, червячную передачу ручного управления, муфту свободного хода и фрикционную муфту с механизмом размыкания. Водило замыкающего планетарного механизма выполнено с упорами, имеющими возможность контакта с механизмом размыкания фрикционной муфты. Муфта свободного хода и подвижные диски фрикционной муфты установлены с угловым зазором, причем между водилом замыкающего планетарного механизма и червячным колесом установлены упругие элементы, выполненные в виде пружин (прототип устройство по RU 9921 U1, кл. F 16 К 31/05, 16.05.1999). Known electric shutoff valves containing an electric motor, gearbox, the main planetary gear with a carrier, a closing planetary gear with a carrier, a manual worm gear, freewheel and a friction clutch with an opening mechanism. The carrier of the closing planetary mechanism is made with stops having contact with the opening mechanism of the friction clutch. The freewheel and the sliding discs of the friction clutch are installed with an angular clearance, and elastic elements made in the form of springs are installed between the carrier of the closing planetary gear and the worm wheel (prototype device according to RU 9921 U1, class F 16 K 31/05, 05.16.1999 )

Недостатком этой конструкции являются сложность конструктивного исполнения подвижной опоры промежуточной шестерни замыкающей передачи с радиально расположенными в ней упругими элементами, а также ненадежность работы ручного дублера, зависящей от самоторможения планетарной передачи. The disadvantage of this design is the complexity of the design of the movable support of the intermediate gear of the closing gear with the elastic elements radially located in it, as well as the unreliability of the manual override, depending on the self-braking of the planetary gear.

Перед авторами стояла задача создания электропривода запорной арматуры с автоматическим изменением скорости и с возможностью точной установки момента переключения скорости вне зависимости от состояния фрикционной муфты, а также уменьшить гистерезис переключения скорости. The authors were faced with the task of creating an electric drive of stop valves with automatic change of speed and with the ability to accurately set the moment of switching speed regardless of the condition of the friction clutch, as well as reduce the hysteresis of speed switching.

Это решено за счет того, что в электроприводе запорной арматуры, содержащем электродвигатель, червячный редуктор, планетарный механизм, муфту свободного хода, фрикционную муфту, червяк выполнен подвижным в осевом направлении и зафиксирован в первоначальном положении упругим элементом, один конец штока управляющей фрикционной муфтой соединен с червяком, а на втором конце выполнена проточка, в которой расположены тела качения, воздействующие на шайбы, размыкающие фрикционную муфту. This is due to the fact that in an electric drive of stop valves containing an electric motor, a worm gear, a planetary gear, a freewheel, a friction clutch, the worm is made movable in the axial direction and fixed in the initial position by an elastic element, one end of the rod is connected to the control friction clutch with a worm, and at the second end a groove is made in which rolling bodies are located, acting on the washers, opening the friction clutch.

При этом упругий элемент выполнен в виде пружины. In this case, the elastic element is made in the form of a spring.

Тело качения выполнено в виде шарика. The rolling body is made in the form of a ball.

Тело качения выполнено в виде ролика. The rolling body is made in the form of a roller.

Осевое усилие, возникающее на червяке редуктора, точно соответствует изменению крутящего момента на выходе червячного редуктора и в несколько раз превышает усилие пружин, сжимающих диски фрикционной муфты. Вследствие этого точность поджатия дисков фрикционной муфты некритична, а точность переключения определяется усилием поджатия пружины, установленной на червяке. The axial force arising on the worm gearbox corresponds exactly to the change in torque at the output of the worm gearbox and is several times greater than the force of the springs compressing the friction clutch discs. As a result, the accuracy of the preload of the friction clutch discs is not critical, and the switching accuracy is determined by the preload force of the spring mounted on the worm.

Заявляемый электропривод обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств аналогичного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "новизна" для изобретения. The inventive electric drive has a combination of essential features not known from the prior art for devices of similar purpose, which allows us to conclude that the criterion of "novelty" for the invention.

Заявляемый электропривод запорной арматуры, по мнению заявителя и автора, соответствует критерию "изобретательский уровень", т.к. для специалистов он явным образом не следует из уровня техники, т.е. не известен из доступных источников научной, технической и патентной информации на дату подачи заявки. The inventive electric shut-off valve, according to the applicant and the author, meets the criterion of "inventive step", because for specialists, it does not explicitly follow from the prior art, i.e. not known from available sources of scientific, technical and patent information at the filing date.

Сущность изобретения поясняется с помощью чертежа, где приведен его общий вид в разрезе. The invention is illustrated using the drawing, which shows its General view in section.

Электропривод содержит электродвигатель 1, цилиндрическую зубчатую передачу 2, планетарную передачу, состоящую из водила 3, сателлитов 4, тормозного колеса 5 и солнечного колеса 6, которое выполнено заодно с вилкой свободного хода, которая включает обойму 7, ролики 8, звездочку 9, фрикционную муфту, состоящую из дисков 10, пружин 11, штока 12, тел качения 13 (шариков или роликов), разжимных шайб 14, червячный редуктор с червяком 15, пружиной 16 и червячным колесом 17, для ручного управления электроприводом запорной арматуры предусмотрен штурвал 18. The electric drive contains an electric motor 1, a spur gear 2, a planetary gear consisting of a carrier 3, satellites 4, a brake wheel 5 and a sun wheel 6, which is integral with the freewheel, which includes a cage 7, rollers 8, an asterisk 9, a friction clutch consisting of disks 10, springs 11, rod 12, rolling elements 13 (balls or rollers), expansion washers 14, a worm gear with a worm 15, a spring 16 and a worm wheel 17, for the manual control of the electric drive of the stop valve, a steering wheel 18 is provided.

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

В исходном состоянии диски 10 фрикционной муфты сжаты пружинами 11 для обеспечения номинального момента на тормозном колесе 5 планетарного редуктора. Вращение от электродвигателя 1 передается через зубчатую цилиндрическую передачу 2 на водило 3 планетарной передачи. Тормозное колесо удерживается фрикционной муфтой, вращение с планетарного редуктора передается на вилку муфты свободного хода, которая расклинивает муфту свободного хода и вращение передается на звездочку 9 и далее на червяк 15 и червячное колесо 17. In the initial state, the disks 10 of the friction clutch are compressed by the springs 11 to ensure the rated torque on the brake wheel 5 of the planetary gearbox. The rotation from the electric motor 1 is transmitted through a gear cylindrical gear 2 to the planet carrier 3 of the planet gear. The brake wheel is held by a friction clutch, the rotation from the planetary gear is transmitted to the freewheel clutch fork, which wedges the freewheel and the rotation is transmitted to the sprocket 9 and then to the worm 15 and the worm wheel 17.

При увеличении крутящего момента на червячном колесе 17 растет осевое усилие на червяке 15. При достижении усилия на червяке 15 больше, чем усилие поджатой пружины 16, червяк 15 смещается и шток 12, связанный с червяком 15, также смещается и через наклонные поверхности проточки надавливает на тела качения 13 (шарики или ролики), которые движутся по наклонным поверхностям разжимных шайб 14, и происходит размыкание фрикционных дисков 10. Обойма 7 муфты свободного хода замыкается на звездочку 9 и все звенья планетарного механизма вращаются с одной скоростью, т.е. происходит изменение передаточного отношения. With increasing torque on the worm wheel 17, the axial force on the worm 15 increases. When the force on the worm 15 is greater than the force of the preloaded spring 16, the worm 15 is displaced and the rod 12 connected to the worm 15 is also displaced and presses on rolling elements 13 (balls or rollers), which move along the inclined surfaces of the expanding washers 14, and the friction discs 10 open. The free-wheel clutch cage 7 closes to the sprocket 9 and all links of the planetary mechanism rotate at the same speed tew, i.e. there is a change in gear ratio.

При уменьшении момента на выходном валу электропривода червяк 15 под действием пружины 16 смещается в первоначальное положение, фрикционная муфта замыкается, происходит остановка обоймы 7 муфты свободного хода и солнечное колесо 6 вращается с высокой скоростью. When the torque on the output shaft of the electric drive decreases, the worm 15 moves to its original position under the action of the spring 16, the friction clutch closes, the clip 7 of the freewheel clutch stops and the sun wheel 6 rotates at high speed.

Гистерезис момента переключения планетарного механизма обусловлен, в основном, трением в опорных поверхностях подвижного червяка 15. The hysteresis of the moment of switching the planetary mechanism is mainly due to friction in the supporting surfaces of the moving worm 15.

Заявленная конструкция электропривода запорной арматуры может быть неоднократно воспроизведена на современном уровне и по современной технологии, применена для управления исполнительными органами запорной арматуры, например, на трубопроводах нефтяной, газовой и других промышленностях, что позволяет сделать вывод о соответствии ее критерию "применимость" для изобретения. The claimed design of an electric drive of shutoff valves can be repeatedly reproduced at the modern level and using modern technology, used to control the executive bodies of shutoff valves, for example, in pipelines of oil, gas and other industries, which allows us to conclude that its criterion of "applicability" for the invention is met.

Claims

1. The electric valve, containing the electric motor, worm gear, planetary gear, freewheel, friction clutch, characterized in that the worm is made axially movable and fixed in its original position by an elastic element, one end of the rod controlling the friction clutch is connected to a worm, and at the second end of the rod a groove is made in which rolling bodies are located, acting on the washers, opening the friction clutch.

2. The electric valve according to claim 1, characterized in that the elastic element is made in the form of a spring.

3. The electric shut-off valve according to claim 1, characterized in that the rolling elements are made in the form of balls.

4. The electric shut-off valve according to claim 1, characterized in that the rolling elements are made in the form of rollers.