RU2225558C1 - Pipe line shut-off fittings drive - Google Patents
Pipe line shut-off fittings drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2225558C1 RU2225558C1 RU2002119191/06A RU2002119191A RU2225558C1 RU 2225558 C1 RU2225558 C1 RU 2225558C1 RU 2002119191/06 A RU2002119191/06 A RU 2002119191/06A RU 2002119191 A RU2002119191 A RU 2002119191A RU 2225558 C1 RU2225558 C1 RU 2225558C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- screw
- nut
- coupling
- gear
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Transmission Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к управляющим приводным устройствам для трубопроводной запорной арматуры и может быть использовано в трубопроводном транспорте нефти, газа и других продуктов.The invention relates to control actuators for pipeline valves and can be used in the pipeline transport of oil, gas and other products.
Известен привод [1], включающий электродвигатель, передаточный механизм в виде редуктора, который содержит кинематически соединенные между собой зубчатую и червячную передачи.A known drive [1], including an electric motor, a transmission mechanism in the form of a gearbox, which contains gear and worm gears kinematically connected to each other.
Известен привод [2], включающий двигатель вращения, передаточный механизм в виде редуктора.A known drive [2], including a rotation motor, a transmission mechanism in the form of a gearbox.
Недостатками приводов [1], [2] являются низкий кпд передаточных механизмов вследствие трения между деталями, их большие размеры, сложность конструкции механизма, преобразующего вращательное движение в поступательное.The disadvantages of the drives [1], [2] are the low efficiency of the transmission mechanisms due to friction between the parts, their large size, the complexity of the design of the mechanism that converts rotational motion into translational.
Известен привод [3], принятый за прототип, включающий электродвигатель, опорный корпус, передаточный механизм, содержащий промежуточные тела качения.The known drive [3], adopted as a prototype, including an electric motor, a support housing, a transmission mechanism containing intermediate rolling elements.
Недостатками устройства [3] являются сложность конструкции, ее большие размеры и вес, трудоемкость в изготовлении, необходимость дополнительно к механизму поступательного перемещения иметь редуктор.The disadvantages of the device [3] are the complexity of the design, its large size and weight, the complexity of manufacturing, the need to have a gear in addition to the translational movement mechanism.
Задачей заявляемого изобретения является расширение арсенала технических средств, предназначенных для приведения в действие трубопроводной запорной арматуры путем создания привода с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками, в частности с высоким кпд передаточного механизма, малыми габаритами и массой, удобного и безопасного в использовании и техническом обслуживании, менее трудоемкого в изготовлении.The task of the invention is to expand the arsenal of technical means for actuating pipeline shutoff valves by creating a drive with high technical and operational characteristics, in particular with a high transmission efficiency, small dimensions and weight, convenient and safe to use and maintain, less laborious to manufacture.
Данная задача решается за счет усовершенствования передаточного механизма, основанного на принципе качения в резьбовой паре, и других элементов привода.This problem is solved by improving the transmission mechanism, based on the principle of rolling in a threaded pair, and other drive elements.
Как и прототип, привод включает двигатель вращения с передаточным механизмом.Like the prototype, the drive includes a rotation motor with a gear mechanism.
В отличие от прототипа передаточный механизм содержит вал, на котором несоосно установлен по меньшей мере один свободно вращающийся на валу резьбовой винт в паре с гайкой, соосной с валом, резьба которой диаметром больше диаметра резьбы винта на величину удвоенного эксцентриситета между осью винта и вала, а шагом равна шагу винта.In contrast to the prototype, the transmission mechanism comprises a shaft on which at least one threaded screw freely rotates on the shaft and is coupled with a nut coaxial with the shaft, the thread of which is larger than the screw thread by a diameter doubled by the eccentricity between the axis of the screw and the shaft, and pitch is equal to the pitch of the screw.
Привод может содержать ползун, расположенный внутри гайки, планетарную передачу, включающую зубчатое колесо (сателлит), жестко и соосно соединенное с резьбовым винтом (водилом), и центральное зубчатое колесо, жестко соединенное с ползуном и соосное с валом.The drive may contain a slider located inside the nut, a planetary gear including a gear wheel (satellite) rigidly and coaxially connected to a threaded screw (carrier), and a central gear wheel rigidly connected to the slider and coaxial with the shaft.
Привод может также содержать механизм ручного вращения вала установленную на валу муфту, включающую две полумуфты с кулачковыми сопрягаемыми торцевыми поверхностями, при этом одна из полумуфт выполнена жестко установленной на валу, а другая - с охватывающими ее наружными зубьями и с возможностью осевого перемещения, зубчатую передачу между механизмом ручного вращения вала и полумуфтой с наружными зубьями, ограничитель осевого перемещения полумуфты с наружными зубьями, предотвращающий выход ее кулачка из зацепления с кулачком другой полумуфты.The drive may also include a manual shaft rotation mechanism mounted on the shaft coupling, including two coupling halves with cam mating end surfaces, while one of the coupling halves is rigidly mounted on the shaft, and the other with the outer teeth covering it and with the possibility of axial movement, gear transmission between the mechanism of manual rotation of the shaft and the coupling half with external teeth, the axial movement limiter of the coupling half with external teeth, preventing its cam from engaging with the cam of another olumufts.
По длине корпуса привода может быть расположен по меньшей мере один сквозной канал, имеющий отверстие во внутреннюю полость корпуса у его основания и отверстие над движущимися элементами передаточного механизма.At least one through channel may be located along the length of the drive housing, having an opening in the internal cavity of the housing at its base and an opening above the moving elements of the transmission mechanism.
Устройство изображено на фиг.1 и 2. На фиг.1 обозначены: 1 - двигатель вращения, 2 - вал передаточного механизма, 3 - резьбовой винт, 4 - гайка, 5 - ползун, 6 - зубчатое колесо (сателлит) планетарной передачи, 7 - центральное зубчатое колесо планетарной передачи, 8 - механизм ручного вращения вала, 9 - полумуфта, жестко установленная на валу 2, 10 - полумуфта с охватывающими ее наружными зубьями и возможностью осевого перемещения, 11 - зубчатая передача между механизмом 8 ручного вращения вала и полумуфтой 10 с наружными зубьями, 12 - ограничитель осевого перемещения полумуфты 10 с наружными зубьями, предотвращающий ее выход из зацепления с полумуфтой 9, 13 - корпус, 14 - канал по длине корпуса 13, 15 - выход канала 14 у основания корпуса 13, 16 - выход канала 14 над движущимися элементами передаточного механизма.The device is shown in figures 1 and 2. In figure 1 are indicated: 1 - a rotation motor, 2 - a transmission shaft, 3 - a threaded screw, 4 - a nut, 5 - a slider, 6 - a planetary gear gear (satellite), 7 - the central gear of the planetary gear, 8 - the mechanism of manual rotation of the shaft, 9 - the coupling half, rigidly mounted on the
На фиг.2 изображена развертка винтовых линий резьб винта 3 и гайки 4 и обозначены: l1 - окружная длина развернутой винтовой линии резьбы винта 3, l2 - окружная длина развернутой винтовой линии резьбы гайки 4, S - величина шага резьбы, одинаковая для винта 3 и гайки 4, β1 - угол при вершине профиля резьбы винта 3, β2 - угол при вершине профиля резьбы гайки 4, d - диаметр резьбы винта 3, D - диаметр резьбы гайки 4, Δ - участок разности окружных длин и винтовых линий резьб винта 3 и гайки 4 соответственно, X - величина осевого перемещения винта 3 за один его оборот по гайке 4.Figure 2 shows the scan of the helical lines of the threads of the
Устройство (фиг.1) содержит двигатель вращения 1 с передаточным механизмом, содержащим вал 2, резьбовой винт 3, гайку 4.The device (figure 1) contains a
Резьбовой винт 3 установлен на валу 2 несоосно и свободно вращающимся, например, на подшипнике. На резьбовом винте 3 расположена гайка 4, cооcная с валом 2. При этом диаметр резьбы гайки 4 больше диаметра резьбы винта 3 на величину удвоенного эксцентриситета между осью винта 3 и вала 2, а шаги их резьб равны.The threaded
Привод может содержать ползун 5, расположенный внутри гайки 4, планетарную передачу, включающую зубчатое колесо (сателлит) 6, жестко и соосно соединенное с резьбовым винтом 3, являющимся, таким образом, водилом, и центральное зубчатое колесо 7, жестко соединенное с ползуном 5 и соосное с валом 2.The drive may include a
Привод может содержать механизм ручного вращения вала 2, необходимый при остановке двигателя, например поломке, прекращении подачи энергии и т.п. Для его соединения с валом 2 передаточного механизма на валу 2 установлена муфта, включающая две полумуфты с кулачковыми сопрягаемыми торцевыми поверхностями. Одна из полумуфт 9 выполнена жестко установленной на валу 2 передаточного механизма. Другая же полумуфта 10 выполнена с охватывающими ее наружными зубьями и с возможностью осевого перемещения. Между механизмом 8 ручного вращения и полумуфтой 10 с наружными зубьями находится зубчатая передача 11. Так как полумуфта 10 выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении, то это позволяет обеспечить при включении двигателя ее выход из зубчатого зацепления с механизмом 8 ручного вращения вала 2.The drive may contain a mechanism for manual rotation of the
Для того чтобы при своем осевом перемещении полумуфта 10 не вышла из зацепления с полумуфтой 9, устройство содержит ограничитель 12 ее осевого перемещения.In order that during its axial movement the
Помимо этого привод может содержать корпус 13. По длине корпуса 13 расположен по меньшей мере один сквозной канал 14. Канал 14 может находится, например, в стенке корпуса 13 или в зазоре между гайкой 4 и корпусом 13, или где-либо еще по длине корпуса 13. Канал 14 имеет выход 15 во внутреннюю полость корпуса 13 и выход 16 над движущимися элементами передаточного механизма.In addition, the drive may include a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Включают двигатель вращения 1, который сообщает движение валу 2 передаточного механизма. Резьбовой винт 3 (или несколько резьбовых винтов 3) вместе с валом 2, на котором он установлен на подшипнике с возможностью свободного вращения и несоосно, приходит во вращение и передвигается по резьбе гайки 4, соосной с валом 2. Так как диаметр D (фиг.2) резьбы гайки 4 больше диаметра d резьбы винта 3 на величину удвоенного эксцентриситета между осью винта 3 и вала 2, а шаг 5 резьбы гайки 4 равен шагу резьбы S винта 3, то угол β1 при вершине профиля резьбы винта 3 больше угла β2 при вершине профиля резьбы гайки 4, а окружная длина l1 винтовой линии резьбы винта 3 меньше окружной длины l2 винтовой линии резьбы гайки 4 (l1 и и l2 на фиг.2 показаны в развертке).Turn on the
При вращении винта 3 за один его оборот он перемещается в осевом направлении не на величину шага, как в традиционной передаче винт-гайка, а на многократно меньшую величину X, обеспечивающую высокую точность подхода седла клапана арматуры, которая равна высоте подъема винтовой линии резьбы гайки 4 на участке разности Δ окружных длин l1 и l2 винтовых линий резьб винта 3 и гайки 4 соответственно (фиг.2). Эта величина рассчитывается по формуле:When
где X - величина осевого перемещения винта 3 за один его оборот по гайке 4,where X is the value of the axial movement of the
S - величина шага резьбы, одинаковая для винта 3 и гайки 4,S is the value of the thread pitch, the same for the
D - диаметр резьбы гайки 4,D is the diameter of the thread of the
d - диаметр резьбы винта 3.d is the diameter of the thread of the
Резьбовые витки винта 3 не скользят по виткам гайки 4, а катятся по ним, что значительно уменьшает трение между деталями этой передачи, а следовательно, увеличивает ее кпд (0,9-0,95) по сравнению с традиционной передачей винт-гайка, что позволяет уменьшить размеры передаточного механизма и всего привода в целом. Для предотвращения случаев, влекущих за собой переход резьбового винта 3 с движения качения по гайке 4 на скольжение и, следовательно, превращение этой передачи в традиционную передачу винт-гайка, таких, например, как заклинивание подшипника резьбового винта 3, устройство может быть снабжено ползуном 5 и планетарной передачей, работающими следующим образом. Резьбовой винт 3 вращает зубчатое колесо (сателлит) 6, жестко и соосно соединенное с ним. Зубчатое колесо (сателлит) 6 перемещается со своей осью относительно центрального зубчатого колеса 7 вместе с резьбовым винтом 3. Центральное зубчатое колесо 7, жестко соединенное с ползуном 5 и соосное с валом 2, передает поступательное движение ползуну 5, не имеющему возможности взаимного проворота относительно гайки 4.The threaded turns of
При наличии в устройстве механизма 8 ручного вращения вала 2 оно работает следующим образом. Двигатель 1 не действует. Полумуфту 10 с охватывающими ее наружными зубьями перемещают, например, рычажным механизмом в осевом направлении до соединения с зубчатой передачей 11, которая в свою очередь связана с механизмом 8 ручного вращения вала 2. Вращая вручную механизм 8, например с помощью маховика, передают движение от него к зубчатой передаче 11, а затем полумуфте 10. Полумуфта 10 сопряжена своей кулачковой торцевой поверхностью с кулачковой торцевой поверхностью другой полумуфты 9, жестко установленной на валу 2. Выступы и впадины кулачков обеих полумуфт 9 и 10 взаимодействуют, и движение передается валу 2 передаточного механизма.If the
При включении двигателя 1 кулачок полумуфты 9 воздействует на полумуфту 10 так, что она свободно движется в осевом направлении и выходит из зубчатого зацепления между нею и зубчатой передачей 11, а следовательно, и механизмом 8 ручного вращения вала 2. Подобная конструкция исключает травмы при работе с механизмом 8 ручного перемещения вала 2 в случае неожиданного начала работы двигателя.When the
Для предотвращения выхода из зацепления полумуфт 9 и 10 при осевом перемещении полумуфты 10 предусмотрен ограничитель 12 ее осевого перемещения, который может быть выполнен, например, в виде уступа, буртика, выступа, паза, пальца и т.п. на валу 2, взаимодействующего с торцевой поверхностью полумуфты 10 или со специальным выступом на ее внешней поверхности.To prevent the
Если подвижной в осевом направлении является нижняя полумуфта, то ограничитель 12 устанавливают снизу от нее, если верхняя - то сверху от нее.If the lower coupling half is movable in the axial direction, then the
Кулачки сопрягаемых торцевых поверхностей полумуфт 9 и 10 могут быть любыми: треугольными, трапецеидальными, волновыми, криволинейными и т.п., но в любом случае они должны обеспечивать зацепление полумуфт 9 и 10 и свободное осевое перемещение полумуфты 10.The cams of the mating end surfaces of the
Для смазки привода может быть предусмотрен сквозной канал 14. Тогда во внутреннюю полость корпуса 13 заливают необходимое количество жидкой смазки, и устройство работает следующим образом. Когда резьбовой винт 3 (или резьбовой винт 3 вместе с ползуном 5) опускается в нижнюю часть корпуса 13, то находящийся под ним свободный объем уменьшается, жидкая смазка выдавливается в выход 15 канала 14 у основания корпуса 13, поднимается по сквозному каналу 14, через выход 16 канала 14 попадает над движущимися элементами передаточного механизма, а затем стекает, например, по винтовой канавке гайки 4 в нижнюю часть корпуса 13.To lubricate the drive, a through
С помощью заявляемого устройства вращательное движение вала двигателя сразу превращается в замедленное поступательное перемещение арматуры без передаточного механизма (редуктора). Привод имеет высокий кпд (0,9-0,95), так как его передаточный механизм основан на принципе качения в паре винт-гайка. Возможность автоматического отключения механизма ручного вращения вала передаточного механизма при включении двигателя вращения делает устройство безопасным. Система непрерывной смазки упрощает обслуживание устройства и продлевает срок его службы. У устройства малые габариты (диаметр 90 мм, высота 190 мм) и масса (7,5 кг). Оно не требует для своего производства сложного технологического оборудования.Using the inventive device, the rotational movement of the motor shaft immediately turns into a slow translational movement of the valve without a transmission mechanism (gear). The drive has a high efficiency (0.9-0.95), since its transmission mechanism is based on the principle of rolling in a screw-nut pair. The ability to automatically turn off the mechanism for manual rotation of the shaft of the gear mechanism when the rotation motor is turned on makes the device safe. A continuous lubrication system simplifies maintenance and extends its life. The device has small dimensions (diameter 90 mm, height 190 mm) and weight (7.5 kg). It does not require sophisticated technological equipment for its production.
Источники информацииSources of information
1. Патент РФ № 2108513.1. RF patent No. 2108513.
2. Патент РФ № 2113646.2. RF patent No. 2113646.
3. Патент РФ № 2132990.3. RF patent No. 2132990.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002119191/06A RU2225558C1 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Pipe line shut-off fittings drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002119191/06A RU2225558C1 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Pipe line shut-off fittings drive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002119191A RU2002119191A (en) | 2004-01-27 |
RU2225558C1 true RU2225558C1 (en) | 2004-03-10 |
Family
ID=32390566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002119191/06A RU2225558C1 (en) | 2002-07-16 | 2002-07-16 | Pipe line shut-off fittings drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2225558C1 (en) |
-
2002
- 2002-07-16 RU RU2002119191/06A patent/RU2225558C1/en active IP Right Revival
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002119191A (en) | 2004-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI74788B (en) | LINEAERDRIVANORDNING, FOERSEDD MED TVAO MOTORER. | |
US5078249A (en) | Gear box with gears shiftable under load | |
US6802229B1 (en) | Gear drive having continuously variable drive ratio | |
EP3094840B1 (en) | Rotary valve with an actuation system | |
EP1646817A1 (en) | Drive mechanisms for valve actuators | |
RU97471U1 (en) | ELECTRIC DRIVE WITH MANUAL DOUBLE | |
EP3743635B1 (en) | Anti-backdrive lock | |
RU2225558C1 (en) | Pipe line shut-off fittings drive | |
EP2850292B1 (en) | Camshaft unit | |
GB2095773A (en) | Improvements in and relating to transmission units | |
DE102009038292B4 (en) | Control cams and transmission | |
EP3425238A1 (en) | Cogwheel and gearing mechanism herewith | |
RU56542U1 (en) | ELECTRIC ACTUATOR WITH MANUAL DOUBLE ROTARY VALVE VALVE CONTROLLING PRESSURE IN THE PIPELINE IN AUTOMATIC MODE | |
CN110081153A (en) | A kind of electric pushrod structure | |
JPH0344811Y2 (en) | ||
RU205016U1 (en) | SHUT-OFF AND SHUT-OFF-CONTROL VALVES REDUCER WITH WORM-TYPE TRANSMISSION | |
WO2015106739A1 (en) | Electromechanical starter arrangement for an internal combustion engine | |
RU201904U1 (en) | Transmission mechanism | |
RU101763U1 (en) | CONTROL DEVICE FOR PIPELINE CONTROL BODY | |
RU2797329C1 (en) | Electric drive of pipeline valves with manual override | |
RU59188U1 (en) | ELECTRIC DRIVE WITH MANUAL DOUBLE | |
RU2348846C1 (en) | Camshaft spatial mechanism | |
SU108250A1 (en) | ||
RU22214U1 (en) | ACTUATOR OF A SWIVEL LOCKING BODY OF A PIPELINE FITTING | |
SU1761640A1 (en) | Conveyer drive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150717 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160527 |