RU2807197C1

RU2807197C1 - Position indicator of working body of mechanisms with multi-turn actuators

Info

Publication number: RU2807197C1
Application number: RU2023114650A
Authority: RU
Inventors: Василий Сергеевич Кузнецов; Андрей Сергеевич Кузнецов
Original assignee: Василий Сергеевич Кузнецов
Filing date: 2023-06-04
Publication date: 2023-11-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the indicators of the position of the shut-off device of shut-off, control and throttle pipeline valves. A position indicator of the working body of the mechanism, containing a housing, a lead nut, a lead screw, a drive sprocket, wherein the position indicator has a removable guide nut with a scale, a screw installed in the housing, a lead screw mounted on radial-end spacers-bearings, an inspection window with a fixed indicating mark, installed in the housing, a drive sprocket, fixed to the lead screw with a threaded lock.

EFFECT: invention makes it possible to create a widely-universal, compact, adjustable indicator of the exact position of the working parts of various mechanisms, assembled in a separate sealed housing.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, в частности к указателям положения запорного органа трубопроводной арматуры и может быть, применена в запорной, регулирующей и дроссельной трубопроводной арматуре, а также в других машинах и механизмах в конструкции которых применяются многооборотные исполнительные элементы.The invention relates to mechanical engineering, in particular to position indicators of the shut-off element of pipeline valves and can be used in shut-off, control and throttle pipeline valves, as well as in other machines and mechanisms in the design of which multi-turn actuators are used.

Известен указатель хода рабочего органа в составе ручного привода трубопроводной арматуры (см. RU 2373449 C2 F16K31/53, F16K37/00) содержащий корпус, размещенную в нем зубчатую передачу, на ведущей шестерне которой установлен маховик, а ведомая соосно закреплена на полом выходном валу, один торец которого имеет кулачковую муфту, а противоположный торец взаимодействует с выемкой крышки, снабженной стаканом для размещения в нем выдвижной части шпинделя, отличающийся тем, что в крышке установлен дополнительный стакан с выемкой, по замаркированной плоскости которой перемещается указатель хода, соединенный с гайкой, взаимодействующий с винтом, коаксиально закрепленным с возможностью вращения в стакане, на нижнем конце винта расположено сменное зубчатое колесо, входящее в зацепление с цевочным колесом, соосно смонтированным на выходном валу.There is a known indicator of the stroke of the working body as part of a manual drive of pipeline fittings (see RU 2373449 C2 F16K31/53, F16K37/00) containing a housing, a gear located in it, on the drive gear of which a flywheel is installed, and the driven gear is coaxially fixed to the hollow output shaft, one end of which has a cam coupling, and the opposite end interacts with a recess in the cover, equipped with a cup to accommodate the retractable part of the spindle, characterized in that an additional cup with a recess is installed in the lid, along the marked plane of which a travel indicator moves, connected to a nut, interacting with a screw coaxially fixed with the possibility of rotation in the glass; at the lower end of the screw there is a replaceable gear wheel that engages with a lantern wheel coaxially mounted on the output shaft.

К недостаткам известного решения относится сложность конструкции, содержащей зубчатое и цевочное колеса, которые требуют высокую точность их изготовления и большого количества точных специальных деталей, в том числе для изменения передаточных отношений для различных типоразмеров трубопроводов, недостатком также является принцип регулировки путем снятия цевок и замены зубчатого колеса, что требует разборки корпуса привода, место установки указателя в корпусе привода строго ограничено, что не позволяет размещать указатель в положении удобном для потребителя, прозрачный кожух выполненный на всю высоту указателя хода, увеличивает риск его повреждения в процессе эксплуатации, что снижает надежность такого решения.The disadvantages of the known solution include the complexity of the design, which contains gears and pinwheels, which require high precision in their manufacture and a large number of precise special parts, including for changing gear ratios for various standard sizes of pipelines; the disadvantage is also the principle of adjustment by removing the pinwheels and replacing the gear wheels, which requires disassembling the drive housing, the installation location of the indicator in the drive housing is strictly limited, which does not allow placing the indicator in a position convenient for the consumer, a transparent casing made to cover the entire height of the travel indicator increases the risk of damage during operation, which reduces the reliability of such a solution .

Известен также цилиндрический указатель хода (см. RU 2 368 833 C2 F16K37/00, прототип) содержащий кожух с прорезью, по которой перемещается стрелка указания положения запорного органа, отличающийся тем, что кожух закреплен на стойке (крышке), а стрелка смонтирована на гайке, перемещающейся по винту, соединенному со звездочкой, взаимодействующей с пальцами, установленными на ходовой втулке, управляющей шпинделем.A cylindrical travel indicator is also known (see RU 2 368 833 C2 F16K37/00, prototype) containing a casing with a slot along which an arrow moves to indicate the position of the shut-off element, characterized in that the casing is fixed to a stand (cover), and the arrow is mounted on a nut , moving along a screw connected to a sprocket that interacts with fingers mounted on the sleeve that controls the spindle.

К недостаткам известного технического решения следует отнести наличие открытых для внешней среды рабочих элементов, в т.ч. ходового винта и гайки со стрелкой, в следствии наличия прорези в корпусе, недостатком также является ограниченное применение для трубопроводной арматуры, преимущественно большого диаметра с невращающимся шпинделем, т.к. для размещения его элементов в конструкции запорного органа необходимо пространство позволяющее разместить его таким образом, чтобы обеспечить работоспособность конструкции указателя.The disadvantages of the known technical solution include the presence of working elements open to the external environment, incl. lead screw and nut with an arrow, due to the presence of a slot in the body, the disadvantage is also the limited use for pipeline fittings, mainly of large diameter with a non-rotating spindle, because To place its elements in the design of the shut-off organ, space is required to allow it to be placed in such a way as to ensure the operability of the indicator design.

Технической задачей и техническим результатом заявляемого устройства, является создание собранного в отдельном герметичном корпусе широко универсального, компактного, указателя положения рабочих органов различных механизмов.The technical task and technical result of the proposed device is to create a widely universal, compact, position indicator of the working bodies of various mechanisms, assembled in a separate sealed housing.

Поставленная задача решается тем, что конструкция указателя выполнена как отдельный механизм, собранный и готовый к установке в корпус запорной, регулирующей и дроссельной трубопроводной арматуры или любого исполнительного механизма с многооборотным исполнительным элементом с возможностью регулировки указывающей шкалы, а также как указателя положения рабочих органов для других машин и механизмов, в конструкции которых применяются многооборотные исполнительные элементы (валы, втулки, зубчатые колеса, маховики и др.).The problem is solved by the fact that the design of the indicator is made as a separate mechanism, assembled and ready for installation in the housing of shut-off, control and throttling pipeline valves or any actuator with a multi-turn actuator with the ability to adjust the indicating scale, as well as as an indicator of the position of working bodies for other machines and mechanisms in the design of which multi-turn actuators are used (shafts, bushings, gears, flywheels, etc.).

На фиг.1 изображен фронтальный вид в разрезе указателя положения рабочих органов механизмов с многооборотными элементами; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез по В-В на фиг.1; на фиг.5 - фронтальный вид в разрезе регулируемого варианта указателя положения с дополнительными шкалами.Figure 1 shows a frontal cross-sectional view of the position indicator of the working bodies of mechanisms with multi-turn elements; figure 2 - view A in figure 1; Fig.3 - section along B-B in Fig.1; Fig.4 is a section along B-B in Fig.1; Fig. 5 is a front cross-sectional view of an adjustable version of the position indicator with additional scales.

Указатель положения рабочих органов механизмов содержит корпус 1, установленный и зафиксированный контргайкой 6 в корпусе 14 механизма, смотровое(ые) окно(а) 5 (18), ведущую звездочку 4 управляемую многооборотным элементом 13 посредством пальца 12, ходовой винт 2 с установленной на него ходовой(ыми) гайкой(ами) 3 (17) с шкалой(ами) 15 (19), удерживаемой от вращения направляющим винтом(ами) 7 (16), уплотнительные узлы-подшипники состоят из радиально-торцевых прокладок 8, 9, 10, 11.The position indicator of the working bodies of the mechanisms contains a housing 1, installed and fixed with a lock nut 6 in the mechanism housing 14, an inspection window(s) 5 (18), a drive sprocket 4 controlled by a multi-turn element 13 by means of a pin 12, a lead screw 2 mounted on it running nut(s) 3 (17) with scale(s) 15 (19), held from rotation by guide screw(s) 7 (16), sealing bearing units consist of radial end gaskets 8, 9, 10 , eleven.

Указатель положения запорного органа работает следующим образом.The shutoff valve position indicator operates as follows.

По ходовому винту 2 перемещается ходовая гайка 3, с нанесенной на ней шкалой указателя положения 15, на гайке 3 выполнены направляющие плоскости, вращение гайки относительно ходового винта 2 ограничивается направляющим винтом 7, жестко закрепленным в корпусе 1, в корпусе 1 на противоположной от направляющего винта 7 стороне выполнено небольшое смотровое окно 5 с указывающей риской (или несколькими рисками) из оргстекла или другого прозрачного полимера, ходовой винт 2 вращается относительно корпуса 1 опираясь с двух сторон на уплотнительные узлы, состоящие из радиально-торцевых прокладок 8, 9, 10, 11, которые также выполняют функцию подшипников скольжения, в установленной на ходовой винт 2 ведущей звездочке 4 выполнена резьба, которая при сборке указателя, позволяет выбрать зазоры в торцевых уплотнениях, обеспечивая герметичность и постоянство момента сопротивления вращению, резьбовое соединение фиксируется резьбовым анаэробным фиксатором достаточной прочности, в наружном торце ходового винта 2 выполнен шлиц (прямой, крестовый, шестигранный и др.) для регулировки угла положения лучей ведущей звездочки при сборке, а также в процессе регулировки исполнения с двумя и более ходовыми гайками 3, ведущая звездочка 4 дискретно вступает в зацепление с пальцем 12, закрепленным внутри корпуса на многооборотном исполнительном элементе механизма 13 (валы, втулки, зубчатые колеса, маховики и др.), при этом палец 12 (шлиц, штифт, винт и т.п.) внутри корпуса механизма 14 может быть установлен на любых доступных поверхностях многооборотного исполнительного элемента 13 (валы, втулки, зубчатые колеса, маховики и др.) в положении, обеспечивающем удобство считывания показаний с указателя, геометрия ведущей звездочки 4 и количество ее лучей выполнены таким образом, чтобы за 1 оборот многооборотного исполнительного элемента 13 поворачивать ходовой винт 2 на определенный угол, что влечет за собой перемещение ходовой гайки 3 вдоль оси ходового винта 2 на соответствующее расстояние – один линейный шаг, таким образом шкала указателя 15, перемещаясь относительно указывающей риски смотрового окна 5 позволяет считывать с указателя положение запорного, регулирующего, дроссельного устройства или исполнительного элемента другого аналогичного механизма или машины с точностью, соответствующей числу лучей ведущей звездочки 4, которая при 4 лучах совершает один полный оборот за 4 полных оборота многооборотного исполнительного элемента 13, предусмотрен вариант конструктивного решения с двумя и более ходовыми гайками 3 (17) и смотровыми окнами 5 (18), а также нанесение дополнительной шкалы на внешних поверхностях ходового винта 2 и корпуса 1 для точной индикации положения лучей ведущей звездочки 4 внутри корпуса механизма и индикации каждого оборота исполнительного элемента механизма 13, поскольку отсутствует постоянное зацепления элементов 4 и 13, съемные направляющие винты 7 (16) позволяют реализовать регулировку зазоров между ходовыми гайками 3 (17) для индикации различных положений рабочих органов механизмов, без разборки указателя, применение ходовых винтов 2 с разным шагом и звездочек 4 с разным количеством лучей, делают данное решение еще более технологичным и широкоуниверсальным с точки зрения возможностей применения.A lead nut 3 moves along the lead screw 2, with a position indicator scale 15 printed on it, guide planes are made on the nut 3, the rotation of the nut relative to the lead screw 2 is limited by a guide screw 7, rigidly fixed in the housing 1, in the housing 1 on the opposite side of the lead screw On the 7th side there is a small viewing window 5 with an indicating mark (or several marks) made of plexiglass or other transparent polymer, the lead screw 2 rotates relative to the body 1 resting on both sides on sealing units consisting of radial-end gaskets 8, 9, 10, 11 , which also perform the function of sliding bearings, the drive sprocket 4 installed on the lead screw 2 has a thread, which, when assembling the pointer, allows you to select the gaps in the mechanical seals, ensuring tightness and constancy of the moment of resistance to rotation, the threaded connection is fixed with an anaerobic thread lock of sufficient strength, in The outer end of the lead screw 2 has a slot (straight, Phillips, hexagonal, etc.) to adjust the angle of the rays of the drive sprocket during assembly, as well as in the process of adjusting the version with two or more lead nuts 3, the drive sprocket 4 discretely engages with the pin 12, fixed inside the housing on the multi-turn actuator of the mechanism 13 (shafts, bushings, gears, flywheels, etc.), while the pin 12 (spline, pin, screw, etc.) inside the housing of the mechanism 14 can be installed on any accessible surfaces of the multi-turn actuator 13 (shafts, bushings, gears, flywheels, etc.) in a position that makes it easy to read the readings from the pointer, the geometry of the drive sprocket 4 and the number of its rays are designed in such a way that in 1 revolution the multi-turn actuator 13 turns lead screw 2 to a certain angle, which entails moving the lead nut 3 along the axis of the lead screw 2 to the corresponding distance - one linear step, thus the scale of the indicator 15, moving relative to the indicating risks of the viewing window 5, allows you to read the position of the shut-off, regulating, throttle device or actuator element of another similar mechanism or machine with an accuracy corresponding to the number of rays of the drive sprocket 4, which with 4 rays makes one full revolution in 4 full revolutions of the multi-turn actuator 13, a design option with two or more running nuts 3 (17) is provided ) and viewing windows 5 (18), as well as applying an additional scale on the outer surfaces of the lead screw 2 and the housing 1 for accurate indication of the position of the rays of the drive sprocket 4 inside the mechanism body and indication of each revolution of the actuator of the mechanism 13, since there is no constant engagement of the elements 4 and 13, removable guide screws 7 (16) make it possible to adjust the gaps between the running nuts 3 (17) to indicate different positions of the working parts of the mechanisms, without disassembling the indicator, the use of leading screws 2 with different pitches and sprockets 4 with different numbers of rays makes this solution even more technologically advanced and widely versatile in terms of application possibilities.

Claims

1. A position indicator of the working body of the mechanism, containing a housing, a lead nut, a lead screw, a drive sprocket, characterized in that the position indicator has a removable guide nut with a scale screw installed in the housing, a lead screw mounted on radial end spacers-bearings , an inspection window with a fixed indicating mark, installed in the housing, a drive sprocket secured to the lead screw with a threaded lock.

2. The indicator according to claim 1, characterized in that two or more adjustable running nuts with scales, additional guide screws and sight glasses are installed in the housing.

3. An indicator according to claim 1 or 2, characterized in that there is an additional fine adjustment and indication scale on the outer surfaces of the lead screw and the housing.

4. An indicator according to any one of claims 1-3, characterized in that the drive sprocket, lead nuts and lead screw are made replaceable with a different number of beams, scale markings and thread pitch.