RU91399U1

RU91399U1 - CONTROL DEVICE FOR PIPELINE CONTROL BODY

Info

Publication number: RU91399U1
Application number: RU2009131910/22U
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Степанов; Любовь Витальевна Кондратьева
Original assignee: Открытое акционерное общество "АБС ЗЭиМ Автоматизация" (ОАО "АБС Автоматизация")
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2010-02-10

Abstract

1. Устройство управления запорно-регулирующим органом, содержащее электродвигатель, узел блокировки, редуктор со ступенью в виде планетарной передачи, ручной дублирующий червячный привод, чувствительный элемент, блок датчиков положения выходного вала, кинематически связанный с выходным валом устройства, ограничитель максимального крутящего момента, включающий в свой состав подвижный червяк ручного привода и пружинное нагрузочное устройство, отличающееся тем, что введено передаточное устройство, связывающее подвижный червяк ручного привода с пружинным нагрузочным устройством, размещенным с наружной стороны корпуса планетарного редуктора и выполненным в виде свободно установленных на неподвижном стержне пружины и фланцевых втулок. ! 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передаточное устройство содержит воздействующий элемент, рычаги, одними концами соединенные между собой с помощью вала, а другими концами с подвижным червяком ручного привода и с пружинным нагрузочным устройством соответственно, причем один рычаг в точке наибольшего плеча соединен с воздействующим элементом, связанным с чувствительным элементом. ! 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что конец одного рычага передаточного устройства выполнен в виде вилки. ! 4. Устройство по пп.1, отличающееся тем, что цилиндрические части фланцевых втулок пружинного нагрузочного устройства расположены в двух противоположных боковых отверстиях вилки рычага передаточного устройства. ! 5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что воздействующий элемент выполнен в виде шарнирного Г-образного поводка. ! 6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что рычаг пер1. The control device of the locking and regulating body, containing an electric motor, a locking unit, a gearbox with a stage in the form of a planetary gear, a manual backup worm gear, a sensing element, an output shaft position sensor block kinematically connected to the output shaft of the device, a maximum torque limiter, including the mobile worm of the manual drive and the spring loading device, characterized in that a transmission device connecting the movable manual worm is introduced drive with a spring loading device located on the outside of the planetary gear housing and made in the form of springs and flange bushings freely mounted on a fixed shaft. ! 2. The device according to claim 1, characterized in that the transmission device contains an acting element, levers connected at one end with a shaft, and at the other ends with a movable hand drive worm and with a spring loading device, respectively, with one lever at the point of greatest the shoulder is connected to the acting element associated with the sensing element. ! 3. The device according to claim 2, characterized in that the end of one lever of the transmission device is made in the form of a fork. ! 4. The device according to claim 1, characterized in that the cylindrical parts of the flange bushings of the spring loading device are located in two opposite side openings of the fork of the lever of the transmission device. ! 5. The device according to claim 2, characterized in that the acting element is made in the form of an articulated L-shaped leash. ! 6. The device according to claim 2, characterized in that the lever per

Description

Заявляемое решение относится к машиностроению, в частности к приводам, управляющим трубопроводной арматурой, например задвижками или шаровыми кранами, и может быть использовано для дистанционного и автоматического регулирования и управления потоками жидких или газообразных сред запорной аппаратуры, установленной на магистральных трубопроводах.The claimed solution relates to mechanical engineering, in particular to actuators controlling pipeline valves, for example, valves or ball valves, and can be used for remote and automatic regulation and control of the flow of liquid or gaseous media of shut-off equipment installed on main pipelines.

Известен привод запорно-регулирующей арматуры по US 4754949, МПК F16K 31/05, 05.07.1988, который содержит электродвигатель, узел блокировки, планетарный редуктор, ручной дублирующий червячный привод, червяк которого находится в зацеплении с зубьями, расположенными на наружной поверхности центрального колеса редуктора. Данный привод снабжен блоком конечных выключателей, кинематически связанным с выходным валом привода и соединенным со штоком запорно-регулирующего органа, что обеспечивает своевременное отключение электродвигателя при достижении конечных положений запорно-регулирующего органа.Known drive shut-off valves according to US 4754949, IPC F16K 31/05, 05/07/1988, which contains an electric motor, a locking unit, a planetary gear, a manual backup worm gear, the worm of which is engaged with the teeth located on the outer surface of the central gear wheel . This drive is equipped with a block of limit switches, kinematically connected with the output shaft of the drive and connected to the rod of the locking and regulating body, which ensures timely shutdown of the motor when the final positions of the locking and regulatory body are reached.

Недостатками привода запорно-регулирующей арматуры являются значительные массогабаритные показатели и ограниченное удобство в обслуживании.The disadvantages of the drive of shut-off and control valves are significant weight and size indicators and limited ease of maintenance.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату, взятым в качестве прототипа, является устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры по патенту RU2273784, содержащее электродвигатель, узел блокировки, редуктор со ступенью в виде планетарной передачи, ручной дублирующий червячный привод, подвижный червяк которого находится в зацеплении с зубьями, расположенными на наружной поверхности центрального колеса планетарной передачи, чувствительный элемент, блок датчиков положения выходного вала кинематически связанный с выходным валом устройства, ограничитель максимального крутящего момента, включающий в свой состав подвижный червяк ручного привода и пружинное нагрузочное устройство.The closest analogue to the proposed solution on the technical nature and the technical result achieved, taken as a prototype, is a control device for valves and shutoff valves according to patent RU2273784, containing an electric motor, a locking unit, a gearbox with a stage in the form of a planetary gear, manual dummy worm drive the movable worm of which is engaged with the teeth located on the outer surface of the central wheel of the planetary gear, is sensitive to the element, the block of sensors of the position of the output shaft kinematically connected with the output shaft of the device, the limiter of maximum torque, which includes a movable worm of a manual drive and a spring load device.

Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:

- повышенные массогабаритные показатели, обусловленные конструктивным выполнением подвижного червяка с нагрузочным устройством, в виде ограничителя максимального крутящего момента, содержащего установленные шарнирно на опорной пластине два рычага с микровыключателями, упорами и расположенной между ними пружиной, два настроечных кулачка, два блокирующих кулачка и два коромысла, плечи которых установлены с возможностью зацепления с подвижным червяком ручного привода, снабженного пружинами, расположенными с двух его сторон на валу ручного привода;- increased overall dimensions, due to the design of the movable worm with a loading device, in the form of a maximum torque limiter containing two levers pivotally on the base plate with microswitches, stops and a spring located between them, two tuning cams, two locking cams and two rocker arms, whose shoulders are mounted with the possibility of engagement with a movable worm of a manual drive equipped with springs located on both sides of the shaft Nogo actuator;

- недостаточное удобство обслуживания за счет размещения пружинного нагрузочного устройства в корпусе редуктора.- lack of ease of maintenance due to the placement of the spring loading device in the gear housing.

Техническим результатом заявляемого решения являются снижение массогабаритных показателей и повышение удобства в обслуживании устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры.The technical result of the proposed solution is to reduce overall dimensions and improve the ease of maintenance of the control device shut-off and regulating body of pipe fittings.

Технический результат достигается тем, что в устройство управления запорно-регулирующим органом, содержащее электродвигатель, узел блокировки, редуктор со ступенью в виде планетарной передачи, ручной дублирующий червячный привод, чувствительный элемент, блок датчиков положения выходного вала кинематически связанный с выходным валом устройства, ограничитель максимального крутящего момента, включающий в свой состав подвижный червяк ручного привода и пружинное нагрузочное устройство, введено передаточное устройство, связывающее подвижный червяк ручного привода с пружинным нагрузочным устройством, размещенным с наружной стороны корпуса планетарного редуктора и выполненным в виде свободно установленных на неподвижном стержне пружины и фланцевых втулок. Передаточное устройство содержит воздействующий элемент, рычаги, одними концами соединенные между собой с помощью вала, а другими концами с подвижным червяком ручного привода и с пружинным нагрузочным устройством соответственно, при чем один рычаг в точке наибольшего плеча соединен с воздействующим элементом, связанным с чувствительным элементом. Конец одного рычага передаточного устройства выполнен в виде вилки. Цилиндрические части фланцевых втулок пружинного нагрузочного устройства расположены в двух противоположных боковых отверстиях вилки рычага передаточного устройства. Воздействующий элемент выполнен в виде шарнирного Г-образного поводка. Рычаг передаточного устройства с червяком ручного привода соединен шарнирно.The technical result is achieved by the fact that in the control device of the locking-regulating body containing an electric motor, a locking unit, a gearbox with a stage in the form of a planetary gear, a manual backup worm gear, a sensing element, an output shaft position sensor block kinematically connected to the output shaft of the device, a maximum limiter torque, including a movable worm of a manual drive and a spring loading device, a transmission device is introduced that connects The main manual drive worm with a spring loading device located on the outside of the planetary gear housing and made in the form of springs and flange bushings freely mounted on a fixed shaft. The transmission device contains an actuation element, levers connected at one end with a shaft, and at the other ends with a movable hand drive worm and a spring loading device, respectively, wherein one lever at the point of the largest arm is connected to the actuation element associated with the sensing element. The end of one lever of the transmission device is made in the form of a fork. The cylindrical parts of the flange bushings of the spring loading device are located in two opposite side openings of the fork of the lever of the transmission device. The acting element is made in the form of a hinged L-shaped leash. The gear lever with the hand drive worm is pivotally connected.

Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена кинематическая схема устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, на фиг.2 - схема ограничителя максимального крутящего момента при предельно допустимой нагрузке соответствующего направления.The essence of the technical solution is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a kinematic diagram of a control device for a shut-off and regulating body of pipeline valves, Fig. 2 is a diagram of a maximum torque limiter with a maximum permissible load in the corresponding direction.

Устройство управления запорно-регулирующим органом, содержит электродвигатель 1, связанный через узел блокировки 2 выполненный в виде тормозного устройства с входным валом 3 редуктора 4 со ступенью в виде планетарной передачи 5, ручной дублирующий червячный привод 6, червяк 7 которого находится в зацеплении с зубьями 8, расположенными на наружной поверхности центрального колеса 9 планетарной передачи, чувствительный элемент 10, блок датчиков положения выходного вала 11 кинематически связанный с выходным валом 12 устройства, ограничитель максимального крутящего момента, включающий в свой состав подвижный червяк 7 ручного привода и пружинное нагрузочное устройство 13, соединенные друг с другом посредством передаточного устройства 14. Ручной привод снабжен рукояткой или маховиком. Передаточное устройство содержит соединенные между собой с помощью вала рычаги, где конец рычага 15 шарнирно соединен с подвижным червяком 7, а выполненный в виде вилки 16 конец рычага 17 соединен с пружинным нагрузочным устройством 13, а также воздействующий элемент 18 в виде шарнирного Г-образного поводка прикрепленного в точке наибольшего плеча рычага 17. Воздействующий элемент 18 соединен с чувствительным элементом 10 поворотного действия. Пружинное нагрузочное устройство 13 выполнено в виде свободно установленных на неподвижном стержне 19 пружины 20 и фланцевых втулок 21 и 22, цилиндрические части которых расположены в двух противоположных боковых отверстиях вилки 16 рычага 17.The control device of the locking-regulating body, contains an electric motor 1 connected through a locking unit 2 made in the form of a brake device with an input shaft 3 of a gearbox 4 with a stage in the form of a planetary gear 5, a manual backup worm gear 6, the worm 7 of which is engaged with the teeth 8 located on the outer surface of the central wheel 9 of the planetary gear, a sensing element 10, a block of position sensors of the output shaft 11 kinematically connected with the output shaft 12 of the device, the limiter max ideal torque, which includes a movable worm 7 manual drive and a spring load device 13 connected to each other by means of a transmission device 14. The manual drive is equipped with a handle or a flywheel. The transmission device comprises levers interconnected by means of a shaft, where the end of the lever 15 is pivotally connected to the movable worm 7, and the end of the lever 17 made in the form of a fork 16 is connected to the spring loading device 13, as well as the acting element 18 in the form of an articulated L-shaped leash attached to the point of the largest shoulder of the lever 17. The acting element 18 is connected to the sensing element 10 of the pivoting action. The spring loading device 13 is made in the form of springs 20 and flange bushings 21 and 22 freely mounted on the stationary rod 19, the cylindrical parts of which are located in two opposite side holes of the yoke 16 of the lever 17.

Червяк 7 закреплен на валу 23, расположенного в подшипниковых опорах 24, 25 корпуса редуктора 4, который соединен с валом ручного привода 6 посредством шлицевой или вилочной муфты 26 с возможностью осевого перемещения независимо от положения вала ручного привода. На валу 23 выполнена кольцевая канавка 27, в которой с двух противоположных сторон расположены пальцы 28 выполненного в виде вилки рычага 15. Рычаг 15 посредством вала соединен с наружным рычагом 17, который взаимодействует с подвижно установленными на неподвижном стержне 19 фланцевыми втулками 21, 22 и пружиной 20 пружинного нагрузочного устройства 13. Длина рычага 17 значительно больше длины рычага 15, что позволяет в сравнении с прототипом применять вместо двух одну, но менее мощную пружину. Усилие пружины соответствует усилию, возникающему в рабочем диапазоне перемещения червяка 7 с валом 23. Под действием пружины 20 фланцевые втулки фланцами прижаты к внутренним стенкам вилки 16, а расстояние между противоположно расположенными сторонами цилиндрических частей фланцевых втулок соответствует расстоянию между неподвижными упорами 29, 30 в которых закреплен неподвижный стержень 19.The worm 7 is mounted on a shaft 23 located in the bearings 24, 25 of the gear housing 4, which is connected to the shaft of the manual drive 6 by means of a spline or fork coupling 26 with the possibility of axial movement regardless of the position of the shaft of the manual drive. An annular groove 27 is made on the shaft 23, in which the fingers 28 of the lever 15 made in the form of a fork are located on two opposite sides. The lever 15 is connected via the shaft to the external lever 17, which interacts with the flange bushings 21, 22 movably mounted on the stationary shaft 19 and the spring 20 spring loading device 13. The length of the lever 17 is significantly greater than the length of the lever 15, which allows in comparison with the prototype to use instead of two one, but less powerful spring. The spring force corresponds to the force arising in the working range of movement of the worm 7 with the shaft 23. Under the action of the spring 20, the flange bushings are flanged against the inner walls of the yoke 16, and the distance between the opposite sides of the cylindrical parts of the flange bushings corresponds to the distance between the fixed stops 29, 30 in which fixed fixed rod 19.

Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры работает следующим образом. В исходном состоянии блокирующее устройство находится в режиме торможения, входной вал удерживается от самопроизвольного вращения под действием внешней нагрузки, действующей на выходной вал.The control device shut-off and regulating body of pipe fittings works as follows. In the initial state, the locking device is in braking mode, the input shaft is kept from spontaneous rotation under the influence of an external load acting on the output shaft.

Для перемещения запорно-регулирующего органа арматуры в одном из направлений, включают электродвигатель 1. Вращение вала электродвигателя 1 передается на входной вал 3 редуктора 4 через блокирующее устройство 2. Под действием нагрузки (силы сопротивления) происходит разблокировка блокирующего устройства. От электродвигателя 1 через редуктор 4 вращение передается на выходной вал 12 устройства.To move the valve's locking-regulating body in one of the directions, turn on the electric motor 1. The rotation of the electric motor shaft 1 is transmitted to the input shaft 3 of the gearbox 4 through the blocking device 2. Under the action of the load (resistance force), the blocking device is unlocked. From the electric motor 1 through the gear 4, the rotation is transmitted to the output shaft 12 of the device.

При выключении электродвигателя 1 происходит резкое уменьшение крутящего момента, действующего на электродвигатель, блокирующее устройство возвращается в заторможенное состояние. Причем когда вал электродвигателя 1 вращается, блокирующее устройство не создает потери энергии.When the motor 1 is turned off, a sharp decrease in the torque acting on the electric motor occurs, the blocking device returns to the locked state. Moreover, when the shaft of the motor 1 rotates, the locking device does not create energy loss.

При достижении запорно-регулирующим органом арматуры положений "Закрыто" или "Открыто" или в промежуточном положении его движения, превышении предельной величины крутящего момента из-за возникших помех выходной вал 12 останавливается. Так как электродвигатель 1 остается подключенным к сети, то крутящий момент от вала электродвигателя 1 передается центральному колесу 9, которое заставит переместиться червяк 7 с валом 23 в осевом направлении. Осевое движение вала 23, в зависимости от направления смещения червяка, преобразуется в угловое перемещение рычага 15. Рычаг 17, жестко соединенный с рычагом 15, перемещает фланцевую втулку 21 или 22 нагрузочного устройства 13, сжимая пружину, усилие которой соответствует предельной величине крутящего момента на выходном валу 12 редуктора. При перемещении рычага 17 воздействующий элемент 18 поворачивает чувствительный элемент 10, который механическое движение преобразует в электрический сигнал на отключение двигателя 1. Величина сигнала на срабатывание (отключение двигателя) настраивается электронными средствами управления.When the valve reaches the valve position “Closed” or “Open” or in an intermediate position of its movement, exceeding the limit value of the torque due to interference, the output shaft 12 stops. Since the electric motor 1 remains connected to the network, the torque from the shaft of the electric motor 1 is transmitted to the central wheel 9, which will cause the worm 7 to move with the shaft 23 in the axial direction. The axial movement of the shaft 23, depending on the direction of displacement of the worm, is converted into angular movement of the lever 15. The lever 17, rigidly connected to the lever 15, moves the flange sleeve 21 or 22 of the load device 13, compressing the spring, the force of which corresponds to the maximum value of the torque at the output gear shaft 12. When the lever 17 is moved, the acting element 18 rotates the sensing element 10, which converts the mechanical movement into an electrical signal to turn off the engine 1. The value of the response signal (engine shutdown) is adjusted by electronic controls.

Таким образом, экспериментальные испытания и сравнение с наиболее близким аналогом показали, что в заявленном устройстве управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, массогабаритные показатели снижаются, обусловленные конструктивным выполнением подвижного червяка с нагрузочным устройством, позволяющим применять вместо двух одну, но менее мощную пружину. Кроме того, компоновка устройства с размещением пружинного нагрузочного устройства вне корпуса редуктора позволяет обеспечивать достаточное удобство обслуживания.Thus, experimental tests and comparison with the closest analogue showed that in the claimed control device of the shut-off and regulating body of the pipe fittings, the overall dimensions are reduced due to the design of the movable worm with a loading device that allows using one, but less powerful spring instead of two. In addition, the arrangement of the device with the placement of the spring loading device outside the gear housing allows for sufficient ease of maintenance.

Заявляемое устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры реализовано в разрабатываемых нами механизмах исполнительных электрических.The inventive control device shut-off and regulating body of pipe fittings is implemented in the developed by us executive electric mechanisms.

Claims

1. The control device of the locking and regulating body, containing an electric motor, a locking unit, a gearbox with a stage in the form of a planetary gear, a manual backup worm gear, a sensing element, an output shaft position sensor block kinematically connected to the output shaft of the device, a maximum torque limiter, including the mobile worm of the manual drive and the spring loading device, characterized in that a transmission device connecting the movable manual worm is introduced drive with a spring loading device located on the outside of the planetary gear housing and made in the form of springs and flange bushings freely mounted on a fixed shaft.

2. The device according to claim 1, characterized in that the transmission device contains an acting element, levers connected at one end with a shaft, and at the other ends with a movable hand drive worm and with a spring loading device, respectively, with one lever at the point of greatest the shoulder is connected to the acting element associated with the sensing element.

3. The device according to claim 2, characterized in that the end of one lever of the transmission device is made in the form of a fork.

4. The device according to claim 1, characterized in that the cylindrical parts of the flange bushings of the spring loading device are located in two opposite side openings of the fork of the lever of the transmission device.

5. The device according to claim 2, characterized in that the acting element is made in the form of an articulated L-shaped leash.

6. The device according to claim 2, characterized in that the lever of the transmission device with the hand drive worm is pivotally connected.