Комбинированный привод двухзапорной арматуры
Изобретение м. б. использовано в трубопроводной арматуре энергетических установок. Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей комбинированного привода двухзапорной арматуры за счет кинематически развязанной передачи усилия от ведущих звеньев приводов. В основном и дополнительном запорных органах телескопически установлены внутренний и наружный штоки. Основной привод (П) с штоком и ходовой гайкой, дублирующий П и П дополнительного органа включают ведущие звенья. На одном конце штока основного П размещена гайка, кинематически связанная с ведущими звеньями основного и дублирующего П и снабженная дополнительным звеном, расположенным с возможностью осевого перемещения относительно ведущего звена дублирующего П. На другом конце штока установлен направляющий элемент основного П, концентрично к-рому размещен промежуточный резьбовой стакан. Стакан связан с ведущим звеном П дополнительного органа. На днище стакана размещена обойма, связывающая стакан с муфтой наружного штока. Обойма и муфта выполнены с опорными поверхностями и снабжены упругими элементами, расположенными с обеих сторон днища. 2 з. п. ф-лы., 4 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре энергетических установок, характеризующейся сложными условиями эксплуатации. Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей за счет использования в условиях повышенной затесненности в силу соосно-последовательной установки приводов и компактности конструкции и в условиях работы арматуры в трубопроводе с рабочей средой повышенных температур (особенно в переменных режимах) за счет кинематически развязанной передачи усилия от ведущих звеньев приводов. На фиг. 1 изображен комбинированный привод двухзапорного клапана в аварийном положении "Закрыто", разрез; на фиг. 2 двухзапорный клапан, разрез; на фиг. 3 разрез А А на фиг. 1; на фиг. 4 разрез Б Б на фиг. 3. На фонаре 1 корпуса двухзапорного клапана установлен комбинированный привод. Комбинированный привод состоит из основного 2 и дублирующего 3 приводов для управления основным запорным органом и привода 4 дополнительного запорного органа, размещенных в корпусе соосно друг другу и последовательно. Каждый из приводов 2, 3 и 4 имеет собственный корпус 5, 6 и 7 соответственно, закрепленные между собой, что обеспечивает последовательный съем дублирующего 3 и основного 2 приводов с обеспечением работы оставшихся приводов. Основной привод 2 содержит шток 8, на одном конце которого через ходовую гайку 9 установлен дублирующий привод 3, а на противоположном расположен оппозитно дублирующему приводу 3 привод 4 дополнительного запорного органа. Ходовая гайка 9 связана со штоком 8 посредством винтового участка 10, взаимодействующего с винтовой нарезкой 11. В корпусе 5 основного привода 2 расположен поршень 12, выполненный полым, с размещением в нем деталей соединения ходовой гайки 9 и штока 8. Уплотнение поршня 12 относительно корпуса 5 обеспечивается кольцами 13 и 14. Поршень 12 имеет закрепленную на наружной поверхности шпонку 15, взаимодействующую с продольным пазом 16 внутренней поверхности корпуса 5, а на внутренней поверхности своего направляющего элемента 17 шлицевый участок 18, взаимодействующий со шлицевой поверхностью 19 втулки 20, жестко закрепленной на штоке 8. Выполнение соединения шток 8 поршень 12 корпус 5 обеспечивает возможность относительного осевого перемещения указанных деталей и предохраняет шток 8 и поршень 12 от проворота. Корпус 5 имеет штуцер 21 на закрытие клапана и штуцер 22 на открытие клапана для подачи управляющей среды. На ходовой гайке 9 имеется упор 23, контактирующий своей опорной поверхностью с пакетом упругих элементов - тарельчатых пружин 24. Пакет тарельчатых пружин 24 обеспечивает передачу усилия на шток 8 в обоих направлениях (на закрытие клапана и на открытие) и воспринимает дополнительные нагрузки от штока 8 при температурных изменениях режимов работы клапана. Тарельчатые пружины 24 центрируются своим внутренним диаметром по направляющей поверхности 25 ходовой гайки 9. На поверхности 25 расположен также подшипник 26, взаимодействующий своими опорными поверхностями с опорными торцами поршня 12 и пакета тарельчатых пружин 24 и обеспечивающий вращение ходовой гайки 9 при создании усилия на штоке 8 относительно поршня 12. На наружной резьбовой поверхности 27 ходовой гайки 9 закреплена регулировочная обойма 28, позволяющая регулировать нагрузку на шток 8 как при сборке привода, так и в процессе эксплуатации, а также позволяющая производить дополнительные регулировочные операции без демонтажа и разборки привода. На верхнем конце ходовой гайки 9, концентрично которому размещены основное ведущее звено 29 и приводные элементы привода 3, с помощью шлицевого соединения 30 установлено дополнительное ведущее звено 31, выполненное в виде втулки с наружной 32 и внутренней 30 шлицевыми поверхностями, что обеспечивает возможность осевого перемещения ходовой гайки 9 совместно со штоком 8 относительно основного звена 29. Основное ведущее звено 29 выполнено в виде червячного колеса со шлицевой внутренней поверхностью 32. Звено 29 установлено в корпусе на подшипниках 33 и взаимодействует с червяком 34, на конце которого закреплен маховик 35 для управления червячной передачей. Между дополнительным ведущим звеном 31 и регулировочной обоймой 28 на ходовой гайке 9 установлена стопорная гайка 36, входящая своими внутренними выступами 37 в пазы шлицевой поверхности ходовой гайки, а наружными выступами 38 в пазы 39 на торце регулировочной обоймы 28. На верхних торцах штока 8 и втулки, крепящей дополнительное ведущее звено 31 к штоку 8, нанесены риски, соответствующие определенному положению привода, т. е. "Открыто" или "Закрыто" от основного привода 2 или дублирующего привода 3 (не показаны). Концентрично направляющему элементу 17 поршня 12 размещено ведущее звено 40 привода 4 дополнительного запорного органа, выполненное в виде червячного колеса, установленного на подшипниках 41 в корпусе 7 и взаимодействующего с червяком 42. На червяке 42 закреплен маховик 43 управления приводом 4 дополнительного запорного органа. На внутренней поверхности червячного колеса 40 выполнена винтовая поверхность 44, взаимодействующая с винтовой поверхностью 45 промежуточного резьбового стакана 46. Промежуточный резьбовой стакан 46 закреплен с помощью шлицевого соединения 47 на дополнительной обойме 48. Обойма 48 имеет профилированную поверхность 49, взаимодействующую с ответной профилированной поверхностью 50 большой муфты 51, соединенной с наружным штоком 52. Наружный шток 52 соединен с дополнительным запорным органом 53, контактирующим с седлом 54 корпуса 55. Дополнительный запорный орган 53 имеет опорную поверхность 56, взаимодействующую с опорной поверхностью 57 основного запорного органа 58, контактирующего с седлом 59 корпуса 55. Основной запорный орган 58 связан с внутренним штоком 60. Корпус 55 имеет дополнительную полость 61 между седлами 54 и 59 для сброса рабочей среды через патрубок 62. Штоки 52 и 60 установлены телескопически и уплотняются относительно корпуса 55 сальниками 63 и 64. Взаимодействие профилированных поверхностей 49 и 50 обоймы 48 и муфты 51 и направляющих поверхностей 65 муфты 51 и 66 фонаря 1 предохраняет наружный шток 52 от вращения, обеспечивая требуемое поступательное движение его в осевом направлении. На внутреннем штоке 60 установлена малая муфта 67, соединенная со штоком 8 основного привода 2, на наружном штоке 52 большая муфта 51, соединенная с обоймой 48 привода 4 дополнительного запорного органа 53. На обеих поверхностях днища 68 дополнительного резьбового стакана 46 выполнены опорные поверхности 69 и 70, контактирующие с внешними опорными поверхностями упругих элементов тарельчатых пружин 71 и 72. Тарельчатые пружины 71 и 72, установленные по обе стороны днища 68 с центрированием внутренним диаметром по наружной шлицевой поверхности обоймы 48, контактируют внутренними опорными поверхностями с опорными поверхностями упорной втулки 73 и большой муфты 51. Упорная втулка 73 закреплена на обойме 48 с помощью гайки 74. Большая муфта 51 имеет упорный бурт 75 с опорными поверхностями 76 и 77. Опорная поверхность 76 имеет возможность взаимодействовать с внутренней опорной поверхностью тарельчатой пружины 71, а опорная поверхность 77 с опорной поверхностью 78 бурта 79 обоймы 48. Вписанный диаметр профилированной поверхности 50 дополнительной обоймы 48 меньше или равен внутреннему диаметру шлицевого соединения 47, а опорная втулка 73 имеет направляющую поверхность 80 для тарельчатой пружины 72 диаметром, несколько большим диаметра наружной поверхности указанного шлицевого соединения 47. Такое выполнение профилированной поверхности 50 дополнительной обоймы 48 и направляющей поверхности 80 опорной втулки 73 обеспечивает передачу усилия на большую муфту 51 и далее на наружный шток 52 через упругие элементы тарельчатые пружины 71 и 72 как на открытие дополнительного запорного органа 53, так и на его закрытие. Комбинированные привод двухзапорной арматуры работает следующим образом. В исходном положении двухзапорный клапан показан в аварийном положении "Закрыто" от привода 4 дополнительного запорного органа 53 (в случае исчезновения управляющей среды и неработоспособности дублирующего привода). Усилие, приложенное к маховику 43, передано через червячную передачу на промежуточный резьбовый стакан 46, тарельчатую пружину 71, расположенную между стаканом 46 и большой муфтой 51, далее через муфту 51 и наружный шток 52 на дополнительный запорный орган, уплотняя его по седлу 54 корпуса 55 и перекрывая проходное сечение клапана. При этом между опорной поверхностью 77 упорного бурта 75 большой муфты 51 и опорной поверхностью 78 бурта 79 дополнительной обоймы 48 образован зазор а, гарантирующий передачу усилия упруго на наружный шток 52. Основной запорный орган 58 от воздействия на него опорной поверхности 56 дополнительного запорного органа 53 перемещен в нижнее положение без создания на нем усилия уплотнения. При работе привода 4 дополнительного запорного органа на открытие зазор а выбирается, рабочее усилие с тарельчатой пружины 71 снимается и передается через тарельчатую пружину 72, опорную втулку 73 и гайку 74 на дополнительную обойму 48, а через ее бурт 79 на упорный бурт 75 большой муфты 51. Перевод дополнительного запорного органа 53 в положение "Открыто" осуществляется вращением маховика 43 на открытие с передачей усилия на указанные детали и их перемещение в направлении, обратном описанному выше. Перевод основного запорного органа 58 в положение "Открыто" осуществляется соответствующим вращением маховика 35. При этом вращается основное ведущее звено (червячное колесо) 29, дополнительное ведущее звено 31, ходовая гайка 9 совместно с пакетом тарельчатых пружин 24 на подшипнике 26, а поршень 12, фиксированный от проворота шпонкой 15, под действием усилия, приложенного через подшипник 26, перемещается поступательно до упора в крышку основного привода 2. При дальнейшем вращении ходовой гайки 9 шток 8 под действием приложенного усилия перемещается совместно с внутренним штоком 60 поступательно до упора опорной поверхности 57 основного запорного органа 58 в опорную поверхность органа 53. Дальнейшее вращение ходовой гайки 9 обеспечивает требуемое усилие на штоке 8 для уплотнения по указанным выше опорным поверхностям запорных органов 53 и 58. Перевод основного запорного органа 56 в положение "Закрыто" от дублирующего привода 3 осуществляется в обратной последовательности. Для перехода на работу от основного привода вращением маховика 35 комбинированный привод переводится по указанным рискам в одно из положений, например "Закрыто от основного привода". Открытие от основного привода происходит следующим образом. Воздух через штуцер 22 поступает в полость под поршень 12 привода 2. Одновременно из верхней полости пневмопривода воздух через штуцер 21 выходит в атмосферу. Поршень 12 начинает двигаться вверх относительно штока 8, сжатие тарельчатых пружин 24 уменьшается до величины, установленной при сборке. При дальнейшем движении поршня 12 усилие через крышку поршня (направляющего элемента 17), упор 23 ходовой гайки 9, пакет тарельчатых пружин 24, подшипник 26, обойму 28, винтовую пару ходовая гайка 9 шток 8 основного привода 2 и муфту 67 передается на внутренний шток 60 основного запорного органа 58. Шток 60 перемещает основной запорный орган 58 на величину, равную ходу основного запорного органа 58 (при этом дополнительный запорный орган 53 должен находиться в положении "Открыто"), освобождая проходное сечение клапана. Основной запорный орган 58 своей опорной поверхностью 57 упирается в опорную поверхность 56 дополнительного запорного органа 53. Поршень 12 основного привода 2 продолжает двигаться, сжимая тарельчатые пружины 24 до тех пор, пока не упрется в верхнюю крышку корпуса 5 основного привода. Риска на торце штока 8 совпадает с риской "Открыто от основного привода" на гайке, крепящей дополнительное ведущее звено 31. Закрытие клапана от основного затвора 58 происходит аналогичным образом в обратной последовательности.
Формула изобретения
1. Комбинированный привод двухзапорной арматуры, содержащий основной и дополнительный запорные органы с телескопически установленными внутренним и наружным штоками, основной привод со штоком и ходовой гайкой, дублирующий привод и привод дополнительного запорного органа, включающие ведущие звенья, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей, он снабжен направляющим элементом для основного привода, промежуточным резьбовым стаканом, обоймой и муфтой наружного штока, на одном конце штока основного привода размещена ходовая гайка, кинематически связанная с ведущими звеньями основного и дублирующего приводов и снабженная дополнительным звеном, расположенным с возможностью осевого перемещения относительно ведущего звена дублирующего привода, а на другом конце его установлен направляющий элемент основного привода, концентрично которому размещен промежуточный резьбовой стакан, связанный с ведущим звеном привода дополнительного запорного органа, причем на днище резьбового стакана размещена обойма, связывающая промежуточный резьбовой стакан с муфтой наружного штока. 2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что обойма и муфта выполнены с опорными поверхностями и снабжены упругими элементами, расположенными с обеих сторон днища промежуточного резьбового стакана между соответствующими опорными поверхностями обоймы и муфты. 3. Привод по п. 1, отличающийся тем, что обойма выполнена с профилированной поверхностью и муфта, связанная с наружным штоком, выполнена с профильной поверхностью, ответной профильной поверхности обоймы, с возможностью их взаимодействия.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002
Извещение опубликовано: 10.04.2002
