Ручной привод для трубопроводной арматуры



Ручной привод для трубопроводной арматуры
Ручной привод для трубопроводной арматуры
Ручной привод для трубопроводной арматуры
Ручной привод для трубопроводной арматуры
Ручной привод для трубопроводной арматуры
Ручной привод для трубопроводной арматуры
Ручной привод для трубопроводной арматуры

 


Владельцы патента RU 2527225:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курганская государственная сельскохозяйственная академия имени Т.С. Мальцева" (RU)

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве привода трубопроводной запорной арматуры при наличии значительных сил сопротивления. Ручной привод для трубопроводной арматуры характеризуется тем, что для перемещения исполнительного звена при значительном сопротивлении используется шарнирно-рычажный механизм. Указанный шарнирно-рычажный механизм состоит из двуплечего рычага, который поводком соединяется с двумя соединенными шарнирно стержнями, работающими враспор. Изобретение направлено на снижение металлоемкости, уменьшение стоимости, повышение технологичности изготовления и обеспечение возможности повышение усилия на исполнительном звене в случае значительного превышения силами сопротивления ожидаемого значения. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве привода для трубопроводной запорной арматуры при наличии значительных сил сопротивления в трубопроводах диаметром до 400 мм и давлением до 250 атм.

Известен ручной двухскоростной привод для трубопроводной арматуры (см. патент №2378555 С2, F16К 31/53, 10.01.2009), содержащий зубчатую передачу, ведомое (выходное) колесо, связанное с механизмом перемещения запорного органа, маховик и переключатель скорости. Ведущий вал состоит из двух частей с закрепленными на них ведущими шестернями, разделенными переключателем скоростей, управляемым тягой, пропущенной сквозь соединенную с маховиком часть ведущего вала и кинематически связанной с дополнительным (переключающим) маховиком. К ведомым зубчатым колесам жестко присоединены звездочки цепной передачи, а переключатель скоростей подпружинен в сторону соединенной с маховиком части ведущего вала и выполнен в виде муфты.

Известен также двухскоростной ручной привод трубопроводной арматуры (см. патент №2343329 С2, F16K 31/53, 10.01.2009 г.), включающий размещенный в корпусе с крышкой планетарный механизм, выходное солнечное колесо которого закреплено на валу, связанном с механизмом перемещения запорного органа арматуры, маховик и переключатель скорости. Крышка корпуса планетарного механизма установлена в корпусе с возможностью вращения, маховик жестко закреплен на ней, а переключатель размещен на крышке с возможностью взаимодействия или с валом солнечного колеса планетарного механизма, или с его водилом.

Недостатками указанных приводов являются наличие металлоемких кинематических пар сложной конструкции, таких как зубчатые передачи и цепная передача, а также наличие дополнительных устройств переключения скоростей, что приводит к удорожанию устройства. Конструкции известных приводов имеют неизменное значение передаточного отношения при низкой скорости перемещения исполнительного звена и не позволяют в случае значительного возрастания силы сопротивления увеличить передаточное отношение для преодоления этих сил.

Техническая задача, решаемая в предлагаемом устройстве - снижение металлоемкости, уменьшение стоимости, повышение технологичности изготовления и обеспечение возможности повышение усилия на исполнительном звене в случае значительного превышения силами сопротивления ожидаемого значения.

Поставленная задача решается тем, что приводом для перемещения исполнительного звена при значительном сопротивлении является шарнирно-рычажный механизм, состоящий из двуплечего рычага, который поводком регулируемой длины соединяется с двумя шарнирно соединенными стержнями, работающими враспор.

На фиг.1 изображена схема механизма предлагаемого привода с расположением звеньев, соответствующим заключительной стадии закрытия задвижки; на фиг.2 - схема механизма на начальной стадии открытия задвижки; на фиг.3 - зависимость кинематического передаточного отношения, обеспечиваемого работой соединенных враспор стержней 9 и 10 от угла поворота рычага 8; на фиг.4 - зависимость кинематического передаточного отношения, обеспечиваемого соотношением плеч рычага 8 от угла поворота рычага 8; на фиг.5 - зависимость кинематического передаточного отношения всего механизма, т.е. от совместного действия соединенных враспор стержней 9 и 10 и из-за соотношения плеч рычага 8, от угла поворота рычага 8; на фиг.6 - зависимость силового передаточного отношения всего механизма от угла поворота рычага 8; на фиг.7 - кинематическое передаточное отношение, обеспечиваемое работой соединенных враспор стержней 9 и 10 (верхний график), и кинематическое передаточное отношение, обеспечиваемое соотношением плеч рычага 8 (нижний график), и их совместное действие в случае удлинения поводка 7 на величину, обеспечивающую изменение исходного положения рычага 8 (см. фиг.1) на 0,523 рад (30°).

Привод для трубопроводной арматуры (фиг.1) содержит механизм перемещения исполнительного звена шпинделя 1 с клином 2, состоящий из гайки 3, приводимой во вращение посредством штурвала 4. Вращающаяся гайка 3 и обойма 5 образуют подшипниковый узел. Гайка 3 и обойма 5 установлены с зазором h. Обойма 5 вместе с гайкой 3 может перемещаться в корпусе 6 в вертикальном направлении. Рычаг 8 соединяется поводком 7 с парой распорных стержней 9 и 10, соединенных также между собой шарнирно.

Привод работает следующим образом.

Закрытие трубопроводной арматуры (фиг.1).

При закрытии, т.е. при движении вниз шпинделя 1 с клином 2, на большей части хода действует малое сопротивление движению. Поэтому выполняется быстрое перемещение исполнительных звеньев за счет вращения штурвала 4 с гайкой 3. В подшипниковом узле образуется зазор h ниже гайки. Звенья 9 и 10 занимают вертикальное положение. На окончательной стадии закрытия из-за контакта уплотнительных поверхностей клина и седла сила сопротивления движению значительно возрастает, что делает невозможным вращение штурвала оператором.

В этом случае оператор, поворачивая рычаг 8 по направлению дуговой стрелки, поводком 7 воздействует на соединение рычагов 9, 10 и перемещает подшипниковый узел со шпинделем и клином вниз. После этого поворачивает рычаг 8 в исходное положение, что при неподвижном штурвале 4 сопровождается образованием зазора h между гайкой 3 и обоймой 5, расположенного выше гайки 5. Вращая маховик, оператор перемещает гайку 3 и корпус 5 вверх по резьбе шпинделя, выбирая зазор h выше гайки и образуя такой зазор ниже гайки. Положение всех звеньев вновь соответствует изображенному на фиг.1

Описанные операции, начиная с поворота рычага 8 по дуговой стрелке, повторяются необходимое число раз до наступления необходимой степени уплотнения.

Открытие трубопроводной арматуры.

В начальный момент, соответствующий началу открытия задвижки, положение всех подвижных звеньев соответствует изображенному на фиг.2. Если вращение маховика 4 с гайкой 3 затруднено из-за заклинивания или иной силы сопротивления, то оператор поворачивает рычаг 8 по направлению дуговой стрелки, усилие через поводок 7 воздействует на стержни 9, 10, при повороте которых до вертикального положения элементы 1, 2, 3, 4, 5 перемещаются вверх. Если после этого возможно вращение штурвала 4 с гайкой 3, которое сопровождается поднятием шпинделя 1 с клином 2, то вращением штурвала открытие продолжается с высокой скоростью, определяемой конструктивными параметрами резьбы.

Если значительная сила сопротивления продолжает препятствовать перемещению исполнительного звена и поворот штурвала затруднен, то рычаг 8 возвращается в исходное положение. Вращением штурвала с гайкой они опускаются по резьбе шпинделя вниз до упора гайки в обойму 5, после чего все звенья механизма занимают исходное положение (см. фиг.2). Теперь поворот рычага 8 по дуговой стрелке и все другие описанные операции повторяются необходимое число раз до наступления возможности поднимать клин вращением штурвала.

Рычажный привод при закрытии задвижки работает так, что на начальной стадии поворота рычага 8 по направлению дуговой стрелки (см. фиг.1) выигрыш в силе обеспечивается главным образом за счет работы стержней 9 и 10 (первый эффект). При этом передаточное отношение (ось ординат на фиг.3) по мере поворота рычага 8, т.е. с увеличением угла φ, постепенно снижается: эффект уменьшается. На заключительной стадии движения рычага 8 выигрыш в силе обеспечивается главным образом за счет действия самого двуплечего рычага 8 (второй эффект). По мере увеличения угла φ передаточное отношение постепенно увеличивается (ордината на фиг.4), т.е. второй эффект возрастает с увеличением угла φ. Итоговая зависимость кинематического передаточного отношения от угла поворота рычага 8 представлена на фиг.5. На начальной стадии поворота рычага 8 (при малых значениях угла φ) высокое значение кинематического передаточного отношения достигается за счет первого эффекта, а на заключительной стадии - за счет второго эффекта.

Зависимость силового передаточного отношения от угла поворота рычага 8 представлена на фиг.6 и демонстрирует незначительное различие этого показателя для разных стадий.

Если окажется, что усилия оператора все-таки недостаточно, то оператор удлиняет поводок 7 на величину, значение которой не превышает длины короткого плеча двуплечего рычага 8. Это приводит к тому, что выигрыш в силе за счет работы стержней 9 и 10 и за счет работы рычага 8 происходит хотя и по-прежнему поочередно, но эффективнее: выигрыш в силе от первого эффекта еще упал незначительно, а уже начинает действовать второй эффект. Это приводит к значительному увеличению передаточного отношения. Это наложение эффектов проиллюстрировано фиг.7 и фиг.8: участки графиков изображены смещенными. Участки графиков, расположенные друг под другом, свидетельствуют о том, что взаимодействуют два эффекта тогда, когда передаточные числа обоих имеют высокие значения.

Примечание. Все расчетные зависимости, полученные с использованием уравнения Лагранжа и программы Mathcad, представлены на фиг.3-7 для следующих условий. Длина рычага 8 (фиг.1) - 300 мм, длина короткого плеча рычага 8-2 мм, длина звеньев 9 и 10-80 мм, диаметр всех цапф (в соединениях звеньев) - 20 мм, коэффициент трения в цилиндрических цапфах - 0,1.

1. Ручной привод для трубопроводной арматуры, характеризующийся тем, что для перемещения исполнительного звена при значительном сопротивлении используется шарнирно-рычажный механизм, состоящий из двуплечего рычага, который поводком соединяется с двумя соединенными шарнирно стержнями, работающими враспор.

2. Ручной привод для трубопроводной арматуры по п.1 характеризуется тем, что поводок имеет регулируемую длину.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, в частности к клапанам регулирующим осесимметричным с верхним фланцевым разъемом, и предназначено для регулирования и перекрытия жидких и газообразных рабочих сред на объектах энергетики и газонефтехимии.

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к трубопроводной запорной арматуре и может быть применено в устьевой арматуре нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для герметичного перекрытия потоков рабочих сред в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве привода для трубопроводной запорно-регулирующей арматуры. .

Изобретение относится к машиностроению, и в частности к арматуростроению. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для привода трубопроводной запорно-регулирующей арматуры. .

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта и может применяться для изменения положения исполнительных органов запорной арматуры. .

Изобретение относится к области отопления, вентиляции и кондиционирования, противопожарной защиты и защиты от дыма. .

Группа изобретений относится к арматуростроению и предназначена в качестве клапанов, например предохранительных, запорных и т.д., для использования в промышленных отраслях, связанных с сооружением скважин, в частности в нефтегазодобывающей промышленности. Створчатый клапан с вращательным приводом содержит створку, синусоидальную кромку, проходящую по внешней границе створки, и конгруэнтную синусоидальную кромку, расположенную на другом клапанном элементе. Этот клапанный элемент имеет возможность поворота, при котором конгруэнтная синусоидальная кромка смещается относительно синусоидальной кромки створки, в результате чего створка выходит из положения закрытия. Имеются вариант выполнения створчатого клапана и способ приведения в действие створок таких клапанов. Группа изобретений направлена на снижение затрат на материалы и механическую обработку створчатых клапанов при сохранении их функциональности. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к электроприводам (102) с внутренним механизмом приложения нагрузки для использования в регулирующих клапанах трубопроводов. Электрический привод, имеющий внутренний механизм приложения нагрузки, содержит корпус (136,138), образующий полость для установки приводной системы (144), и ведущий вал (148), функционально соединенный с приводной системой. Вращение приводной системы в первом вращательном направлении приводит ведущий вал в движение в одном прямолинейном направлении, а вращение приводной системы во втором вращательном направлении приводит ведущий вал в движение в направлении, прямо противоположном первому прямолинейному направлению. Поджимающий элемент (186) функционально соединен с приводной системой (144) таким образом, что по меньшей мере одна часть приводной системы движется в осевом направлении к поджимающему элементу, деформируя этот поджимающий элемент, когда ведущий вал (148) достигает крайнего положения, тем самым обеспечивая нагрузку на ведущий вал, когда электрическое питание на электрический привод (102) не подается. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх