Электропривод запорной арматуры

Изобретение относится к приводам управления трубопроводной арматурой и предназначено для использования в трубопроводном транспорте для управления потоком рабочей среды. Электропривод запорной арматуры содержит корпус. В корпусе перпендикулярно друг другу установлены валы электродвигателя и ручного дублера. На валах жестко посажены зубчатые колеса. Зубчатые колеса перемещаются в положение зацепления механизмом переключения с электрического управления на ручное. Вал электродвигателя связан со входным валом редуктора. Механизм переключения выполнен в виде эксцентриковой втулки. Вал ручного дублера установлен в корпусе с помощью эксцентриковой втулки. Втулка снабжена рычагом для ее поворота в корпусе. Изобретение направлено на повышение надежности, упрощение конструкции и эксплуатации привода. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к приводам управления трубопроводной арматурой и может быть использовано в трубопроводном транспорте для управления потоком рабочей среды, например нефти, газа и других продуктов.

Привод запорной арматуры в самом общем случае содержит электродвигатель с редуктором и ручной дублер для управления арматурой в условиях аварийного отключения электричества. Компоновка двигателя и редуктора должна допускать большие линейные перемещения штока трубопроводной арматуры. Основной проблемой приводов запорной арматуры является безопасное переключение исполнительного механизма с электрического на ручное управление и обратно. Самая простая схема подключения ручного управления реализована в электроприводе арматуры по патенту RU 2132990. Маховик ручного дублера выполнен съемным. Переключение осуществляется осевым смещением маховика, при котором замыкается кинематическая связь ручного дублера и ведомого вала привода и одновременно срабатывает электрический выключатель, отключающий питание двигателя. Основным недостатком такого привода является большая зависимость от человеческого фактора, так как после случайного отключения включение электрического управления невозможно без выезда оператора на место. Кроме того, надежность работы электрического выключателя, особенно в полевых условиях, значительно ниже надежности механических систем.

Известны приводы RU 22113890, US 7055795, в которых используют двухстороннюю кулачковую муфту, которая, перемещаясь по шлицам ведомого вала привода, поочередно связывает с ним либо вал ручного маховика, либо вал двигателя, разрывая другую связь. Перемещение муфты в обе стороны может осуществляться рычагом, либо в одну сторону муфта перемещается рычагом и фиксируется защелкой, а возвращается в другое положение с помощью пружины после разблокирования защелки. Таким приводам присущ основной недостаток, описанный выше, а именно переключение с ручного управления на электрическое возможно только оператором на месте.

Для автоматического размыкания связи между ручным маховиком и кулачковой муфтой при включении питания электродвигателя используют элементы с криволинейными торцевыми кулачками SU 1421944, RU 2239116. Недостатками этих технических решений является большое количество кинематических связей, что усложняет работу и снижает надежность приводов.

В качестве прототипа выбран электропривод с ручным дублером (RU 56542). Привод содержит корпус, в котором перпендикулярно друг к другу установлены валы двигателя и ручного дублера. На валах установлены зубчатые колеса, которые зацепляются друг с другом при продольном перемещении вала ручного дублера по шлицам в корпусе. На валу ручного дублера расположена пружина, которая возвращает ручной дублер в исходное положение после прекращения давления на маховик. При ручном управлении приводом оператору приходится одновременно давить на маховик, преодолевая сопротивление пружины и вращать его, что крайне неудобно и требует больших физических усилий. При неожиданном включении электропитания возникает удар на маховик, так как дублер отключается только после того, как оператор отпускает маховик. Такой ручной дублер прост, но очень неудобен в эксплуатации и опасен для оператора.

Таким образом, остается актуальной задача создания простого, надежного и безопасного привода, имеющего малое количество деталей и невысокую стоимость.

Техническим результатом изобретения является разделение усилий вращения маховика и приведения ручного дублера в рабочее положение.

Техническим результатом другого варианта воплощения изобретения является автоматический разрыв связи ручного дублера с двигателем при неожиданном включении электродвигателя.

Для решения поставленной задачи привод запорной арматуры, как и прототип, содержит электродвигатель, связанный с входным валом редуктора, ручной дублер и механизм переключения привода с электрического на ручное управление. Валы электродвигателя и ручного дублера установлены в корпусе перпендикулярно друг к другу и на них закреплены зубчатые колеса, которые приводятся в зацепление механизмом переключения привода в ручное управление.

В отличие от прототипа механизм переключения выполнен в виде эксцентриковой втулки, посредством которой вал ручного дублера установлен в корпусе, втулка снабжена рычагом для ее поворота в корпусе. При повороте эксцентриковой втулки вал ручного дублера вместе с зубчатым колесом перемещается в направлении, перпендикулярном оси ручного дублера, и колесо на валу ручного дублера входит в зацепление с колесом на валу двигателя.

Для того чтобы зафиксировать ручной дублер в этом рабочем положении целесообразно на боковой поверхности вставки выполнить защелку в виде подпружиненного шарика. Чтобы ручной дублер отключался после включения двигателя, на валу ручного дублера установлена фрикционная шайба, поджимаемая к торцу эксцентриковой втулки упругим элементом с регулируемым усилием.

На фиг.1 представлен вид привода в осевом сечении, а на фиг.2 - вид на механизм переключения привода на ручное управление (маховик ручного управления снят).

Привод содержит корпус, состоящий из двух цилиндрических плеч 1 и 2, перпендикулярных друг к другу. В цилиндрическом корпусе 1 выполнено посадочное отверстие для электродвигателя 3, а в корпусном элементе 2 выполнено отверстие 4 для вала 5 ручного дублера. Вал 6 электродвигателя и вал 5 ручного дублера перпендикулярны друг другу. Вал 6 электродвигателя связан со входным валом 7 редуктора (редуктор не показан) и на нем жестко закреплено коническое зубчатое колесо 8. На валу 5 ручного дублера с одной его стороны жестко посажено коническое колесо 9, а с другой стороны посажен маховик 10 с рукояткой вращения 11. Следует отметить, что одно из колес в паре 8-9 может быть плоским, тогда ответное колесо может быть цилиндрическим.

Вал 5 ручного дублера посажен в корпусе 2 через эксцентриковую втулку 12, которая имеет возможность поворота в корпусе с помощью рычага 13, проходящего в сквозном пазу 14 на боковой поверхности корпуса 2 (см. фиг.2). В принципе уже эта конструкция позволяет при ручном управлении разделить усилие на два отдельных движения. Поворотом и удержанием рычага 13 включается ручное управление при отключении питания электродвигателя, а вращением маховика 10 управляют движением рабочего органа запорной арматуры.

Дальнейшие несложные усовершенствования конструкции позволяют добиться режима автоматического отключения ручного дублера при срабатывании двигателя. Для этого на боковой поверхности эксцентриковой втулки 12 выполнено отверстие 15, в котором установлены пружина 16 с шариком 17, а в корпусе 2 - ответный паз 18, образующие защелку, фиксирующую положение втулки 12 в положении включенного ручного дублера. Между маховиком 10 и торцевой поверхностью втулки 12 на валу 5 ручного дублера установлена фрикционная шайба 19. Маховик 10 передает вращение на вал 5 с помощью шпонки 20 и поджимается к торцу втулки 12 с помощью шайбы 21, упругого кольца 22 и винта 23. Винтом 23 можно регулировать силу, с которой фрикционной шайба 19 поджимается к эксцентриковой втулке 12.

Рассмотрим работу предлагаемого привода сначала в более простом варианте исполнения. В режиме электрического управления эксцентриковая втулка 12 повернута в корпусе 2 так, что ось вала 5 занимает крайнее нижнее положение, показанное на фиг.1 пунктиром. Зубчатое колесо 9 при этом выведено из зацепления с колесом 8. Вращение вала 6 двигателя 3 передается на входной вал 7 редуктора и далее к рабочему органу запорной арматуры. При обесточивании двигателя 3 поворотом рычага 13 вверх до упора вал 5 поднимается в крайнее верхнее положение и колесо 9 зацепляется с колесом 8. Вращение на входной вал 7 редуктора подается от маховика 10 ручного дублера. Оператору необходимо лишь фиксировать рычаг 13 в нужном положении и вращать рукоятку 11 маховика 10. В этой простейшей конструкции при неожиданном включении двигателя динамический удар через зубчатую пару 8-9 по валу 5 поступит на маховик 10 и втулку 12 с рычагом 13. Оператор освободит рычаг 13, и втулка 12 повернется в корпусе 2, разрывая связь колес 8 и 9.

Привод с шариковой защелкой и фрикционной шайбой 19, изображенный на фиг.1, в режим ручного дублера будет переводиться также поворотом рычага 13. Затем эксцентриковая втулка 12 будет удерживаться в нужном положении подпружиненным шариком 17, фиксированном в шлице 18. При неожиданном включении электропитания двигателя 3 вращение зубчатого колеса 8 будет одновременно поворачивать колесо 9 вокруг собственной оси и отодвигать колесо 9, стремясь повернуть его вместе с эксцентриковой втулкой 12 в корпусе 2. Если сопротивление вращению между втулкой 12 и валом 5 будет больше чем сопротивление между втулкой 12 и корпусом 2, то вал 5 вращаться не будет совсем, а сразу повернется втулка 12 и выведет колесо 9 из зацепления с колесом 8. Тем самым связь между двигателем 3 и ручным дублером будет разорвана. Соответствующие сопротивления зависят от многих факторов: от чистоты обработки и состояния соответствующих поверхностей, от выбранных материалов, от силы сжатия пружины! 6, глубины шлица 18 и не могут быть определены расчетным путем. Для каждого конкретного привода их лучше подобрать экспериментально. Для выполнения требуемого условия между валом 5 и втулкой 12 установлена фрикционная шайба 19. Винтом 23 через упругий элемент 22 регулируют силу поджатия шайбы 19 к втулке 12 до такой величины, при которой сопротивление трения в паре вал 5 - втулка 12 становится больше сопротивления в паре эксцентриковая втулка 12 - корпус 2. Т.е. экспериментальным путем производят настройку конкретной конструкции на мгновенное отключение ручного дублера при включении электропитания.

Таким образом, предложена очень надежная, простая и удобная в эксплуатации конструкция привода.

1. Электропривод запорной арматуры, содержащий корпус, в котором перпендикулярно друг другу установлены валы электродвигателя и ручного дублера, на валах жестко посажены зубчатые колеса, которые перемещаются в положение зацепления механизмом переключения с электрического управления на ручное, и вал электродвигателя связан со входным валом редуктора, отличающийся тем, что механизм переключения выполнен в виде эксцентриковой втулки, посредством которой вал ручного дублера установлен в корпусе и втулка снабжена рычагом для ее поворота в корпусе.

2. Электропривод по п.1, отличающийся тем, что на боковой поверхности эксцентриковой втулки выполнена защелка в виде подпружиненного шарика, а на валу ручного дублера установлена фрикционная шайба, поджимаемая с регулируемым усилием к торцу эксцентриковой втулки упругим элементом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приводам управления трубопроводной арматурой и предназначено для использования в трубопроводном транспорте для управления потоком рабочей среды.

Изобретение относится к области гидропневмоавтоматики и предназначено для регулирования и перекрытия потоков рабочей среды в трубопроводных технологических линиях или магистралях, транспортирующих преимущественно газообразные среды с высокими давлением и температурой, в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к области гидропневмоавтоматики и предназначено для регулирования и перекрытия потоков рабочей среды в трубопроводных технологических линиях или магистралях, транспортирующих преимущественно газообразные среды с высокими давлением и температурой, в газовой, нефтяной, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве средства комбинированного управления запорным органом на промышленных трубопроводах.

Изобретение относится к области электропривода и может быть использовано для управления запорной арматурой магистральных нефтепроводов. .

Изобретение относится к машиностроению и предназначено для использования в приводах трубопроводной арматуры. .

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для дистанционного и ручного управления потоком рабочей жидкости по трубопроводу с диаметром условного прохода от 6 мм до 125 мм при входном давлении рабочей жидкости от 0,06 МПа до 6,3 МПа.

Изобретение относится к устройствам управления электроприводами запорной арматуры (задвижек, клапанов, кранов). .

Изобретение относится к оборудованию для медицинских учреждений и предназначено для использования в бытовой водоразборной арматуре, в вагонах поездов и в пассажирских самолетах, а также в смесительной производственной арматуре для смешения двух и более жидких компонентов.

Изобретение относится к области арматурострения и предназначено для использования в системах вентиляции помещений, в частности укрытий, требующих повышенной безопасности на случай резкого повышения давления воздушной среды

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для использования в качестве привода для запорной и запорно-регулирующей трубопроводной арматуры

Представленный вариант устройства перевода на ручное управление включает ручное средство управления, имеющее первую муфту на первой стороне, а также вторую муфту на второй стороне, расположенной напротив первой стороны. Первый ведущий элемент, имеющий наружную резьбу, соединен с кожухом привода. Первый ведущий элемент имеет первый конец для разъемного соединения с первой муфтой ручного средства управления, второй конец для избирательного соединения с приводным элементом привода, а также канал, просверленный вдоль продольной оси первого ведущего элемента. Второй ведущий элемент располагается в этом канале для соединения вращательным образом с первым ведущим элементом. Второй ведущий элемент имеет первый конец, связанный резьбовым соединением со штоком приводного элемента, и второй конец для разъемного соединения со второй муфтой ручного средства управления. Вращение первого ведущего элемента в первом направлении вращения с помощью ручного средства управления перемещает приводной элемент привода в первом линейном направлении, а вращение второго ведущего элемента относительно первого ведущего элемента в первом направлении вращения с помощью ручного средства управления вызывает перемещение приводного элемента во втором линейном направлении, противоположном первому линейному направлению. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к приводным устройствам для трубопроводной арматуры. Приводное устройство для трубопроводной арматуры содержит первый редуктор, содержащий выходной и входной валы, установленные соосно, двигатель. Указанный двигатель соединен с входным валом первого редуктора с обеспечением возможности передачи поворотного движения двигателя на входной вал указанного редуктора. Блокировочное устройство выполнено с возможностью блокировки вала двигателя. Ручной привод соединен с первым редуктором через червячную передачу с обеспечением возможности передачи поворотного движения ручного привода на выходной вал указанного редуктора. Червяк червячной передачи выполнен с возможностью поступательного осевого перемещения, ограниченного упругими элементами, за счет передачи на него части момента двигателя. Приводное устройство содержит выключатели двигателя, выполненные с возможностью приведения их в действие посредством взаимодействия с ними червяка, при его поступательном осевом перемещении, и выходной вал приводного устройства, отличающееся тем, что оно содержит двустороннюю ограничительную муфту для ограничения момента, посредством которой двигатель соединен с входным валом первого редуктора, и второй редуктор, соединенный с первым редуктором с возможностью передачи поворотного движения от первого редуктора на выходной вал приводного устройства. Изобретение направлено на снижение вероятности поломки передачи или других составляющих системы. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к ограничителям крутящего момента приводов. Ограничитель содержит подвижный вал, выполненный с возможностью перемещения в две стороны в осевом направлении и вращения в работе для приведения во вращение приводного вала исполнительного механизма для привода клапана. На подвижном валу установлен тормозной диск. Первое фрикционное устройство расположено на первой стороне от тормозного диска. Второе фрикционное устройство расположено на второй стороне. Контакт между тормозным диском и первым или вторым фрикционными устройствами останавливает двигатель, вращающий подвижный вал. Ограничитель также содержит корпус и регулировочную систему для регулировки положения первого фрикционного устройства и/или второго фрикционного устройства относительно тормозного диска. Привод клапана содержит ограничитель. Клапанный блок содержит клапан и привод клапана. Достигается уменьшение размеров устройства и снижение напряжения на клапане. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения, а именно к управлению трубопроводной арматурой(ТПА), и может быть использовано в качестве исполнительного механизма для управления неполноповоротной ТПА, в частности шаровых кранов. Неполноповоротный ручной привод для трубопроводной арматуры содержит управляемый запорным органом трубопроводной арматуры и охватываемый неподвижным корпусом с наклонным пазом адаптер. Указанный адаптер взаимодействует с ведущим роликом. При этом ролик закреплен на ходовой гайке управляемым шпинделем. Причем ролик одновременно взаимодействует с двумя разнонаправленными наклонными пазами как корпуса, так и адаптера. При этом в кольцевой канавке адаптера закреплен стопор, взаимодействующий с двумя регулируемыми упорами, размещенными в корпусе. Наклонные пазы либо в корпусе, либо в адаптере, либо в обеих деталях выполнены с различными углами наклона к вертикальной оси, либо криволинейными с изменяющимися по длине углами наклона. При этом ролик снабжен двумя автономными подшипниками качения. Изобретение направлено на снижение высотных характеристик привода, а значит, снижение металлоемкости. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Передача предназначена для смещения запорного элемента в крайнее положение и может быть использована в системах аварийной защиты. На рукоятке вала с возможностью вращательного или винтового движения смонтировано звено с ориентирующим и удерживающим трубу для троса элементом. В трубе для троса частично, с возможностью движения для поворота рукоятки и вала размещен трос. Один конец троса закреплен в удобном месте периферии рукоятки, другой - на двигателе привода. Указанное звено установлено в самом удобном положении. Удобное положение указанного звена зафиксировано механической связью, установленной между указанным звеном и стеной. Механическая связь препятствует вращению указанного звена вокруг оси вращения вала по крайней мере в одном направлении. Передача позволяет увеличить момент страгивания, допускает обычное пользование рукояткой, имеет универсальное крепление ориентирующего и удерживающего трубу для троса элемента и удобно монтируется. 4 ил.

Изобретение касается устройства для техники автоматизации, состоящего из сервопривода и модуля для ручного управления сервоприводом. Причем в качестве приводного элемента для сервопривода предусмотрен электрический привод или электрогидравлический привод. Причем модуль имеет генератор и ручной управляющий элемент для генератора. Причем модуль соединен электрически с приводным элементом сервопривода. Ручной управляющий элемент и генератор образуют модуль для ручного электрического удаленного задействования сервопривода. При этом модуль электрически соединен с приводным элементом сервопривода и электронным управляющим устройством. При этом электронное управляющее устройство в ручном режиме снабжают необходимой энергией, получаемой в результате преобразования механической энергии в электроэнергию, чтобы перемещать арматуру с помощью приводного элемента в требуемую позицию. Изобретение направлено на уменьшение габаритов и стоимости устройства техники автоматизации. 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к электроприводам, в частности к комбинированным средствам управления запорной арматурой, и может быть использовано на трубопроводах при транспорте нефти, нефтепродуктов, в химической и нефтехимической отраслях. Электропривод трубопроводной арматуры содержит коммутатор напряжения, электродвигатель, выходной вал, электрическую сеть, внешнюю систему управления. Электропривод дополнительно содержит приборный редуктор, первый, второй и третий датчики положения, силовой редуктор, ручную ветвь, датчик момента, датчик температуры, механически установленный на электродвигателе. В блок управления дополнительно введены анализатор последовательности фаз, модуль вычисления положения и скорости выходного вала, первый, второй, третий и четвертый модули оцифровки, модуль управления, панель управления, контроллер цифрового интерфейса и контроллер аналогового интерфейса. Причем силовой редуктор с одной стороны механически связан с электродвигателем, а с другой стороны - с приборным редуктором, датчиком момента, ручной ветвью и выходным валом. При этом приборный редуктор выполнен в виде многоступенчатого цилиндрического редуктора с механически установленными на нем первым, вторым и третьим датчиками положения, валы которых соответственно механически связаны с каждой из трех отдельных ступеней приборного редуктора. При этом первый, второй и третий датчики положения электрически связаны соответственно с первым, вторым и третьим модулями оцифровки, а датчик момента электрически связан с четвертым модулем оцифровки. В свою очередь первый, второй и третий модули оцифровки электрически связаны с модулем вычисления положения и скорости выходного вала, который в свою очередь электрически связан с модулем управления. При этом модуль управления электрически связан с анализатором последовательности фаз питающего напряжения, коммутатором напряжения, четвертым модулем оцифровки, датчиком температуры, панелью управления, контроллером цифрового интерфейса, контроллером аналогового интерфейса. Причем контроллер цифрового интерфейса и контроллер аналогового интерфейса электрически связаны с внешней системой управления, а анализатор последовательности фаз питающего напряжения электрически связан с электрической сетью и коммутатором напряжения, электрически связанным с электродвигателем. Изобретение позволяет повысить надежность электропривода, обеспечить возможность дистанционного управления, унифицировать конструкцию электропривода, повысить точность позиционирования выходного вала электропривода. 1 ил.
Наверх