Мембранный привод
Предлагаемое техническое решение касается полезной модели, как объекта промышленной собственности и относится к приводам регулирующей арматуры. Известны мембранные приводы, в которых движение ведомому звену передается под воздействием газа или жидкости на упругую неметаллическую мембрану. Ожидаемый технический результат предлагаемой модели - расширение диапазона регулирования перестановочного усилия привода, снижение габаритов и массы. Данный технический результат достигается тем, что мембранный привод состоит из двух мембранных исполнительных механизмов, размещенных вдоль оси штока привода и жестко связанных между собой. Шток имеет дополнительную опору, установленную в коаксиальном штоку отверстии выполненном в контактирующих крышках механизмов.
М.кл: F16K31/12
Мембранный привод
Предложение касается полезной модели, как объекта промышленной собственности, относится к приводам регулирующей арматуры и может быть использовано для управления регулирующими, запорно-регулирующими органами исполнительных устройств в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности.
Мембранный привод представляет собой исполнительный механизм, в котором движение ведомому звену передается под воздействием давления газа или жидкости на упругую неметаллическую мембрану. Усилие, создаваемое давлением управляющей среды на мембрану, передается на жесткий центр, образованный штоком и опорным диском. Для обеспечения перемещения штока в обе стороны, силовое замыкание системы может выполняться пружиной или давлением управляющей среды на мембранный блок с противоположной стороны.
Известен мембранный привод, обеспечивающий поступательное перемещение выходного элемента, содержащий две капсулы с мембранами и пружинами (RU 2069284, МПК F16K 31/126, 20.11.1996). Недостатком такого привода является то, что расширение его функциональных возможностей можно получить только за счет применения сменных пружин.
Известен мембранный привод (SU 1813958, МПК F16K 31/126, 07.05.1993), содержащий подпружиненный подвижной элемент с сальником. Недостаток - тот же, что и предыдущего аналога. Кроме того, при увеличении величины управляющего давления, с целью расширения диапазона регулирования, значительно увеличиваются габариты пружин и, соответственно, самих приводов. При больших перестановочных усилиях на штоке - до 4000 кгс, снижается точность регулирования из-за увеличивающейся жесткости пружин.
За прототип принят мембранный привод (RU 36718, МПК F16K 31/12, 31.12.2003) содержащий мембранную камеру, закрепленную на опорном кронштейне, образованную двумя крышками с размещенной между ними мембраной с прикрепленным опорным диском, закрепленным на подпружиненном штоке, связанным с регулирующим органом исполнительного устройства. Опора штока содержит полимерную втулку запрессованную в обойму и установленную на кронштейне. Недостаток тот же что и у предыдущих устройств.
Целью технического решения является расширение диапазона регулирования перестановочного усилия мембранного исполнительного механизма (МИМа) при изменении управляющего давления до 2,5 кгс/см 2, и в диапазоне от 2,2 до 4 кгс/см2, в механизмах, развивающих повышенные перестановочные усилия (МИМП).
Этот технический результат достигается тем, что за МИМом, установленным на кронштейне вдоль оси штока размещен дополнительный МИМ, жестко соединенный с первым. Подпружиненный шток установлен в опорах, закрепленных на кронштейне и между МИМами. На мембране с прикрепленным опорным диском установлена тарель с пружинами, симметрично расположенными относительно оси штока. Между противоположным торцем пружин и крышкой мембранной камеры установлена фиксирующая втулка.
В результате анализа технической и патентной информации в данной области техники не обнаружено технических решений, которые обладали бы признаками, отличающими заявленное техническое решение от прототипа (3), т.е. заявленный.объект отвечает признаку «новизна».
Заявляемая полезная модель является «промышленно полезной», что подтверждается нижеследующим описанием со ссылками на чертеж, где показан продольный разрез мембранного привода.
Привод состоит из мембранных исполнительных механизмов (МИМ) расположенных один за другим, установленных на кронштейне 1, при помощи которого привод подсоединяется к исполнительному устройству (не показано) и соединенных стяжками 2. МИМ выполнен в виде камеры, образованной верхней 3 и нижней 4 крышками с зажатой между ними неметаллической мембраной 5. Центральная часть мембраны закреплена между тарелью 6 и опорным диском 7 и установлена на общем штоке 8, перемещение которого передается на регулирующий орган исполнительного устройства. На противоположном конце штока 8 закреплен упор 9, ограничивающий ход штока привода. Опора штока содержит полимерную втулку 10, запрессованную в обойму 11, которая крепится на кронштейне 1 и в коаксиальном штоку отверстии, выполненном в контактирующих крышках МИМов.
Между тарелью 6 и фиксирующей втулкой 12, упирающейся в верхнюю крышку 3 установлены пружины 13, симметрично расположенные относительно оси штока. На нижних крышках 4 установлены штуцеры 14, подачи управляющего давления, а полости камер под верхними крышками 3 соединены с атмосферой 15.
Привод работает следующим образом. Входной сигнал Рупр от управляющего устройства поступает в рабочую межмембранную полость МИМов, а усилие пружин 13 противодействует усилию, создаваемому давлением Рупр на подвижную часть мембраны 5. Перестановочное усилие на штоке 8 зависит от величины управляющего сигнала и эффективной площади мембраны.. При достижении определенного давления Рупр шток 8 начинает перемещаться и это перемещение передается на регулирующий орган исполнительного устройства. При снятии (снижении) величины Рупр пружины 13 возвращают шток 8 в исходное состояние.
Данное расположение МИМов позволяет уменьшить эффективную площадь мембран, снизить габариты и массу пружин и привода в целом.
1. Мембранный привод, содержащий мембранный исполнительный механизм (МИМ), мембранная камера которого закреплена на опорном кронштейне и образована двумя крышками с размещенной между ними неметаллической мембраной с прикрепленным опорным диском, установленным на подпружиненном штоке, опора которого закреплена на указанном опорном кронштейне, отличающийся тем, что за МИМом, вдоль оси штока, размещен второй МИМ, жестко связанный с первым, а шток имеет дополнительную опору, установленную в коаксиальном штоку отверстии, выполненном в контактирующих крышках МИМов.
2. Мембранный привод по п.1, отличающийся тем, что на мембране с опорным диском установлена тарель с пружинами, симметрично расположенными относительно оси штока, а между противоположным торцем пружин и крышкой мембранной камеры установлена фиксирующая втулка.
