Электромеханический привод запорного клапана
Электромеханический привод запорного клапана. Может быть использован при разработке прямоходного привода, предназначенного для управления запорными клапанами с поступательным перемещением рабочих органов. Привод содержит размещенные внутри корпуса электродвигатель, электронный блок управления, электрически соединенный с моментным выключателем и выключателями концевых положений затвора арматуры клапана, зубчатую цилиндрическую передачу, муфту ограничения крутящего момента, ходовой винт, при этом вал электродвигателя соединен с ведущей шестерней цилиндрической передачи, ведомая шестерня которой через муфту ограничения крутящего момента соединена с ходовым винтом, муфта ограничения крутящего момента содержит подпружиненную поводковую муфту, выполненную с возможностью взаимодействия с моментным выключателем, а ходовой винт соединен с выключателями концевых положений затвора арматуры клапана. Новый технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении простоты и надежности привода при расширении возможностей его применения.
Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована при разработке прямоходного привода, предназначенного для управления запорными клапанами с поступательным перемещением рабочих органов.
Из уровня техники известен электромеханический прямоходный привод аналогичного назначения RU 43615, публ. 27.01.2004 г. В известном приводе преобразование вращательного движения вала в возвратно-поступательное движение рабочего элемента и соответственно, штока запорного клапана, осуществляется эксцентриком и охватывающим его кольцевым толкателем, шарнирно соединенным с вертикально перемещаемым штоком клапана. Это так называемый «кулисный механизм», характеризующийся ограниченным ходом, применять который можно только для управления клапанами определенного хода и усилия. Кроме того, конструкция известного привода предусматривает включение электродвигателя на время, необходимое для перемещения клапана из одного положения в другое, и снабжена механизмом отключения электродвигателя.
Задачей настоящего технического решения является создание простой и надежной конструкции прямоходного привода для управления запорными клапанами с различным ходом и усилием. Для решения поставленной задачи электромеханический привод запорного клапана содержит размещенные внутри корпуса электродвигатель, электронный блок управления, электрически соединенный с моментным выключателем и выключателями концевых положений затвора арматуры клапана, зубчатую цилиндрическую передачу, муфту ограничения крутящего момента, ходовой винт, при этом вал электродвигателя соединен с ведущей шестерней цилиндрической передачи, ведомая шестерня которой через муфту ограничения крутящего момента соединена с ходовым винтом, муфта ограничения крутящего момента содержит подпружиненную поводковую муфту, выполненную с возможностью взаимодействия с моментным выключателем, а ходовой винт соединен с выключателями концевых положений затвора арматуры клапана.
При этом ходовой винт выполнен с возможностью ручного вращения. В частном случае исполнения поводковая муфта представляет собой планшайбу, взаимодействующую с шариками, размещенными в конических углублениях, выполненных в ведущей шестерне цилиндрической передачи. Ходовой винт посредством резьбового соединения соединен с тягой, выполненной с возможностью соединения со штоком запорного клапана.
Электронный блок предназначен для управления электродвигателем, работающем в нормальном рабочем режиме с возможностью дожима клапана по уровню тока электродвигателя. Он также осуществляет сигнализацию и защиту электродвигателя и клапана от перегрузок. При неверной настройке электронного блока или его неисправности, срабатывает механическая муфта ограничения момента (усилия на штоке), которая предохраняет привод и клапан от выхода из строя. В отличие от известной конструкции, заявленный привод управляет запорным клапаном без механического отключения вала электродвигателя в рабочем режиме. Ручной привод не препятствует вращению ходового винта при отключенном двигателе, необходимость в механическом расцеплении электродвигателя и штока отсутствует. Привод не содержит механизмов, ограничивающих применение его конструкции для клапанов с различным ходом и усилием. Новый технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении простоты и надежности привода при расширении возможностей его применения.
Полезная модель иллюстрируется рисунками, где на фиг.1 изображен общий вид привода; на фиг 2 - продольный разрез привода. Привод клапана содержит расположенные в корпусе электродвигатель 1, вал которого соединен с ведущей шестерней 2 зубчатой цилиндрической передачи, ведомая шестерня 3 которой соединена с ходовым винтом 4 через муфту ограничения крутящего момента. Муфта ограничения крутящего момента состоит из муфты верхней 5, планшайбы 6, пружины 7, крышки пружины 8, упорного подшипника 9, муфты настроечной 10 и шариков 11, расположенных в конических углублениях ведомой шестерни 3. Планшайба 6 с пружиной 7, взаимодействующая с шариками 11, расположенными в конических углублениях ведомой шестерни 3, представляет собой поводковую муфту.
Ходовой винт 4 посредством резьбовой втулки 12 связан с подвижной тягой 13, нижняя часть которой предназначена для соединения со штоком управляемого клапана. Подшипниковая опора ходового винта состоит из опоры 14, крышки 15 и упорных подшипников 16 и 17. Тяга 13 имеет удерживающее коромысло 18 с пазами на краях, в которых располагаются две штанги 19. Выключатели концевых положений затвора арматуры клапана 20 (концевые выключатели) располагаются на штанге 21. На коромысле 18 крепится флажок 22, воздействующий на концевые выключатели 20 и стрелка, указывающая через стекло положение тяги привода (не показаны). Настроечная муфта 10 вместе с фланцем 23 располагаются на плите 24, связанной при помощи стоек 25 с платформой 26. К нижней части плиты 24 с помощью кронштейнов 27 с возможностью взаимодействия с планшайбой 6 установлен моментный выключатель 28. К нижней части основания 29 прикреплена стойка 30 и фланец 31, соединяющие привод клапана с корпусом самого переключающего клапана. В противоположной от электродвигателя части привода расположена панель 32 с электронным блоком управления 33, прикрепленная к платформе 26 и основанию 29 привода. В боковой части привода закреплен экран, на котором размещены указатели и световые индикаторы (не показаны). С наружной части привод защищен коробом 34, на боковой части которого находится смотровое окно (не показано). К нижней части основания 29 прикреплен ключ ручного привода 35 с фиксатором 36. Закрытие и открытие затвора арматуры клапана производится с диспетчерского пульта управления.
Сигналы концевых и моментного выключателей подаются на электронный блок управления 33, установленный внутри корпуса привода. Выключатели 20 сигнализируют электронному блоку управления 33 о крайних положениях затвора арматуры клапана. В нормальном рабочем режиме электронный блок управления осуществляет обработку сигналов, управление электродвигателем с возможностью дожима клапана по уровню тока электродвигателя, сигнализацию и защиту электродвигателя и клапана от перегрузок, обеспечивает диагностику, самодиагностику и архив аварий.
Вращение вала электродвигателя через зубчатую цилиндрическую передачу и муфту ограничения крутящего момента преобразуется в вертикальное перемещение ходового винта 4, а тот с помощью тяги резьбовой втулки 12 и тяги 13 производит перемещение затвора арматуры клапана в ту или другую сторону до достижения заданного крутящего момента на ходовом винте, обеспечивающим необходимое усилие в положении ЗАКРЫТО или ОТКРЫТО. В момент достижения заданного крутящего момента на муфте, происходит сжатие пружины, благодаря выходу шариков из конусных углублений ведомой шестерни, которые приподнимают планшайбу, воздействующую на ролик моментного выключателя 28. При ручном управлении затвором арматуры клапана, ключ 35 снимается с фиксатора 36 и устанавливается на 4-гранный конец ходового винта. При совершении необходимого количества оборотов винта происходит полное перемещение затвора арматуры клапана, положение которого можно наблюдать с помощью стрелки через смотровое стекло.
1. Электромеханический привод запорного клапана, содержащий корпус, электродвигатель, вал которого соединен с рабочим элементом, выполненным с возможностью соединения с вертикально перемещаемым штоком запорного клапана, отличающийся тем, что внутри корпуса размещены электродвигатель, электронный блок управления, электрически соединенный с моментным выключателем и выключателями концевых положений затвора арматуры клапана, зубчатая цилиндрическая передача, муфта ограничения крутящего момента, ходовой винт, при этом вал электродвигателя соединен с ведущей шестерней цилиндрической передачи, ведомая шестерня которой через муфту ограничения крутящего момента соединена с ходовым винтом, муфта ограничения крутящего момента содержит подпружиненную поводковую муфту, выполненную с возможностью взаимодействия с моментным выключателем, а ходовой винт соединен с выключателями концевых положений затвора арматуры клапана.
2. Электромеханический привод запорного клапана по п.1, отличающийся тем, что ходовой винт выполнен с возможностью ручного вращения.
3. Электромеханический привод запорного клапана по п.1, отличающийся тем, что поводковая муфта представляет собой планшайбу, взаимодействующую с шариками, размещенными в конических углублениях, выполненных в ведущей шестерне цилиндрической передачи.
4. Электромеханический привод запорного клапана по п.1, отличающийся тем, что ходовой винт посредством резьбового соединения соединен с тягой, выполненной с возможностью соединения со штоком запорного клапана.
