Пневмопривод

Техническое решение относится к машино- и приборостроению, в частности, к объемным пневматическим приводам, и предназначено для «закрытия»-«открытия» трубопроводной арматуры, в частности, задвижек клиновых с выдвижным шпинделем, с диаметром условного прохода Ду, мм, от 50 до 500, при местном либо дистанционном электропневматическом управлении в схемах автоматического и автоматизированного распределения и регулирования материальных потоков нефтехимических и химических производств, обеспечивая взрывобезопасность. Пневмопривод - пневматический исполнительный механизм двойного действия, оснащается ручным дублером и ручным переключателем пневмораспределителя для ситуаций отсутствия управляющих сигналов и отсутствия питания сжатого воздуха. Пневмопривод прост и надежен в эксплуатации.

Техническое решение относится к машино- и приборостроению, в частности, к объемным пневматическим приводам, и может быть применено для закрытия-открытия трубопроводной арматуры, в частности, задвижек клиновых с выдвижным шпинделем, при местном либо дистанционном управлении в схемах автоматического и автоматизированного распределения и регулирования материальных потоков нефтехимических и химических производств, обеспечивая взрывобезопасность.

Известны пневматические (гидравлические) приводы одностороннего действия с ручным дублером:

- содержащий цилиндр с поршнем, взаимодействующим с подпружиненным штоком исполнительного органа, который связан со штоком ручного дублера, установленного с возможностью возвратно-поступательного перемещения, привод снабжен втулкой, жестко связанной со штоком дублера и взаимодействующей с торцом пружины возврата для создания ее предварительно напряжения при работе привода от рабочей среды и для снятия этого напряжения при работе привода от ручного дублера, причем в поршне может быть выполнено центральное отверстие, в котором установлен с возможностью осевого перемещения шток исполнительного органа, снабженный буртом, взаимодействующим с поршнем [Авт. свид. СССР №420809 от 26.02.1971, МПК F 15 В 13/10 и зависимое от него авт. свид. СССР №853211 от 26.12.1972, МПК F 15 B 13/10];

- содержащий корпус со штуцером для подачи управляющего давления, в полости которого размещен поршень, один или несколько упругих элементов с возможностью взаимодействия с втулкой, соединенной со штоком ручного дублера и штоком исполнительного органа посредством опоры, выполненной с вертикальными окнами и кольцом, причем в окнах размещены выступы, выполненные на втулке, а кольцо установлено с зазором по отношению к выступам втулки, поршень может быть жестко связан с опорой и штоком исполнительного органа [Патент РФ №2075655 от 29.06.1994, МПК F 15 В 15/00, 13/00].

Известные пневмоприводы обладают отдельными недостатками, - приводы одностороннего действия, в виду чего возникает необходимость дополнительного оснащения их упругими элементами - пружинами возврата.

Известен пневмопривод с ручным дублером, содержащий цилиндр с крышками, расположенный в цилиндре поршень, упругий элемент, ходовую втулку, жестко соединенную с поршнем и проходящую концами сквозь крышки, шпиндель, контактирующий с направляющим элементом, в котором он зафиксирован от проворота, резьбовую втулку, взаимодействующую со шпинделем и зафиксированную от осевого перемещения относительно ходовой втулки, резьбовая втулка размещена внутри одного конца ходовой втулки, в другом конце которой размещен направляющий элемент, выполненный в виде втулки, при этом упругий элемент установлен в цилиндре, кроме того, шпиндель и резьбовая втулка соединены съемным фиксатором их взаимного расположения [Патент РФ №2073157 от 06.08.1993, МПК F 16 К 31/143].

Известный привод имеет усложненное исполнение за счет целого ряда контактирующих и взаимодействующих сочленений с резьбовой поверхностью для соединения и разъединения захвата с поршнем-штоком.

Известен пневмо- или гидропривод с механическим дублером, содержащий корпус, крышки, размещенный в корпусе поршень-шток,

снабженный упором, взаимодействующим с продольным пазом в корпусе, и резьбовую пару, один элемент которой зафиксирован в корпусе в осевом направлении с возможностью вращения от управляющей рукоятки, другой элемент посредством захвата образует байонетное соединение с поршень-штоком, причем поршень-шток снабжен оппозитным вспомогательным штоком, уплотненным относительно одной из крышек, захват выполнен в виде втулки с Г-образными пазами, гайка резьбовой пары связана с управляющей рукояткой, а винт со втулкой [Патент РФ №1732012 от 06.12.1989, МПК F 15 В 13/10].

Однако, и такой пневмопривод имеет сложную конструкцию, дополнительные вспомогательные штоки, недостаточные надежность и удобство в эксплуатации, для приведения в действие поршень-штока и при использовании ручного дублера выполняются вращательные движения, кроме того, в этом известном пневмоприводе, как и в других известных приводах, дистанционные управляющие воздействия осуществляются по системам регулируемого сжатого воздуха, то есть с запаздыванием, что отрицательно сказывается в ходе эксплуатации и регулирования потоков в трубопроводах.

Задачей предлагаемого технического решения является создание надежной и простой в эксплуатации менее сложной конструкции пневмопривода.

Технический результат - надежная и не сложная конструкция пневмопривода двойного действия с ручным дублером с расширенными возможностями управления и простая в эксплуатации.

Техническая задача решается тем, что пневмопривод содержит корпус в виде пневмоцилиндра с фланцами на торцах, включающего поршневую и штоковую полости, размещенный в цилиндре поршень-шток прямолинейного двустороннего действия, ручной (механический) дублер, блоки дистанционного электропневматического управления и датчиков предельных положений поршень-штока, электропневмопереключатель

блока управления включает пневмораспределитель и пневмоклапаны обеспечения двухпозиционного положения «открыто»-«закрыто» при возвратно-поступательном движении поршень-штока, причем пневмопереключатель и пневмоклапаны соединены вводными приспособлениями, а выходные управляющие каналы электропневмопереключателя соединены с входными каналами управления перемещением поршень-штока, образуя пневматическую схему управления пневмоприводом, обеспечивая управление пневмораспределителем от пневмоклапанов и управление перемещением поршень-штока от пневмораспределителя, при этом управляющий канал поршневой полости цилиндра выполнен в виде сквозного отверстия во фланце поршневой части цилиндра, управляющий канал штоковой полости цилиндра выполнен во фланцах цилиндра в виде переходящих отверстий, соединенных между собой трубкой вне гильзы цилиндра, выставленной с уплотнением подвижного соединения, на каркасе пневмораспределителя установлена коробка соединительная с верхними вводными приспособлениями для соединения с вводными приспособлениями пневмоклапанов и нижним подводом для подключения управляющего кабеля, на каркасе блока датчиков установлена коробка соединительная с вводными приспособлениями, для подключения датчиков, располагаемых внутри блока датчиков, и внешнее вводное приспособление для подключения информационного кабеля, при этом входные и выходные каналы пневмораспределителя и пневмоклапанов оснащены плоскими неподвижными уплотнениям, к тому же ручной дублер, размещенный на каркасе пневмораспределителя соосно поршень-штоку, имеет рычаг-рукоятку, шарнирно связанную со штоком пневмораспределителя посредством толкателя, жестко выставленного на штоке, при этом пневмораспределитель оснащен рукояткой ручного переключения пневмораспредителя.

Техническое решение поясняется на примерах его выполнения. На чертежах изображено:

фиг.1 - пневмопривод, общий вид сбоку;

фиг.2 - пневмопривод, вид сверху;

фиг.3 - блок электропневматического управления, вид А на фиг.1;

фиг.4 - управление перемещением поршень-штока, сечения Б-Б и В-В на фиг.2, поз а) - положение «открыто», поз б) - положение «закрыто»;

фиг.5 - пневматическая схема управления пневмопривода, где: Ц - пневмоцилиндр; Р - пневмораспределитель; К1 и К2 - пневмоклапана, положение «закрыто».

Пневмопривод содержит пневмоцилиндр 1, поршневую полость 2 и штоковую полость 3 цилиндра 1, фланцы 4 и 5 на торцах цилиндра, поршень-шток 6 двустороннего действия, ручной (механический) дублер 7 с рычагом-рукояткой 8 дублера 7, блок 9 дистанционного электропневматического управления с электропневмопереключателем 10, пневмораспределителем 11, пневмоклапанами закрывания 12 и открывания 13, коробкой соединительной 14 с верхними вводными приспособлениями 15 и 16 подсоединения к вводным приспособлениям 17 и 18 пневмоклапанов 12 и 13 и нижним вводным приспособлением подключения управляющего электрического кабеля 19, блок 20 датчиков 21 и 22 (например, индуктивных датчиков) предельных положений поршень-штока 6, коробкой соединительной 23 с вводными приспособлениями 24 и 25 подключения датчиков 21 и 22 и внешнее вводное приспособление подключения информационного кабеля 26, управляющий канал 27 поршневой полости 2 цилиндра, управляющий канал 28 штоковой полости 3 цилиндра, включающий отверстия-переходы 29 через фланец 4 и отверстия-переходы 30 через фланец 5, соединительную трубку 31, уплотнения 32 подвижного соединения, плоские неподвижные уплотнения 33 и рукоятку 34 ручного переключения пневмораспредителя 11.

Пневмопривод работает следующим образом.

Для перемещения поршень-штока в положение «открыто» управляющий сигнал через соединительную коробку подается на соответствующий пневмоклапан, после переключения пневмоклапана

управляющее давление воздуха поступает в пневмораспределитель, откуда по системе отверстий-переходов направляется в штоковую полость цилиндра, перемещая поршень-шток в положение «открыто», при достижении которого с соответствующего датчика поступает информационный сигнал об отключении пневмоклапана.

Для перемещения поршень-штока в положение «закрыто» управляющий сигнал через соединительную коробку подается на соответствующий пневмоклапан, после переключения пневмоклапана управляющее давление воздуха поступает в пневмораспределитель, откуда по системе отверстий-переходов направляется в поршневую полость цилиндра, перемещая поршень-шток в положение «закрыто», при достижении которого с соответствующего датчика поступает информационный сигнал об отключении пневмоклапана.

При этом могут применяться, в дистанционном управлении пневмоцилиндром привода двухпозиционный распределитель, управляющий электрический кабель и его вводное приспособление, с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка», входные цепи индуктивных датчиков, переключающие усилители, информационный кабель и его вводное приспособление, с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая сеть», в соответствии с ГОСТ Р 51330-99.

Рукоятка ручного переключения пневмораспределителя предназначена для использования в ситуациях отсутствия управляющих сигналов. Рычаг-рукоятка ручного дублера предназначен для использования в ситуациях отсутствия питания в силовой системе сжатого воздуха.

1. Пневмопривод двустороннего действия с ручным (механическим) дублером, содержащий корпус в виде пневмоцилиндра с фланцами на торцах, размещенный в цилиндре поршень-шток прямолинейного поступательно-возвратного движения двухпозиционного управления «открыто»-«закрыто», отличающийся тем, что пневмопривод оснащен блоками дистанционного электропневматического управления и датчиков предельных положений поршень-штока, электропневмопереключатель блока управления содержит пневмораспределитель и пневмоклапаны, соединенные вводными приспособлениями, причем выходные управляющие каналы пневмопереключателя соединены с входными каналами управления перемещением поршень-штока, образуя пневматическую схему управления пневмоприводом, обеспечивая управление пневмораспределителем от пневмоклапанов и управление перемещением поршень-штоком от пневмораспределителя, при этом управляющий канал поршневой полости цилиндра выполнен в виде сквозного отверстия-перехода во фланце цилиндра, управляющий канал штоковой полости цилиндра выполнен во фланцах цилиндра в виде отверстий-переходов, соединенных между собой трубкой вне гильзы цилиндра, выставленной с уплотнением подвижного соединения.

2. Пневмопривод по п.1, отличающийся тем, что на каркасе пневмораспределителя установлена коробка соединительная с верхними вводными приспособлениями для соединения с вводными приспособлениями пневмоклапанов и нижним подводом для подключения управляющего кабеля.

3. Пневмопривод по п.1, отличающийся тем, что на каркасе блока датчиков установлена коробка соединительная с вводными устройствами для подключения датчиков, которые располагаются внутри блока датчиков, и внешнее вводное приспособление для подключения информационного кабеля.

4. Пневмопривод по п.1, отличающийся тем, что входные и выходные каналы пневмораспределителя и пневмоклапанов оснащены плоскими неподвижными уплотнениями.

5. Пневмопривод по п.1, отличающийся тем, что пневмораспределитель дополнительно оснащен рукояткой ручного переключения пневмораспредителя.

6. Пневмопривод по п.1, отличающийся тем, что ручной дублер, размещенный на каркасе пневмораспределителя соосно поршень-штоку, имеет шарнирно установленную рычаг-рукоятку, жестко связанную с толкателем пневмораспределителя.

7. Пневмопривод по п.1, отличающийся тем, что применяются индуктивные датчики предельных положений.

8. Пневмопривод по пп.1 и 7, отличающийся тем, что блоки дистанционного электропневматического управления и входные цепи индуктивных датчиков предельных положений и их управляющие и информационные электрические кабели имеют вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» и «искробезопасная электрическая сеть».