Пневмопривод

Пневмопривод содержит исполнительный пневмоцилиндр с наружной гильзой 1, поршнем 2 и штоком 3, концевые выключатели 4,5, подключенные электрическими цепями 6,7 к пульту управления, и распределительное устройство 8 с дросселем 9 и двухпозиционными пневмораспределителями 10, 11, 12, 13 линия 14 нагнетания с обратным клапаном 15 и линия 16 сброса рабой среды. Распределительное устройство 8 выполнено с первым и вторым двухпозиционными нормальнозакрытыми пневмораспределителями 10, 11 с электроуправлением, подключенными к пульту управления, и с третьим и четвертым трехлинейными пневмораспределителями 12, 13, выполненными с полостями пневматического управления, соединенными между собой и с входами первого и второго пневмораспределителей 10, 11. Другой вход пневмораспределителя 10 соединен с линией 14 нагнетания, а второго - с линией 16 сброса. Управляющий вход третьего пневмораспределителя 12 соединен с поршневой полостью 17 пневмоцилиндра, управляющий вход четвертого пневмораспределителя 13 соединен со штоковой полостью 18 пневмоцилиндра, нормальнозакрытый вход третьего и нормальнооткрытый вход четвертого пневмораспределителей 12, 13 соединены между собой и, через обратный клапан 15, - с линией 14 нагнетания, а нормальнооткрытый вход третьего и нормальнозакрытый вход четвертого пневмораспределителей 12, 13 соединены с линией 16 сброса. Полости пневматического управления третьего и четвертого пневмораспределителей 12, 13 соединены через дроссель 9 с поршневой полостью 17 пневмоцилиндра. Гильза 1 пневмоцилиндра выполнена со штоковой полостью 27, в которой установлены перегородка 18 и ограничитель выдвижения штока 3 в виде внутренней полой гильзы 19 с дополнительным поршнем 20. Длина гильзы 19 превышает длину хода поршня 20. Пневмопривод снабжен пневмоаккумулятором. При этом обеспечены упрощение конструкции, повышение быстродействия, повышение безопасности и надежности.

Пневмопривод двухстороннего действия предназначен для использования в качестве силового привода в технологических и вспомогательных механизмах различных групп оборудования. Производственное обозначение - ЦКБ ЛО96.501.

Известны пневмоприводы различного исполнения: SU 1800159, RU 59172, 2190785, 2198102, 2206692, 2211383, 2259927, 2313457, US 6003428, 6802242, 2007/0283802, DE 2334413, 2841733, 3234615, 4230049, 20318899, GB 2358220, JP 2003-137087, EP 0180030.

Известен 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», 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 (RU 59172).

В качестве ближайшего аналога (прототипа) может быть выбран пневмопривод, содержащий исполнительный пневмоцилиндр с гильзой, поршнем и штоком, концевые выключатели, подключенные к пульту управления, и распределительное устройство с дросселями и двухпозиционными пневмораспределителями, линии нагнетания с обратными клапанами и линия сброса рабой среды (SU 1800159, прототип).

Недостатками известных пневмоприводов являются сложность конструкции, низкое быстродействие, низкие безопасность надежность, поскольку не исключено переключение пневмораспределителей при отсутствии давления в линии нагнетания.

Технической задачей полезной модели является создание эффективного пневмопривода и расширение арсенала пневмоприводов.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной зажачи состоит в упрощении конструкции благодаря минимизации протяженности линий пневмоуправления пневмораспределителями, повышении быстродействия благодаря управлению с пульта, соединенного одновременно с концевыми выключателями и пневмораспределителями с электроуправлением, повышении безопасности и надежности, поскольку исключено переключение пневмораспределителей при отсутствии давления в линии нагнетания, обеспечено демпфирование выходного штока пневмопривода.

Сущность полезной модели состоит в том, что пневмопривод содержит исполнительный пневмоцилиндр с гильзой, поршнем и штоком, концевые выключатели, подключенные к пульту управления, и распределительное устройство с дросселем и двухпозиционными пневмораспределителями, линия нагнетания с обратным клапаном и линия сброса рабой среды, указанное распределительное устройство выполнено с первым и вторым двухпозиционными нормальнозакрытыми пневмораспределителями с электроуправлением, подключенными к пульту управления, и с третьим и четвертым трехлинейными пневмораспределителями, выполненными с полостями пневматического управления, соединенными между собой и с входами первого и второго пневмораспределителей, другой вход первого из которых соединен с линией нагнетания, а второго - с линией сброса, при этом управляющий вход третьего пневмораспределителя соединен с поршневой полостью пневмоцилиндра, управляющий вход четвертого пневмораспределителя соединен со штоковой полостью пневмоцилиндра, нормальнозакрытый вход третьего и нормальнооткрытый вход четвертого пневмораспределителей соединены между собой и, через обратный клапан, - с линией нагнетания, а нормальнооткрытый вход третьего и нормальнозакрытый вход четвертого пневмораспределителей соединены с линией сброса.

Предпочтительно полости пневматического управления третьего и четвертого пневмораспределителей соединены через дроссель с поршневой полостью пневмоцилиндра, гильза пневмоцилиндра выполнена с перегородкой и снабжен ограничителем выдвижения штока в виде полой внутренней гильзы с дополнительным поршнем, установленными с возможностью перемещения в отверстии перегородки вдоль штока. Пневмопривод снабжен пневмоаккумулятором, подключенным к нормальнозакрытому входу третьего и нормальнооткрытому входу четвертого пневмораспределителей, соединенным с линией нагнетания, пневмоаккумулятор может быть выполнен в виде четырех параллельно соединенных баллонов, установленных вокруг пневмоцилиндра, а каждый баллон оснащен краном для слива конденсата.

Одновременно шток пневмоцилиндра снабжен рычагом для взаимодействия с концевыми выключателями.

На чертеже фиг.1 изображена принципиальная схема пневмопривода при втянутом штоке, на фиг.2 - принципиальная схема пневмопривода при выдвинутом штоке, на фиг.3 - вид на пневмопривод с торца.

Пневмопривод содержит исполнительный пневмоцилиндр с наружной гильзой 1, поршнем 2 и штоком 3, концевые выключатели (сигнализаторы крайних положений штока 3) 4, 5, подключенные электрическими цепями 6, 7 к пульту управления, (не изображен) и распределительное устройство 8 с дросселем 9 и двухпозиционными пневмораспределителями 10, 11, 12, 13 линия 14 нагнетания с обратным клапаном 15 и линия 16 сброса рабой среды. Распределительное устройство 8 выполнено с первым и вторым двухпозиционными нормальнозакрытыми пневмораспределителями 10, 11 с электроуправлением, подключенными к пульту управления, и с третьим и четвертым трехлинейными пневмораспределителями 12, 13, выполненными с полостями пневматического управления (не обозначены), соединенными между собой и с входами первого и второго пневмораспределителей 10, 11. Другой вход пневмораспределителя 10 соединен с линией 14 нагнетания, а второго - с линией 16 сброса. Управляющий вход третьего пневмораспределителя 12 соединен с поршневой полостью 17 пневмоцилиндра, управляющий вход четвертого пневмораспределителя 13 соединен со штоковой полостью 18 пневмоцилиндра, нормальнозакрытый вход третьего и нормальнооткрытый вход четвертого пневмораспределителей 12, 13 соединены между собой и, через обратный клапан 15, - с линией 14 нагнетания, а нормальнооткрытый вход третьего и нормальнозакрытый вход четвертого пневмораспределителей 12, 13 соединены с линией 16 сброса.

Предпочтительно полости пневматического управления третьего и четвертого пневмораспределителей 12, 13 соединены через дроссель 9 с поршневой полостью 17 пневмоцилиндра. Гильза 1 пневмоцилиндра выполнена со штоковой полостью 27, в которой установлена перегородка 18 и снабжен ограничителем выдвижения штока 3 в виде внутренней полой гильзы 19 с дополнительным поршнем 20, установленными с возможностью перемещения в отверстии перегородки 18 вдоль штока 3. Гильза 19 установлена с уплотнением по перегородке 18 и зазором по штоку 3 для перепуска сжатого воздуха. Длина гильзы 19 превышает длину хода поршня 20. Пневмопривод снабжен пневмоаккумулятором, подключенным линией 21 к нормальнозакрытому входу третьего и нормальнооткрытому входу четвертого пневмораспределителей 12, 13, соединенным с линией 14 нагнетания. Пневмоаккумулятор выполнен в виде четырех параллельно соединенных баллонов 22, установленных вокруг гильзы 1 пневмоцилиндра, а каждый баллон 22 оснащен краном 23 для слива конденсата и сброса давления рабочей среды при проведении профилактических и ремонтных работ. Шток 3 пневмоцилиндра снабжен рычагом 24 для взаимодействия с концевыми выключателями 4,5. Полости 17, 27 соединены с пневмораспределителями 12, 13 устройства 8 линиями 25, 26.

Пневмопривод работает следующим образом. Пневмопривод обеспечивает прямолинейное возвратно-поступательное движение исполнительных механизмов. Пневмопривод работает на газообразной среде, как правило, на сжатом воздухе давлением от 0,1 до 4,5 МПа при температуре окружающей среды от минус 10 до плюс 115°С и относительной влажности воздуха до 75% при 40°С со скоростью перемещения штока 3 не более 0,5 м/с.Максимальное давление воздуха 5,5 МПа. Пневмопривод может работать на сжатом воздухе не грубее 8 класса загрязненности - для эксплуатации при плюсовых температурах и соответствующего нечетного класса загрязненности, но не грубее 7 класса по ГОСТ 17433 - для эксплуатации при отрицательных температурах. Допускается работа на азоте по ГОСТ 17433-80.

Исходное положение пневмопривода - шток 3 выдвинут.При подаче сжатого воздуха из линии 14 нагнетания он поступает через обратный клапан 15 в пневмораспределительное устройство 8 к пневмораспределителям 10, 12, 13. Пневмораспределитель 13, находится при отсутствии сигнала с пульта управления в открытом положении, так как полости пневматического управления пневмораспределителей 12, 13 соединены через Пневмораспределитель 11 с линией 16, Пройдя через Пневмораспределитель 13 сжатый воздух поступает в линию 26. По зазору в гильзе 19 вдоль штока 3 происходит перепуск сжатого воздуха на другую сторону перегородки 18 под поршень 2. Этим обеспечивается постепенное демпфирование движения поршня 2 и торможение втягивания штока 3 в крайнее втянутое положение. При этом создавется давление в штоковой полости 27 гильзы 1, что приводит к перемещению поршня 2 и втягиванию штока 3.

Одновременно через линию 14 нагнетания создается давление в четырех баллонах 22, расположенных по периметру гильзы 1, которое после снятия давления в линии 14 сохраняется благодаря наличию обратного клапана 15. В результате пневмопривод устанавливается в рабочее положение - шток 3 втянут в гильзу 1. При этом рычаг 24 воздействует на концевой выключатель 4, осуществляя дистанционную сигнализацию крайнего положения штока 3 на пульт управления.

Для перевода пневмопривода в положение - шток 3 выдвинут, с пульта управления на Пневмораспределитель 10 формируется управляющий электрический сигнал, который может быть, предпочтительно, импульсным не менее 0,3÷1 сек. Пневмораспределитель 10 при этом подает сжатый воздух в полости пневматического управления пневмораспределителей 12, 13.

За счет появления давления в полостях пневматического управления пневмораспределители 12, 13 меняют свои положения, в результате чего сжатый воздух через линию 25 подается в поршневую полость 17.

Одновременно с этим через линию 26 сжатый воздух сбрасывается в атмосферу. Это приводит к перемещению поршня 2, и шток 3 выдвигается из гильзы 1 пневмоцилиндра. Одновременно по зазору в гильзе 19 вдоль штока 3 происходит перепуск сжатого воздуха на другую сторону перегородки 18 под поршень 20. Этим обеспечивается постепенное демпфирование движения поршня 2 и торможение выдвижения штока 3 в крайнее выдвинутое положение. Поршень 2 в конце хода поршня 20 упирается в гильзу 19, т.е. удар по наружным поверхностям пневмоцилиндра исключен. При этом рычаг 24 воздействует на концевой выключатель 5, осуществляя дистанционную сигнализацию крайнего положения штока 3 на пульт управления.

Для перевода пневмопривода в исходное положение - шток 3 втянут с пульта управления на пневмораспределитель 11 формируется управляющий электрический сигнал, который может быть, предпочтительно, импульсным не менее 0,3÷1 сек. Пневмораспределитель 11 при этом сбрасывает сжатый воздух из полостях пневматического управления пневмораспределители 12, 13. Пневмораспределители 12, 13 устанавливаются в исходное положение и шток 3 втягивается в гильзу 1. Поршни 2 и 20 перемещаются одновременно в верхнее (по фиг.1, 2) положение.

При прекращении подачи сжатого воздуха из линии 14 пневмопривод сохраняет работоспособность не менее 10 часов удерживает шток (если пневмопривод нагружен растягивающей нагрузкой) во втянутом положении за счет давления в баллонах 22.

Таким образом, создан эффективный пневмопривод и расширен арсенал пневмоприводов. При этом обеспечены упрощение конструкции, повышение быстродействия, повышение безопасности и надежности.

1. Пневмопривод, содержащий исполнительный пневмоцилиндр с гильзой, поршнем и штоком, концевые выключатели, подключенные к пульту управления, и распределительное устройство с дросселем и двухпозиционными пневмораспределителями, линия нагнетания с обратным клапаном и линия сброса рабочей среды, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено с первым и вторым двухпозиционными нормальнозакрытыми пневмораспределителями с электроуправлением, подключенными к пульту управления, и с третьим и четвертым трехлинейными пневмораспределителями, выполненными с полостями пневматического управления, соединенными между собой и с входами первого и второго пневмораспределителей, другой вход первого из которых соединен с линией нагнетания, а второго - с линией сброса, при этом управляющий вход третьего пневмораспределителя соединен с поршневой полостью пневмоцилиндра, управляющий вход четвертого пневмораспределителя соединен со штоковой полостью пневмоцилиндра, нормальнозакрытый вход третьего и нормальнооткрытый вход четвертого пневмораспределителей соединены между собой и, через обратный клапан, - с линией нагнетания, а нормальнооткрытый вход третьего и нормальнозакрытый вход четвертого пневмораспределителей соединены с линией сброса.

2. Пневмопривод по п.1, отличающийся тем, что полости пневматического управления третьего и четвертого пневмораспределителей соединены через дроссель с поршневой полостью пневмоцилиндра.

3. Пневмопривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что гильза пневмоцилиндра выполнена с перегородкой и снабжен ограничителем выдвижения штока в виде полой внутренней гильзы с дополнительным поршнем, установленными с возможностью перемещения в отверстии перегородки вдоль штока.

4. Пневмопривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен пневмоаккумулятором, подключенным к нормальнозакрытому входу третьего и нормальнооткрытому входу четвертого пневмораспределителей, соединенным с линией нагнетания.

5. Пневмопривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что пневмоаккумулятор выполнен в виде четырех параллельно соединенных баллонов, установленных вокруг пневмоцилиндра.

6. Пневмопривод по п.5, отличающийся тем, что каждый баллон оснащен краном для слива конденсата.

7. Пневмопривод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что шток пневмоцилиндра снабжен рычагом для взаимодействия с концевыми выключателями.