ДВУХСКОРОСТНОЙ ПРИВОД ДЛЯ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве привода для трубопроводной арматуры (ТА), в частности для запорных и запорно-регулирующих задвижек больших проходов.
Известен двухскоростной привод (см. RU 2378556 С2 F16K 31/53), содержащий зубчатую понижающую передачу с ведомым колесом взаимодействующим со шпинделем трубопроводной арматуры и ведущим колесом, управляемым через механизм переключения тягой связанной с внутренним маховиком, охватываемой полым валом управляемым наружным маховиком, при этом на полом валу установлена коническая передача выходной вал которой кинематически связан с повышающей передачей, управляющей шпинделем трубопроводной арматуры.
К недостаткам известного решения относится невозможность совмещения зубчатой передачи с повышенным передаточным числом с другими видами зубчатых передач с низким передаточным числом, например цилиндрической, что снижает потребительские свойства привода.
Известен также двухскоростной привод для трубопроводной арматуры (см. RU 2416051 С2 F16K 31/05), прототип, содержащий зубчатую передачу с низким передаточным числом с ведомым колесом взаимосвязанным со шпинделем трубопроводной арматуры и ведущим колесом управляемым или на прямую или через планетарный механизм двумя маховиками, при чем центральный маховик размещен между сдвоенными спицами рабочего маховика и управляет посредством вала пропущенного через водило переключающим устройством, а рабочий маховик закреплен на водиле планетарного механизма, центральное зубчатое колесо которого соединено с корпусом.
К недостаткам данного устройства следует отнести также низкие потребительские свойства обусловленные неудобством управления сдвоенным маховиком при работе на высоком передаточном числе через планетарный механизм, при этом оператору необходимо управлять прижатыми друг к другу маховиками преодолевая усилие пружины механизма переключения, как при закрытии, так и при открытии трубопроводной арматуры.
Технической задачей решаемой в предлагаемом устройстве является повышение потребительских свойств двухскоростного привода путем исключения управления приводом сдвоенным маховиком.
Поставленная задача решается тем, что двухскоростной привод для трубопроводной арматуры, содержащий зубчатую передачу, например коническую, либо гипоидную с ведомым колесом взаимосвязанным со шпинделем трубопроводной арматуры и ведущим колесом управляемым как напрямую, так и через с закрепленным на корпусе центральным зубчатым колесом планетарный механизм, коаксиально в котором размещен вал переключения и водило подвижно вращательно связано с ведущим колесом зубчатой передачи, а на валу переключения на одном конце закреплено внутреннее колесо планетарного механизма, на противоположном рабочий маховик, а между ними размещены элементы фиксации вала переключения с водилом и вала переключения с корпусом.
На чертеже изображена схема двухскоростного привода для трубопроводной арматуры с конической передачей.
Привод состоит из ведомого колеса 1 взаимосвязанного со шпинделем 2 трубопроводной арматуры (на схеме не показано), ведущего колеса 3 соединенного подвижно вращательно посредством, например шлицевого соединения 4 с водилом 5 планетарного механизма & в корпусе 7 которого закреплено центральное зубчатое колесо 8 связанное через сателлиты 9 с внутренним колесом 10 установленным на валу переключения 11 управляемым рабочим маховиком 12, между последними на валу переключения 11 размещены элемент фиксации 13 с водилом 5, например шлицевое соединение и элементы фиксации 14-1 и 14-2 с корпусом с возможностью вращения, например, подпружиненный шарик и канавки на валу переключения 11.
Заявляемый привод работает следующим образом.
Закрытие трубопроводной арматуры (либо клиновой задвижки/ либо клапана) в период прохождения рабочей среды через проходной канал ТА.
До соприкосновения уплотнительных полей затвора ТА на шпиндель необходимо приложить суммарное усилие, слагаемое из усилия затрачиваемого на преодоление давления рабочей среды на площадь сечения шпинделя/ преодоление силы трения в сальниковом уплотнении, преодоление силы трения между направляющими корпуса и клина (для клиновой задвижки), преодоление сил трения в узле привода и резьбовой паре «шпиндель-втулка ходовая». Для преодоления этого суммарного усилия предназначена первая (низшая) ступень привода с высокой скоростью, либо коническая, либо червячная зубчатая передача.
В этом случае вал переключения 11 находится в положении фиксации водила 5 и элемента фиксации 14-1 с корпусом 7. Посредством вращения рабочего маховика 12 крутящий момент через элемент фиксации 13, водило 5, соединение 4 передается на ведущее колесо 3, ведомое колесо 1 и на шпиндель 2 ТА.
После соприкосновения уплотнительных полей затвора ТА усилие, необходимое для преодоления силы трения между направляющими корпуса и клином (для клиновых задвижек), исчезает из-за появления зазора между направляющими корпуса и направляющими клина, а появляется увеличивающееся по мере опускания клина усилие, необходимое для преодоления силы трения между одной или обеими сторонами пар уплотнительных полей затвора ТА, вплоть до создания необходимых для обеспечения герметичности в затворе ТА удельных давлений.
Для данного случая маховик 12 подаем в направлении «от себя» внутреннее колесо 10 входит в зацепление с сателлитами 9 планетарного механизма 6, элемент фиксации 13 разъединяется, а элемент фиксации 14-2 фиксирует вал переключения 11 с корпусом 7. В этом положении момент от маховика 12 через внутреннее колесо 10, сателлита 9, водило 5, передается на ведущее колесо 3, затем на ведомое колесо 1 и на шпиндель 2 ТА. В этом случае передаточное отношение привода равно произведению передаточных отношений зубчатой передачи и планетарного механизма обеспечивающее низкую скорость при высоком крутящем моменте.
Открытие затвора ТА производится в обратном порядке, то есть вал переключения находится в элементе фиксации с корпусом 14-2 и момент на шпиндель 2 ТА передается через планетарный механизм и зубчатую передачу.
После размыкания уплотнительных полей затвора ТА маховик 12 подаем движением «на себя» и вводим в зацепление элементы фиксации 13 и 14-1 и момент от маховика 12 передается на прямую через водило 5 соединения 4 на ведущее колесо 3 и ведомое 1 зубчатой передачи, затем на шпиндель 2 ТА и производим полное открытие затвора ТА малым моментом на повышенной скорости подъема затвора ТА.
Таким образом, благодаря тому, что ведущее колесо зубчатой передачи связано подвижно вращательно с водилом внутри которого коаксиально размещен вал переключения, а на последнем последовательно установлено внутреннее колесо планетарного механизма, элемент фиксации водила, элемент фиксации с корпусом с возможностью вращения относительно корпуса и рабочий маховик, все это позволяет не только производить управление ТА, но и производить переключение скоростей по управлению ТА одним маховиком. То есть оператор при положении рабочего маховика «на себя» управляет низким передаточным числом (высокая скорость), а при положении рабочего маховика «от себя» - высоким передаточным числом (низкая скорость), это не что иное как повышение потребительских свойств привода.