ДВУХСКОРОСТНОЙ ПРИВОД ДЛЯ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в качестве привода для трубопроводной арматуры (ТПА), в частности для больших проходов задвижек различного назначения.
Известен двухскоростной привод для трубопроводной арматуры (см. RU 2416051 С2 F16K 31/05, содержащий зубчатую передачу с низким передаточным числом с ведомым колесом взаимосвязанным со шпинделем трубопроводной арматуры и ведущим колесом управляемым или напрямую 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 относятся низкие потребительские свойства, обусловленные неудобством управления сдвоенным маховиком при работе на высоком передаточном числе (через планетарный механизм), при этом оператор должен управлять прижатыми друг к другу маховиками преодолевая усилие пружины механизма переключение, как при закрытие, так и при открытии ТПА.
Известен также двухскоростной привод для трубопроводной арматуры (см. RU 132855 UI F16K 31/05), прототип, содержащий зубчатую передачу ведомое колесо которой управляет шпинделем ТПА и ведущим колесом управляемым как напрямую через водило, вал переключения с элементами фиксации маховика, так и через планетарный механизм в котором коаксиально размещен вал переключения с внутренним колесом планетарного механизма взаимодействующим через сателлиты с наружным колесом закрепленного в корпусе последнего.
К недостаткам данного устройства следует отнести отсутствие конструктивного решения по установке водила и сателлитов по отношению к корпусу планетарного механизма.
Задачей полезной модели является компактное конструктивное решение позволяющее не только одним движением переходить с одной скорости управления шпинделем ТПА на другую, но и обеспечить минимизированные потери мощности на преодоление трения подвижных частей привода
Поставленная задача решается тем, что двухскоростной привод для трубопроводной арматуры содержащий зубчатую передачу с ведомым колесом управляющим шпинделем трубопроводной арматуры и ведущим колесом управляемым как на прямую через водило, вал переключения с элементами фиксации маховиком, так и через планетарный механизм в котором коаксиально размещен внутри центрального канала водила вал переключения с внутренним колесом планетарного механизма взаимодействующим через сателлиты с наружным колесом планетарного механизма закрепленным в корпусе последнего и сквозной центральный канал водила снабжен внутренней резьбой фиксировано соединений с наружной резьбой ведущего колеса зубчатой передачи и равномерно расположенными по окружности пазами выполненными в наружном круглом ребре водила в которых подвижно-вращательно установлены сателлиты, при этом резьбовой конец водила, взаимодействует с опорой ведущего колеса обладающей коэффициентом трения качения, а противоположной конец также обладает коэффициентом трения качения с опорой, установленной в крышке корпуса планетарного механизма, при этом в круглом ребре водила выполнены три паза.
На фиг. 1 изображен разрез двухскоростного привода с управлением трубопроводной арматурой на прямую через водило; на фиг. 2 вид I на фиг. 1 с управлением трубопроводной арматурой через планетарный механизм; на фиг. 3 разрез по А-А на фиг. 2.
Привод содержит ведомое колесо 1 управляемое шпинделем трубопроводной арматуры (на фиг. не показан) взаимодействующее с ним ведущее колесо 2 с резьбовым концом 3 фиксировано соединенным с водилом 4, в центральном канале 5 которого размещены вал переключения 6 со смонтированным на одном конце рабочим маховиком 7, а на другом внутреннее зубчатое колесо 8 через сателлиты 9 взаимодействующее с неподвижным колесом 10, закрепленным на корпусе планетарного механизма 11. С одной стороны корпус 11 соединен с проставкой 12 и с корпусом привода 13, а с другой стороны с крышкой 14 с размещенной в ней вращающейся опорой 15 для водила 4. В крышке 14 установлен шариковый фиксатор 16 взаимодействующий с канавками 17' и 17'' выполненными на валу переключения 6 имеющим фиксирующий элемент 18, взаимодействующий при переключении скоростей с ответным элементом 19 соединенным коаксиально с водилом 4. А резьбовое соединение резьбового конца 3 ведущего колеса 2 с водилом 4 зафиксировано контргайкой 20. Сателлит 9 установлен подвижно - вращательно в пазах 21 выполненных в наружном круглом ребре 22 водила 4.
Двухскоростной привод работает следующим образом.
Закрытие трубопроводной арматуры (на примере клиновой задвижки)
До соприкосновения уплотнительных полей затвора 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, 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 перемещения клина.
В этом случае шариковый фиксатор 16 находится в канавке 17'', а фиксирующий элемент 18 выполненный в виде шлицов, либо многогранника взаимодействует с ответным элементом 19.
После соприкосновения уплотнительных полей затвора 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 вплоть до создания необходимых для обеспечения герметичности в затворе удельных давлений.
Для данного случая маховик 7 подаем в направлении «от себя» внутреннее зубчатое колесо 8 входит в зацепление с сателлитами 9 и неподвижным колесом 10 закрепленного на корпусе планетарного механизма 11 при этом шариковый фиксатор находится в канавке 17'. В этом положении момент от маховика 7 передается через планетарный механизм на ведущее колесо 2 затем на ведомое колесо 1 и на шпиндель ТПА. При этом передаточное число привода равно произведению передаточных отношений зубчатой передачи и планетарного механизма, обеспечивающие низкую скорость перемещения клина при высоком крутящем моменте.
Таким образом, благодаря фиксированному соединению ведущего колеса с водилом и тому, что последнее выполнено с наружным круглым ребром в пазах которого размещены подвижно-вращательно сателлиты, а оба конца водила взаимодействуют с опорами обладающими коэффициентами трения качения, достигается компактное конструктивное решение позволяющее не только одним движением переходить с одной скорости управления шпинделем ТПА на другую, но и обеспечить минимизированные потери мощности на преодоление трения подвижных частей привода.