ПНЕВМОПРИВОД

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.