Узел обратной связи регулирующего клапана

Полезная модель относится к системам управления регулирующими клапанами трубопроводов текучих сред, в частности посредством передачи обратной пневматической связи посредством узла обратной связи с позиционером, и может быть использована  для модернизации систем управления регулирующими клапанами.
Из уровня техники известны различные варианты реализации обратной связи регулирующего клапана с позиционером. Например, из уровня техники известен узел обратной связи регулирующего клапана в составе устройства позиционирования электрического клапана, которое содержит корпус позиционера электрического клапана, который снабжен возвратным штоком и выпускным отверстием для воздуха позиционера и декомпрессором для фильтрации воздуха, причем исполнительный механизм содержит корпус привода, кронштейн и соединительный стержень. Держатель соединительного стержня проходит от нижней части приводного вала. Соединительный стержень фиксируется в пазу держателя с помощью фиксирующей гайки, расположенной на стержне с возможностью перемещения в пазу держателя при вращении приводного вала, при этом нижний конец приводного вала соединен со штоком клапана [Патент на изобретение №CN101749481, дата публикации 23.06.2010].
Также из уровня техники известен монтажный узел для крепления устройства управления процессом к траверсе привода, содержащий монтажную плиту, имеющую первую сторону для приема устройства управления процессом, а также вторую сторону, расположенную напротив первой стороны, при этом вторая сторона содержит первый зажимной палец, выступающий наружу из второй стороны и конфигурация которого позволяет зажимать первую грань траверсы привода; удлиненный прихват, имеющий второй и третий зажимные пальцы, расположенные вплотную к соответствующим торцам удлиненного прихвата, при этом конфигурация как второго, так и третьего зажимных пальцев позволяет им зажимать вторую грань траверсы привода, противолежащую первой грани, и при этом удлиненный прихват связан с монтажной плитой с возможностью скольжения; и крепежный элемент, положение которого регулируется для возможности сдвига удлиненного прихвата и монтажной плиты по направлению друг к другу таким образом, чтобы второй и третий зажимные пальцы зажимали соответствующие грани траверсы, фиксируя положения монтажной плиты по отношению к траверсе [Патент на изобретение №RU2524327, дата публикации 27.07.2014].
Ближайшим аналогом заявляемой полезной модели является узел клапана, включающий в себя звено обратной связи, которое соединяет шток привода с валом обратной связи для перемещения в ответ на перемещение штока привода. В проиллюстрированном варианте осуществления соединение содержит соединение рычага ползуна, которое вращает вал обратной связи позиционера вокруг своей оси в ответ на перемещение штока привода вдоль своей оси. Вал обратной связи перемещается в ответ на перемещение штока привода, и позиционер выполнен с возможностью определения положения вала обратной связи. Поскольку вал обратной связи связан со штоком привода, который, в свою очередь, связан с корпусом клапана, положение вала обратной связи механически связано или соотносится с положением клапана. Позиционер сконфигурирован для определения положения вала обратной связи и выводит на процессор(ы) управления сигнал положения, представляющий измеренное положение вала обратной связи. Управляющий процессор использует сигнал положения в качестве индикации положения клапана [Патент на изобретение №US10066761B, дата публикации 06.09.2018].
Основным недостатком известных технических решений являются выполнение узлов обратной связи с учетом особенностей конструкции конкретного регулирующего клапана и позиционера, а также низкая прочность известных конструкций узлов обратной связи.
Техническая проблема, на разрешение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в ограниченных эксплуатационных возможностях и низкой прочности узлов обратной связи регулирующих клапанов.
Технический результат заключается в повышении универсальности и надежности конструкции узла обратной связи регулирующего клапана.
Сущность заявляемого устройства заключается в следующем.
Узел обратной связи регулирующего клапана содержит кронштейн и крепление к планке обратной связи позиционера. В отличие от ближайшего аналога, кронштейн выполнен в форме хомута с планкой, на конце которой расположено крепление к планке обратной связи позиционера, при этом длина планки составляет от 10 до 60 см.
Хомут выполнен постоянного диаметра и неразъемно соединен с планкой. Диаметр хомута может быть выполнен любым в зависимости от параметров муфты, соединяющей шток привода и шпиндель регулирующего клапана. Хомут представляет собой петлю с фиксирующим элементом. Фиксирующий элемент может быть выполнен любым известным из уровня техники образом, например, в виде планки, соединяющей концы хомута или дугообразным, при этом образует вместе с хомутом замкнутую фигуру. Соединение фиксатора с хомутом может быть выполнено любым, например, с помощью соосных отверстий и соединительных болтов. Выполнение кронштейна в форме хомута обеспечивает возможность крепления узла обратной связи регулирующего клапана без извлечения остального оборудования из приборного шкафа, таким образом, обеспечивается возможность замены устаревшего оборудования, например, узлов обратной связи регулирующих клапанов с использованием пружины.
Длина планки кронштейна выбрана исходя из размерных характеристик наиболее широко используемых приборных шкафов и позиционеров, а также стандартов размещения оборудования.
Крепление кронштейна к планке обратной связи позиционера может быть выполнено любым известным из уровня техники способом при наличии горизонтального штока, который может быть размещен в планке обратной связи позиционера в качестве ползуна, например, в виде скобы или пластины со штоком.
Дополнительно узел обратной связи может быть снабжен планкой с сигнализаторами на концах, соответствующими крайним положениям клапана и реагирующими на соответствующие перемещения клапана. Планка с сигнализаторами может быть закреплена на креплении кронштейна к планке обратной связи позиционера, например, посредством дополнительной пластины или скобы.
Форма и длина кронштейна обеспечивают возможность использования узла обратной связи при любой конструкции регулирующего клапана и позиционера, а также для замены устаревших узлов обратной связи регулирующих клапанов в условиях ограниченного пространства приборных шкафов, за счет чего обеспечивается повышение универсальности узла обратной связи регулирующего клапана, при этом данные характеристики кронштейна обеспечивают необходимую прочность конструкции, за счет чего достигается технический результат по повышению надежности узла обратной связи регулирующего клапана.
Вышеописанные существенные признаки не известны из уровня техники и обеспечивают достижение заявленного технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Заявляемая полезная модель может быть выполнена известными способами из известных материалов, что обеспечивает ее соответствие критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется следующими чертежами.
Фиг. 1 - вид кронштейна узла обратной связи в изометрии.
Фиг. 2 - вид узла обратной связи с позиционером в крайнем положении клапана.
Фиг. 3 - общий вид узла обратной связи с позиционером.
Шток привода 1 и шпиндель клапана 2 соединены с помощью муфты 10, на которой крепится кронштейн узла обратной связи. Позиционер 6 закреплен неподвижно на монтажной панели 7. Кронштейн узла обратной связи выполнен в форме хомута 3 с планкой 12, дугообразным фиксатором 13 и снабжен креплением к планке 4 со штоком 8. Позиционер снабжен планкой обратной связи 5, жестко закрепленной на валу 9 обратной связи позиционера 6, шток 8 расположен в пазу планки обратной связи.
Принцип действия заявляемой полезной модели заключается в следующем.
Кронштейн узла обратной связи крепится на муфте 10 с помощью фиксатора 13. Позиционер 6 определяет положение клапана (не показано на чертежах) посредством планки обратной связи 5, которая изменяет угол поворота вала обратной связи позиционера 9 посредством штока 8, который перемещается в пазу планки 5 обратной связи позиционера 9. положение клапана (не показано на чертежах) сопоставляется с сигналом задания и позиционер 6 выдает необходимый пневматический сигнал в полость привода для перемещения клапана в заданную точку. Сигнал задания от автоматической системы управления (не показано на чертежах) поступает непосредственно на вход позиционера 6, в свою очередь позиционер 6 сигнализирует о положении клапана. Конечные выключатели 10 сигнализируют о перемещении клапана в крайнее положение.
В случае использования узла обратной связи для замены существующего оборудования длина планки от 10 до 60 см обеспечивает возможность соединения с планкой обратной связи 5 позиционера 6 и корректную работу узла обратной связи при изменении положения регулирующего клапана.