УСТРОЙСТВО РУЧНОГО ПЛАВНОГО ПОВОРОТА ШТОКА

Область использования
Полезная модель относится к машиностроению, а конкретно к устройству ручного плавного поворота штока изделий различного назначения, оборудованных устройствами для ручного управления за счет поворота штока, преимущественно для изделий запорного или регулирующего назначения систем водоснабжения и водяного отопления зданий и сооружений, в частности для поворота штоков кранов, в частности шаровых кранов, клапанов, различных комбинированных изделий, включающих узлы кранов или клапанов, коллекторов с несколькими кранами и тому подобное.
Уровень техники
Известно устройство ручного поворота штока, содержащее корпус, выполненный с возможностью его поворота вручную и имеющий полость, закрытую крышкой со стороны изделия, имеющего шток для ручного поворота, из которого этот шток выступает, а также планетарный механизм, расположенный в полости корпуса и предназначенный для увеличения плавности поворота штока (JP 2011052817 A, МПК F16K 37/00, 2011).
Крышка корпуса имеет отверстие для прохождения элемента изделия, из которого (элемента) шток выступает, выполненное с возможностью фиксации крышки от поворота относительно этого изделия при установке на него устройства ручного поворота штока.
Планетарный механизм включает:
- зубчатый венец, выполненный на корпусе с обращенными внутрь полости корпуса зубьями и с расположением геометрической осью на оси вращения штока;
- центральное зубчатое колесо, выполненное с возможностью закрепления на штоке, проходящем через отверстие в крышке, с фиксацией от поворота относительно штока и с возможностью вращения внутри полости корпуса вокруг геометрической оси, совпадающей с осью вращения штока;
- водило с тремя сателлитами, равномерно расположенными по окружности вокруг оси штока, совпадающей с геометрической осью корпуса и осью вращения водила, которые закреплены на водиле с возможностью свободного вращения вокруг осей, параллельных оси вращения штока, и сопряжены зубьями с зубчатым венцом и центральным зубчатым колесом.
Известное решение предусматривает вариант, когда водило выполнено с возможностью закрепления на штоке с фиксацией от поворота относительно него и с возможностью вращения внутри полости корпуса вокруг геометрической оси, совпадающей с осью вращения штока, а центральное зубчатое колесо - выполнено на крышке. В известном решении также предусматриваются различные средства индикации степени поворота штока.
Во всех случаях в известном решении вручную приводится во вращение внешний зубчатый венец, а большую плавность поворота штока могло бы обеспечить ручное приведение во вращение центрального зубчатого колеса.
Кроме того, известное решение предусматривает установку на штоке, которые значительно отстоят от корпуса изделия, имеющего шток для ручного поворота, выступают из длинных патрубков. Для конструкций, которые имеют короткий патрубок и шток, незначительно выступающий из патрубка, как это имеет место в распространенных в настоящее время конструкциях шаровых кранов, такое известное устройство ручного поворота штока использовать не удобно, поскольку поворачиваемый рукой корпус слишком близко расположен к корпусу изделия, который мешает повороту корпуса рукой, особенно в ситуации, когда шток с трудом поворачивается из-за продолжительного использования изделия без управления. В такой ситуации особенно актуален плавный поворот штока за счет повышения крутящего момента и понижения угловой скорости вращения устройством ручного поворота штока.
Сущность полезной модели
Технический результат настоящей полезной модели заключается в расширении арсенала средств ручного поворота штока изделий, оборудованных устройствами с ручным плавным управлением за счет поворота штока, в обеспечении увеличения момента вращения штока, снижении угловой скорости вращения штока, а также в обеспечении удобного использования за счет возможности удаленого расположения вращаемого вручную элемента устройства ручного плавного поворота штока от корпуса изделия, оборудованного штоком ручного управления.
Этот технический результат достигается устройством ручного плавного поворота штока, которое содержит полый корпус с крышкой, закрепленной на корпусе с возможностью свободного вращения и выполненной с возможностью поворота крышки вручную, а также планетарный механизм, включающий:
- зубчатый венец, выполненный на корпусе смежно крышке с обращенными внутрь корпуса зубьями и с расположением геометрической осью на оси вращения крышки относительно корпуса;
- центральное зубчатое колесо, закрепленное на крышке с фиксацией от поворота относительно крышки с геометрической осью на оси вращения крышки относительно корпуса;
- водило с, по меньшей мере, одним закрепленным на нем с возможностью свободного вращения вокруг оси, параллельной оси вращения крышки относительно корпуса, сателлитом, сопряженным зубьями с зубчатым венцом и центральным зубчатым колесом.
При этом корпус со стороны, противоположной крышке, выполнен с отверстием для прохождения элемента изделия, имеющего шток для ручного поворота, из которого этот шток выступает, и фиксации корпуса от поворота относительно этого изделия, а водило проходит через зону расположения этого отверстия, где выполнено с расположенными на оси вращения крышки относительно корпуса элементами для закрепления на штоке с фиксацией от поворота относительно него и с возможностью вращения внутри полости корпуса вокруг геометрической оси, совпадающей с осью вращения крышки относительно корпуса. Кроме того, водило выполнено с центральным выступом с гнездом, обращенным полостью к крышке, а на дне гнезда расположены элементы для крепления водила на штоке.
Предпочтительно, когда водило выполнено с четырьмя расположенными равномерно по окружности сателлитами.
В наилучшем варианте осуществления полезной модели корпус выполнен с наружной поверхностью, сужающейся в сторону с отверстием для прохождения элемента изделия, имеющего шток для ручного поворота.
Крышка может быть выполнена со стороны в полость корпуса с центральным выступом, имеющим форму с продольными гранями, а на центральный выступ одето отверстием со сходной поперечному сечению центрального выступа формой и зафиксировано центральное зубчатое колесо.
Осуществление полезной модели
Возможность осуществления технического решения подтверждается конкретным примером выполнения устройства ручного плавного поворота штока, который проиллюстрирован графическими материалами:
- на фиг. 1 показано устройство ручного плавного поворота штока, продольный разрез;
- на фиг. 2 показано схематично устройство ручного плавного поворота штока, вид на корпус со стороны крышки с установленным водилом, центральным зубчатым колесом и сателлитами планетарного механизма.
На чертежах показано смонтированное на шаровом кране 1 устройство ручного плавного поворота штока 2. Корпус 3 шарового крана 1 имеет патрубок 4, через который выходит наружу шток 2. Как уже отмечалось выше, возможно применение устройства ручного плавного поворота штока для изделий иного назначения, которые имеют шток, который необходимо вращать (поворачивать).
Устройство ручного плавного поворота штока 2 содержит полый корпус 5 с крышкой 6, закрепленной на корпусе 5 с возможностью свободного вращения вокруг оси штока 2 и выполненной с возможностью поворота крышки 6 вручную, то есть имеет внешнюю форму, удобную для поворота рукой.
Устройство ручного плавного поворота штока 2 также содержит планетарный механизм, включающий:
- зубчатый венец 7, выполненный на корпусе 5 смежно крышке 6 с обращенными внутрь корпуса 5 зубьями и с расположением геометрической осью на оси вращения крышки 6 относительно корпуса 5,
- центральное зубчатое колесо 8, закрепленное на крышке 6 с фиксацией от поворота относительно крышки 6 с геометрической осью на оси вращения крышки 6 относительно корпуса 5;
- водило 9 с четырьмя закрепленными на нем с возможностью свободного вращения вокруг оси, параллельной оси вращения крышки 6 относительно корпуса 5, сателлитами 10, сопряженным зубьями с зубчатым венцом 7 и центральным зубчатым колесом 8; сателлиты 10 расположены равномерно по окружности.
Корпус 5 со стороны, противоположной крышке 6, выполнен с отверстием 11 для прохождения элемента в виде патрубка 4 изделия в виде шарового крана 1, имеющего шток 2 для ручного поворота, из которого (из патрубка 4) этот шток 2 выступает, и фиксации корпуса 5 от поворота относительно этого изделия в виде шарового крана 1.
Водило 9 проходит через зону 12 расположения этого отверстия 11, где выполнено с расположенными на оси вращения крышки 6 относительно корпуса 5 элементами 13 для закрепления на штоке 2 с фиксацией от поворота относительно него и с возможностью вращения внутри полости корпуса 5 вокруг геометрической оси, совпадающей с осью вращения крышки 6 относительно корпуса 5.
Количество сателлитов 10 может быть иным. Их может быть как больше, так и меньше. Возможно наличие лишь одного сателлита 10.
Корпус 5 выполнен с наружной поверхностью, сужающейся в сторону с отверстием 11. В конкретном примере корпус 5 имеет снаружи форму усеченного конуса. Водило 9 выполнено с центральным выступом 14 с гнездом 15, обращенным полостью к крышке 6. На дне гнезда 15 расположены элементы 16 для крепления водила 9 на штоке 2, которые выполнены в виде боковых граней (на чертежах не показаны) на штоке 2. Соответственно, водило 9 в дне гнезда 15 выполнено с отверстием 17, которое имеет также форму с гранями (на чертежах не показаны), чтоб обеспечить фиксацию от относительного поворота водила 9 относительно штока 2. Этим достигается вращение штока 2 при повороте водила 9. Водило 9 жестко закреплено на штоке 2 гайкой 18.
Аналогично, корпус 5 установлен на патрубок 4, который также имеет снаружи боковые грани (на чертежах не показаны), а отверстие 11 в корпусе 5 имеет также форму с гранями (на чертежах не показаны), чтоб обеспечить фиксацию от относительного поворота корпуса 5 относительно корпуса 3 шарового крана. Дополнительная фиксация корпуса 5 не требуется, поскольку достаточно жесткого крепления водила 9 на штоке 2, как это описано выше.
Для исключения поворота корпуса 5 относительно патрубка 4, а также водила 9 относительно штока 2 могут быть использованы иные широко известные средства.
Крышка 6 выполнена со стороны в полость корпуса 5 с центральным выступом 19, имеющим форму с продольными гранями. На этот центральный выступ 19 одето отверстием 20 (фиг. 2) со сходной поперечному сечению центрального выступа 19 формой и зафиксировано шайбой 21 и фиксатором 22 центральное зубчатое колесо 8.
Благодаря этому обеспечивается совместное вращение крышки 6 и центрального зубчатого колеса 8, которое передается на сателлиты 10, опирающиеся на зубчатый венец 7 корпуса 5, а уже сателлиты 10 передают вращение на водило 9, поскольку вращаются осями вокруг оси штока 2. Поворот водила 9, которое жестко закреплено на штоке 2, обеспечивает вращение штока 2 и, таким образом, плавное управление штоком 2, открывая или закрывая шаровой кран 1.
Крышка 6 зафиксирована на корпусе 5 выступами 23, входящими в кольцевую канавку 24 на внутренней поверхности крышки 5, чем достигается крепление крышки 6 на корпусе 5 и возможность их относительного вращения. Крышка 6 и корпус 5 сопряжены по свободной посадке.
Плавное открытие шарового крана 1 обеспечивается за увеличения крутящего момента, прилагаемого к штоку 2 для его поворота при установке выполненного в соответствии с полезной моделью устройства ручного плавного поворота штока 2. При этом снижается и скорость поворота штока 2. Плавное открытие шарового крана 1 позволяет исключить явление гидроудара в трубопроводе системы водоснабжения или водяного отопления. Для последней это особенно важно, поскольку гидроудар может привести к нежелательным последствиям из-за повреждения радиаторов водяного отопления, особенно при изготовлении последних полностью из алюминиевого сплава. При использовании устройств ручного плавного поворота штока 2, выполненных в соответствии с полезной моделью, на шаровых кранах 1, в некоторых случаях, отпадает необходимость установки в системы трубопроводов водоснабжения или водяного отопления компенсаторов давления, смягчающих (демпфирующих) гидроудар.
Детали устройства ручного плавного поворота штока 2 могут быть изготовлены по известным технологиям из металлических сплавов и/или из полимерных материалов, в зависимости от выполняемых ими функций. Например, корпус 5 и крышка 6 могут быть изготовлены из латуни или из нейлона, а центральное зубчатое колесо 8, сателлиты 10, водило 9 - из алюминиевого сплава (силумин) или из нейлона.
Устройство ручного плавного поворота штока 2 может быть выполнено со средствами индикации степени поворота штока 2, обозначениями открытия или закрытия шарового крана 1 и тому подобное. В частности, устройство ручного плавного поворота штока 2 может быть оборудовано средствами контроля за вращением штока 2, подобными тем, которые описаны в упомянутом выше известном техническом решении (JP 2011052817 A, МПК F16K 37/00, 2011).
Приведенный пример осуществления полезной модели не является исчерпывающим, возможны также иные варианты осуществления полезной модели, соответствующие объему патентных притязаний.