ПРИВОД ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ С УКАЗАТЕЛЕМ ПОЛОЖЕНИЯ ЗАПОРНОГО ОРГАНА

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к оборудованию трубопроводного транспорта и может быть использовано в различных конструкциях управления трубопроводной арматурой - кранами, задвижками и вентилями.
Известен привод трубопроводной арматуры с указателем положения запорного органа, содержащий корпус, размещенную в нем зубчатую ведущую шестерню, которая связана с маховиком, а ведомая установлена на трубчатой ступице с кулачковым торцом и с цевочным колесом, взаимодействующим с шестерней, закрепленной на винте, управляющем гайкой, на которой закреплен указатель, перемещаемый относительно коаксиально охватывающего винт патрона, установленного на крышке параллельно стакану для шпинделя и закрытого прозрачным кожухом, отличающийся тем, что в патроне выполнены две продольные прорези, в которых перемещаются радиальные выступы гайки, соединенные с кольцевым охватывающим патрон указателем, имеющим окна для считывания маркировки, нанесенной на наружной поверхности патрона. На наружную поверхность указателя нанесено светоотражающее покрытие, посередине ее высоты контрастным цветом - узкая полоса, совпадающая в крайних положениях запорного органа с маркировками «О» - открыто и «З» - закрыто (RU №74185).
Известен привод трубопроводной арматуры с указателем положения запорного органа, содержащий корпус, размещенную в нем зубчатую передачу, на ведущей шестерне которой установлен маховик, а ведомая соосно закреплена на полом выходном валу, один торец которого имеет кулачковую муфту, а противоположный взаимодействует с выемкой крышки, снабженной стаканом для размещения в нем выдвижной части шпинделя, отличающийся тем, что в крышке редуктора установлен стакан с выемкой, по замаркированной плоскости которой перемещается указатель хода, соединенный с гайкой, взаимодействующей с винтом, коаксиально закрепленным с возможностью вращения в стакане, на нижнем конце винта расположено сменное зубчатое колесо, входящее в зацепление с цевочным колесом, соосно смонтированным на выходном валу редуктора. Замаркированная плоскость выемки стакана расположена в плоскости, параллельной плоскости вращения маховика и закрыта прозрачным кожухом (RU №65606, прототип).
Недостатками этих приводов являются низкая надежность, обусловленная сложностью конструкции, большим количеством наружных стыков, способных увеличить воздействие неблагоприятных наружных климатических и иных факторов, большие вес и габариты, не достаточная зона обзора указателя, поскольку труба крышки с одной стороны загораживает кожух, большая себестоимость.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного привода управления трубопроводной арматурой и расширение арсенала приводов управления трубопроводной арматурой.
Технический результат полезной модели состоит в повышении надежности, расширении регулировочных возможностей, упрощении конструкции, сокращении количества наружных стыков, увеличение зоны обзора указателя, снижении себестоимости, уменьшении веса и сокращении габаритов.
Сущность полезной модели состоит в том, что привод трубопроводной арматуры содержит корпус, с закрепленными на нем крышкой в виде трубы и съемным кронштейном, установленную в корпусе коническую зубчатую передачу, состоящую из ведущего вала-шестерни и ведомого зубчатого колеса, соединенного с выходным валом, который имеет на одном конце муфту с торцевыми кулачками для передачи крутящего момента запорному органу арматуры, а также размещенный на крышке корпуса указатель положения запорного органа арматуры с кожухом и винтовой передачей, на гайке которой установлен подвижный элемент с возможностью перемещения в пазу вдоль шкалы, при этом выходной вал снабжен дополнительными кулачками, соединенными с кожухом указателя положения запорного органа, выполненным в виде полого вала с наружной винтовой резьбой, концентрично установленного внутри крышки, гайка установлена на полом валу, а паз со шкалой выполнены на крышке.
Предпочтительно, полый вал указателя снабжен опорой в виде ступенчатой втулки, установленной в глухом торце крышки, крышка снабжена уплотнением, размещенным в зазоре между полым валом и трубой и выполненным в виде уплотнителя из группы: щелевой, лабиринтный, манжетный, кольцевой, шкала указателя выполнена универсальной для нескольких диапазонов отсчета положения запорного органа, труба и полый вал выполнены с длиной, выбранной из условия возможности размещения в последнем выдвижной части шпинделя трубопроводной арматуры.
Кроме того, коническая передача может быть выполнена в виде конической гипоидной передачи или может быть выполнена в виде конической передачи с винтовыми зубьями.
На чертеже фиг.1 изображен разрез привода трубопроводной арматуры, на фиг.2 - вид на привод со стороны шкалы ведущего вала.
Привод состоит из корпуса 1, крышки 16 в виде трубы 19 и съемного кронштейна 2, закрепленного на корпусе 1. В корпусе 1 и съемном кронштейне 2 размещена зубчатая коническая гипоидная передача (или, эквивалентно, коническая передача с винтовыми зубьями). Коническая зубчатая передача состоит из ведущего вала-шестерни 3 и ведомого зубчатого колеса 4. Ведущий вал-шестерня 3 установлен в коническом 5 и упорном 6 подшипниках качения и цилиндрическом подшипнике 7 качения (возможно, выполнение подшипника 7 в виде подшипника скольжения). Ведущий вал-шестерня 3 имеет прямобочные шлицы 8, на которые установлена шлицевая втулка 9 с наружным шестигранником 10. На наружный шестигранник 10 шлицевой втулки 9 устанавливается маховик или штурвал ручного управления (не изображен). При исполнении кронштейна 2 с фланцем (не изображено) возможно присоединение электродвигателя. Кольцевая канавка 11 на шестиграннике 10 предназначена для фиксации маховика на втулке 9.
Ведомое зубчатое колесо 4 соединено болтами 12 с выходным валом 13. Выходной вал 13 имеет на своем нижнем конце муфту с торцовыми кулачками 14 для передачи крутящего момента ходовой гайке задвижки. Выходной вал 13 установлен в подшипнике 15, расположенном в корпусе 1 привода. Подшипник 15 выполняет функцию основной опоры. В качестве второй, поддерживающей, опоры посредством торцовых кулачков используется подшипник арматуры, например, задвижки (не изображен). Возможна установка выходного вала 13 на двух самостоятельных опорах (подшипниках).
На крышке 16 смонтирован соосный указатель положения, состоящий из кожуха в виде полого вала 17, который верхним концом опирается на ступенчатую втулку 18, установленную в глухом торце трубы 19 крышки 16, а нижним концом установлен на цилиндрическую проточку (не обозначена) выходного вала 13, при этом полый вал 17 на своем нижнем торце имеет пазы, входящие в зацепление с торцовыми кулачками 20, выполненными на верхнем торце выходного вала 13. Труба 19 крышки 16 и полый вал 17 выполнены с длиной, выбранной из условия возможности размещения в последнем выдвижной части шпинделя трубопроводной арматуры.
На резьбе, выполненной на наружной поверхности полого вала 17, смонтирована гайка 21 с закрепленным на ней подвижным элементом 22 указателя, который одновременно размещается в продольном пазу 23 трубы 19 крышки 16. Около продольного паза 23 на трубе 19 крышки 16 нанесены риски и буквы шкалы 24. Буква «З» обозначает «закрыто» (внизу крышки 16), буква «О» - «открыто» (вверху крышки 16). Около букв «О» могут быть нанесены числа, указывающие величину условного прохода задвижки, или величину перемещения запорного органа задвижки.
На наружной поверхности полого вала 17, в его нижней части, установлено уплотнение - уплотнитель 25 крышки 16, который может быть щелевой, лабиринтный, с манжетами, уплотнительными кольцами и т.д., защищающий внутреннюю полость привода от загрязнений.
Совокупность гайки 21, закрепленного на ней подвижного элемента 22 указателя, трубы 19 с рисками, буквами и числами шкалы 24, и полого вала 17, имеющего резьбу с шагом, отношение величины которого к величине шага резьбы на шпинделе задвижки задает величину передаточного отношения (пропорцию) на величину перемещения подвижного элемента 22 указателя на приводе относительно величины перемещения запорного органа задвижки, образует соосный универсальный указатель положения запорного органа арматуры.
Привод трубопроводной арматуры работает следующим образом.
Крутящий момент, развиваемый оператором (или электродвигателем), от маховика (или от кулачковой муфты), передается шлицевой втулке 9 через ее наружный шестигранник 10. Далее, от шлицевой втулки 9 через прямобочные шлицы 8 крутящий момент передается валу-шестерне 3. От вала-шестерни 3 через гипоидное коническое зацепление (или коническое зацепление с винтовым зубом), крутящий момент передается ведомому зубчатому колесу 4 и соединенному с ним болтами 12 выходному валу 13, на нижнем конце которого выполнена муфта с торцовыми кулачками 14. Через торцовые кулачки 14 муфты выходного вала 13 крутящий момент передается ходовой гайке трубопроводной арматуры, которая, в свою очередь, приводит в движение запорное устройство (исполнительный орган) задвижки (не изображено).
Одновременно и синхронно с вращением выходного вала 13 (также синхронно с ходовой гайкой задвижки) за счет верхних торцовых кулачков 20 выходного вала 13 вращается полый вал 17, расположенный в крышке 16 привода и опирающийся нижним концом на цилиндрическую проточку выходного вала 13, а верхним концом - на выступ втулки 18. По наружной резьбе полого вала 17 синхронно с перемещением исполнительного органа задвижки и пропорционально величине перемещения этого исполнительного органа задвижки перемещается гайка 21 с закрепленным на ней подвижным элементом 22 указателя. Подвижный элемент 22 указателя, перемещаясь по продольному пазу 23 на боковой поверхности трубы 19 крышки 16, своим расположением относительно рисок шкалы 24, нанесенных около продольного паза 23, и нанесенными около них буквами «З» и «О» (и числами), дает информацию о положении запорного органа в задвижке.
В результате создания настоящего привода, оснащенного крышкой с соосным универсальным указателем, достигается:
- простота конструкции;
- работа привода с указателем в любом положении;
- хорошая информативность указателя;
- не требуется никакой настройки указателя при монтаже и наладки во время эксплуатации. Достаточно смонтировать привод с указателем положения, предварительно установленным в положение «З», на предварительно закрытую задвижку. При этом условии будет обеспечена полная синхронность перемещений указателя положения в крышке привода и запорного органа задвижки во всем диапазоне их перемещений;
- возможность применения с равным успехом и для задвижек с не выдвижными шпинделями. (В этом случае несколько уменьшаются габариты крышки с указателем положения, так как отпадает необходимость в дополнительном месте для размещения шпинделя).
- возможность изготовления универсальных приводов, которые могут применяться для нескольких условных проходов трубопроводной арматуры (для уменьшения номенклатуры выпускаемых и используемых крышек-указателей) см. прилагаемый чертеж;
- выбором величины шага резьбы на валу 17 можно масштабировать величину хода подвижного элемента 22 указателя по отношению к величине хода запорного органа задвижки, что дает возможность выбора оптимальной длины хода подвижного элемента 22 указателя при сохранении хорошей информативности указателя (т.е. увеличить или уменьшить длину хода подвижного элемента 22 указателя положения по отношению к длине хода запорного органа задвижки). Это особенно важно при комплектовании приводами задвижек с большими величинами условных проходов, а также при размещении задвижек с установленными на них приводами в ограниченном по высоте пространстве;
- изготавливать крышки с указателем для каждой величины условного прохода из стандартного ряда проходов (невысокая трудоемкость, малое число деталей и высокая универсальность (унификация) в применении;
- изготавливать универсальные (унифицированные) крышки с указателем положения для нескольких величин условных проходов задвижек одновременно.
Таким образом, создан эффективный привод управления трубопроводной арматурой и расширен арсенал приводов управления трубопроводной арматурой.
При этом повышена надежность, расширены регулировочные возможности, упрощена конструкция, сокращено количество наружных стыков, увеличена зоны обзора указателя, снижена себестоимость, уменьшен вес и сокращены габариты.