ГИДРОПРИВОД ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ
HYDRAULIC DRIVE OF STOP VALVES

Изобретение относится к машиностроению, в частности к запорной трубопроводной арматуре, предназначенной для перекрытия и регулирования потока проходящей среды, и может быть использовано при разработке приводов для задвижек.
Известен гидропривод задвижки, содержащий двухполостный гидроцилиндр с поршнем, шток которого механически связан с задвижкой, расположенной между входным и выходным патрубками, а полости гидроцилиндра соединены через распределитель с входным патрубком и линией слива, при этом поршень снабжен стержнем, установленным соосно ему (а.с. СССР N 1420293, кл. F16K 47/02, 1988).
Причиной ограниченных технологических возможностей известного гидропривода является выпуск среды в атмосферу и отсутствие средств фиксации задвижки в промежуточных положениях, т.е. невозможность регулирования проходного сечения задвижки.
Известен гидропривод задвижки, содержащий двухполостный гидроцилиндр с поршнем, шток которого механически связан с задвижкой, расположенной между входным и выходным патрубками, а полости гидроцилиндра соединены через распределитель с входным патрубком и линией слива, при этом он снабжен аккумулятором и обратным клапаном, причем линия слива соединена с полостью аккумулятора, а через обратный клапан - с входным патрубком (Патент РФ 2052701, МПК F16K 31/122).
Указанный гидропривод действует следующим образом.
Для открытия задвижки включают распределитель. Жидкая среда из патрубка поступает в подпоршневую полость и начинает сливаться из надпоршневой полости по линии через клапан в патрубок. Когда давление в патрубке начнет превышать давление в линии, клапан закроется и слив среды будет происходить в аккумулятор, наполняя его и сжимая находящийся в нем воздух или газ. В крайнем положении поршня его выступ входит в захват, или магнит притягивает поршень, или стержень притягивается магнитом, чем обеспечивается фиксация задвижки. Затем отключают распределитель, при этом обе полости гидроцилиндра находятся под одинаковым давлением среды, поддерживаемым подпиткой через зазор между штоком и стенкой гидроцилиндра, при этом линия на распределителе заглушена, клапан закрыт. Для закрытия задвижки переключают распределитель. Среда из патрубка поступает в надпоршневую полость и сливается из подпоршневой полости в аккумулятор. Когда давление в аккумуляторе превысит давление в патрубке, открывается клапан и среда из подпоршневой полости и аккумулятора перетекает в патрубок. Отключают распределитель, при этом задвижка будет прижата к седлу давлением среды, при этом обе полости гидроцилиндра находятся под одинаковым давлением. При парообразной среде гидропривод действует, как описано выше, за исключением того, что среда в аккумуляторе конденсируется.
Известен гидропривод запорно-регулирующей задвижки, содержащий двухполостной гидропривод с поршнем, шток которого механически связан с задвижкой, расположенной между входным и выходным патрубками, а полости гидроцилиндра соединены через распределитель с входным патрубком и линией слива, причем поршень снабжен стержнем, установленным соосно ему, при этом он снабжен аккумулятором и обратным клапаном, причем линия слива соединена с полостью аккумулятора, а через обратный клапан с выходным патрубком, кроме того, гидроцилиндр снабжен глухим патрубком с радиальным карманом, а расположенный на поршне стержень выполнен с расположенными на его боковой поверхности впадинами и установлен с возможностью перемещения в полости осевого глухого патрубка, при этом поршень снабжен фиксатором, расположенным в радиальном кармане глухого патрубка с возможностью взаимодействия со впадинами на стержне (патент РФ №2051306, МПК F6K 31/122).
Указанный гидропривод действует следующим образом.
Шток поршня двухполостного гидроцилиндра механически связан с задвижкой, расположенной между входным и выходным патрубками. Полости гидроцилиндра соединены через распределитель с входным патрубком и линией слива. Поршень снабжен стержнем, установленным соосно ему. Линия слива соединена с полостью аккумулятора через обратный клапан с выходным патрубком. Гидроцилиндр снабжен глухим патрубком с радиальным карманом. Стержень выполнен с расположенными на его боковой поверхности впадинами и установлен с возможностью перемещения в полости осевого глухого патрубка. Поршень снабжен фиксатором, расположенным в кармане с возможностью взаимодействия с впадинами на стержне.
Известен гидропривод для задвижки фонтанной гидроприводный автоматического закрытия, содержащий двухполостный гидроцилиндр с подпружиненным поршнем, шток которого механически связан с запорным органом задвижки, расположенной между входным и выходным патрубками, при этом в корпусе гидроцилиндра выполнены каналы подвода рабочего тела (Задвижка с гидроприводом. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗФГ.3.021-00.000 ТО. Воронежский механический завод - филиал ФГУП «ГКНПЦ имени М.В. Хруничева», 394055, г. Воронеж, ул. Ворошилова, 22 - прототип).
Указанный гидропривод работает следующим образом.
Рабочее тело под давлением подается в надпоршневую полость гидроцилиндра и воздействует на поршень. Поршень со штоком перемещается к центру задвижки, сжимает пружину, при этом запорный орган, в данном случае шибер, перемещается и открывает задвижку. Для закрытия задвижки давление рабочего тела сбрасывается, и поршень со штоком возвращается в исходное положение под действием сил упругости пружины. Шибер при этом также занимает исходное положение и задвижка закрывается.
Основными недостатками данного гидропривода является значительная трудоемкость его изготовления, сложность конструкции и значительные габаритные размеры, особенно диаметральные.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание гидропривода для запорной арматуры, применение которого позволит упростить конструкцию гидропривода, улучшить массовогабаритные характеристики и повысить надежность его работы.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный гидропривод запорной арматуры согласно изобретению содержит корпус с каналами подвода и отвода рабочего тела, подпружиненный шток, выполненный с возможностью осевого перемещения и установленный внутри упомянутого корпуса, при этом один конец указанного штока выполнен с возможностью обеспечения механического взаимодействия с исполнительным органом запорной арматуры, преимущественно шибером задвижки, а на другом конце штока установлен гидроцилиндр, выполненный с возможностью осевого перемещения вместе со штоком, при этом внутри указанного гидроцилиндра установлен неподвижный поршень, закрепленный одним концом на корпусе гидропривода и выполненный в виде профилированного цилиндра, преимущественно, полого, при этом каналы подвода и отвода рабочего тела соединены с торцевым зазором между упомянутыми подвижным гидроцилиндром и неподвижным поршнем.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез гидропривода, на фиг.2 показан поперечный разрез гидропривода, на фиг.3 - выносной элемент А - верхняя часть гидропривода в увеличенном масштабе.
Гидропривод запорной арматуры содержит корпус 1 с каналами подвода 2 рабочего тела, подпружиненный шток 3, выполненный с возможностью осевого перемещения и установленный внутри упомянутого корпуса 1. Шток 3 подпружинен при помощи рабочей пружины 4. Один конец 5 указанного штока 1 выполнен с возможностью обеспечения механического взаимодействия с шибером 6 задвижки 7. На другом конце штока 3 установлен гидроцилиндр 8, выполненный с возможностью осевого перемещения вместе со штоком 3. Внутри гидроцилиндра 8 установлен неподвижный поршень 9, закрепленный одним концом на корпусе 1 гидропривода и выполненный в виде профилированного цилиндра, преимущественно полого. Каналы подвода 2 рабочего тела соединены с торцевым зазором 10 между упомянутыми подвижным гидроцилиндром 8 и неподвижным поршнем 9.
Предложенный гидропривод работает следующим образом.
Гидропривод устанавливается на запорную арматуру таким образом, чтобы обеспечить механическое взаимодействие конца 5 штока 1 с ответным местом исполнительного органа запорной арматуры, в данном случае, шибера 6 шиберной задвижки 7. При подаче рабочего тела через канал 2 подвода рабочего тела рабочее тело поступает в торцевой зазор 10 между подвижным гидроцилиндром 8 и неподвижным поршнем 9 и начинает воздействовать на торец подвижного гидроцилиндра 8. Под действием рабочего тела подвижный гидроцилиндр 8 вместе со штоком 3 перемещается к центральной части задвижки 7, в данном случае вниз, и сжимает при этом рабочую пружину 4. При перемещении штока 3 шибер 6, механически связанный с концом 5 штока, также смещается вниз и открывает проходное сечение задвижки 7. В этом случае задвижка 7 находится в положении «Открыто».
Для закрытия задвижки 7 давление рабочего тела сбрасывается, пружина 4 начинает возвращаться в исходное состояние и давит одним концом на подвижный гидроцилиндр 8. Подвижный гидроцилиндр 8 под действием сил пружины 4 перемещается по неподвижному поршню 9 в обратном направлении, торцы подвижного гидроцилиндра 8 и неподвижного поршня 9 сближаются, при этом торцевой зазор 10 уменьшается и рабочее тело выдавливается обратно в канал подвода 2. Вместе с подвижным гидроцилиндром 8 перемещается в исходное положение шток 3 и шибер 6. В конечном итоге шибер 6 занимает исходное положение, при котором проходное сечение задвижки 7 полностью перекрывается. В этом случае задвижка 7 находится в положении «Закрыто».
При необходимости открытия задвижки процесс повторяется.
Проведенные испытания предложенного гидропривода подтвердили правильность заложенных конструкторско-технологических решений.
Использование предложенного технического решения позволит создать электрогидропривод для задвижки, применение которого позволит упростить конструкцию, улучшить массовогабаритные характеристики привода и повысить надежность его работы.