УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИМ ОРГАНОМ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к электромеханическим приводам, управляющим запорной трубопроводной арматурой.
Известно устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры по патенту US №4754949, 05.07.1988, которое содержит электродвигатель, узел блокировки, редуктор, ручной привод, блок конечных выключателей, кинематически связанный с выходным валом устройства.
Наиболее близким аналогом к предлагаемой полезной модели по технической сущности и достигаемому техническому результату является выбранное в качестве прототипа устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры по патенту RU №44898, которое содержит электродвигатель, ручной дублирующий привод, расположенный на конце червячного вала, блок конечных выключателей, кинематически связанный с выходным валом устройства, редуктор, включающий размещенные в его корпусе цилиндрическую зубчатую передачу, расположенную на входном валу редуктора, и червячную передачу, расположенную на выходном валу редуктора.
Недостатками аналога и прототипа является ограниченная защита арматуры от поломок при возникновении нештатных нагрузок (заклинивании, попадании в полость арматуры инородных тел) в промежуточном положении запорно-регулирующего органа арматуры.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности работы устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры.
Технический результат достигается тем, в устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, содержащее корпус, электродвигатель, ручной дублирующий привод, блок конечных выключателей, кинематически связанный с выходным валом устройства, редуктор, включающий цилиндрическую зубчатую передачу, расположенную на входном валу редуктора, и червячную передачу, расположенную на выходном валу редуктора и состоящую из червячного колеса и вала-червяка, введен ограничитель максимального крутящего момента, который расположен на внешней стороне корпуса устройства и содержит упругий элемент, передаточное звено установленные соосно с валом-червяком, скобу с шарнирно установленным толкателем с упорами, микровыключатели, демпферный элемент.
Упругий элемент выполнен, по крайней мере, в виде пружинного модуля. Передаточное звено выполнено, по крайней мере, в виде подшипникового узла. Микровыключатели закреплены с возможностью взаимодействия с упорами толкателей. Демпферный элемент выполнен, по крайней мере, в виде планки.
Сущность полезной модели поясняется примером конструктивного выполнения устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры, где на фиг.1 представлен ограничитель максимального крутящего момента (в разрезе), на фиг.2 - кинематическая схема устройства управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры.
Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры состоит из корпуса 1, электродвигателя 2, редуктора 3, включающего цилиндрическую зубчатую передачу 4, расположенную на входном валу 5 редуктора, и червячную передачу, расположенную на выходном валу 6 редуктора и состоящую из червячного колеса 7 и вала-червяка 8, ограничителя максимального крутящего момента 9.
Ограничитель максимального крутящего момента 9 содержит, размещенные на вале-червяке 8 упругий элемент, выполненный в виде пружинного модуля 10, передаточное звено, выполненное в виде подшипникового узла 11. В корпусе 12 ограничителя расположенном на внешней стороне корпуса 1 устройства размещены два кронштейна 13, 14 для крепления микровыключателей 15, 16, установленные шарнирно на скобе 17 толкатель 18 с упорами 19, 20 и демпферный элемент, выполненный в виде планки 21. Планка 21 фиксируется между кронштейнами 13, 14 и выполняет функции упора и демпфера. Корпус ограничителя 12 закрыт крышкой 22.
Перед началом работы предлагаемого устройства управления предварительно производят настройку его ограничителя максимального крутящего момента. Способ настройки ограничителя максимального крутящего момента производят следующим образом. На кронштейнах 13, 14 имеются шесть узких пазов обозначенными цифрами «1» и «6», определяющих диапазон настройки крутящего момента на выходном валу. Для определения заданного крутящего момента на выходном валу необходимо руководствоваться соответствующим графиком настройки для положений «ОТКРЫТО» или «ЗАКРЫТО». При настройке ограничителя на заданный момент необходимо ослабить гайку 23, переместить упоры 19 или 20 толкателя 18, вращая его по резьбе, в сторону соответствующего номеру паза, определяемого на графике. После настройки гайку 23 необходимо затянуть.
Устройство управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры работает следующим образом. Для перемещения запорно-регулирующего органа арматуры в одно из конечных положений включают электродвигатель 2. Вращение вала электродвигателя 2 передается на входной вал 5 редуктора 3. Далее через цилиндрическую зубчатую передачу 4, вал-червяк 8 и червячное колесо 7 вращение передается на выходной вал 6 редуктора 3. При достижении на запорно-регулирующем органе арматуры в положении «Закрыто» или «Открыто», или в любом промежуточном положении предельной величины крутящего момента, равной установленному при настройке ограничителя значению момента срабатывания, выходной вал 6 останавливается. Так как электродвигатель 2 остается подключенным к сети, то крутящий момент от вала электродвигателя 2 через цилиндрическую зубчатую передачу 4 передается на вал-червяк 8, вследствие чего, вал-червяк 8 начинает перемещение в осевом направлении. Пружинный модуль 10 воспринимает осевое усилие, создаваемое предельным крутящим моментом выходного вала. Осевое движение вала-червяка 8 передается через подшипниковый узел 11 и скобу 17 на установленный шарнирно толкатель 18 с упорами 19 или 20. Планка 21 зафиксированная между кронштейнами 13, 14 ограничивает дальнейшее движение толкателя 18, и толкатель 18 совершает угловое перемещение с соответствующими упорами 19 или 20, вызывая переключение контактов микровыключателей 15 или 16, что приводит к разрыву электрической цепи электродвигателя 2.
В случае, не выключения электродвигателя 2 при срабатывании одного из микровыключателей 15 или 16, то от поломки микровыключателя 15 предохраняет планка 21, выполняющая функцию демпфера. Для исключения срабатывания противоположного микровыключателя 16 при смещении вала-червяка 8 в противоположную сторону в начале обратного вращения электродвигателя 2 после его остановки от срабатывания данного микровыключателя 16 применяется электрическая схема подключения цепей управления.
Ограничитель максимального крутящего момента имеет два микровыключателя для выдачи сигнала на остановку двигателя при закрытии и открытии. Ограничитель также может срабатывать при возникновении нештатных нагрузок (заклинивание, попадание в полость арматуры инородных тел) в промежуточном положении запорно-регулирующего органа арматуры. Таким образом, введенный ограничитель максимального крутящего момента, защищает арматуру от поломок и обеспечивает надежность перекрытия потока среды.
Заявляемое устройство может быть неоднократно воспроизведено на современном оборудовании и планируется применить для управления запорно-регулирующим органом трубопроводной арматуры в разрабатываемых исполнительных механизмах, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость» для полезной модели.