ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ЧЕТВЕРТЬОБОРОТНЫЙ ПРИВОД

Полезная модель относится к пневматическим четвертьоборотным устройствам, используемым в качестве приводов к запорной арматуре в газовой промышленности и других отраслях народного хозяйства.
Известен пневматический привод в виде качающегося цилиндра, задний торец которого имеет крышку с проушиной, которой он через кронштейн крепится к трубе. Подвижный шток имеет на конце вилку, в которой закреплен конец поворотного рычага, сидящего на шпинделе крана с шаровым затвором. (Быков А.Ф. Арматура с шаровым затвором для гидравлических систем. - М.; Машиностроение, 1971, с. 132-133).
Известны также пневмоприводы для кранов в виде цилиндров двойного действия, имеющих поршни, уплотняемые манжетами из бензостойкой резины. В цилиндры попадает рабочая среда, давление которой (от 0,5 до 0,8 Мпа) перемещает поршень в нужном направлении. Усилие, создаваемое давлением рабочей среды на поршне, передается штоком на пробку крана через рычаг (Мустафин Ф.М. Трубопроводная арматура. - Уфа: Дизайн/Полиграф-Сервис, 2010, с. 76-77).
Недостатком известных приводов является обязательность низкого давления рабочей среды, что при использовании транспортируемого газа (с рабочим давлением до 10 МПа) в качестве рабочей среды требует дополнительных устройств, понижающих рабочее давление до 0,5-0,8 Мпа.
Наиболее близким к предлагаемому по своей технической сущности является пневматический четвертьоборотный привод, содержащий корпус с цилиндром, в котором размещен сдвоенный поршень, и цилиндрической полостью, в которой расположен вал, взаимодействующий с ползуном, связанным со сдвоенным поршнем. При этом горизонтальная ось симметрии ползуна расположена ниже оси сдвоенного поршня («Краны шаровые Ду 50, 80/50, 80, 100 мм. Ру до 16,0 Мпа». Руководство по эксплуатации. МА39208-050 РЭ. - ЗАО «Тяжпромарматура», г. Алексин).
Но в этом приводе при прямолинейном перемещении сдвоенного поршня совершается поворот вала, а на ползун действует сила, не совпадающая по направлению с осью сдвоенного поршня, что создает в плоскости, перпендикулярной оси сдвоенного поршня крутящий момент, образующий пару трения, которая препятствует взаимному перемещению вала и сдвоенного поршня, что снижает надежность и долговечность работы привода.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение надежности и долговечности пневматического четвертьоборотного привода.
Поставленная задача решается тем, что в пневматическом четвертьоборотном приводе, содержащем корпус с цилиндром, в котором размещен сдвоенный поршень, и цилиндрической полостью, в которой расположен вал, взаимодействующий с ползуном, связанным со сдвоенным поршнем, ползун, согласно полезной модели, установлен таким образом, что его горизонтальная ось симметрии совмещена с осью сдвоенного поршня.
При этом на торце вала размещена прокладка из антифрикционного материала, например, фторопласта.
Совпадение горизонтальной оси симметрии ползуна с осью сдвоенного поршня приводит к тому, что при прямолинейном перемещении сдвоенного поршня и повороте вала отсутствует крутящий момент, создающий пару трения, препятствующую взаимному перемещению сдвоенного поршня и вала.
А размещение на торце вала, т.е. между поршнем вала и внутренней поверхностью сдвоенного поршня, прокладки из антифрикционного материала, например, фторопласта, снижает коэффициент трения.
Все вышеизложенное повышает надежность и долговечность работы заявленного привода.
Технический результат заключается в исключении крутящего момента в плоскости, перпендикулярной оси сдвоенного поршня.
На фиг. 1 изображен пневматический четвертьоборотный привод, общий вид; на фиг. 2 - сечение по Α-A на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение по Б-Б на фиг. 1.
Пневматический четвертьоборотный привод содержит корпус 1 (фиг. 1), цилиндр 2 (фиг. 2) и цилиндрическую полость 3 (фиг. 3), оси которых 4 и 5 взаимно-перпендикулярны (фиг. 1). В цилиндре 2 установлены сдвоенный поршень 6 с уплотнителями 7 и две торцевые герметизирующие крышки 8 и 9 (фиг. 2). В цилиндрической полости 3 расположен вал 10 (фиг. 3), на торце 11 которого выполнен паз 12, взаимодействующий с ползуном 13, установленным на штоке 14, связанным со сдвоенным поршнем 6 (фиг. 2, 3). На торце 11 вала 10 размещена прокладка 15 (фиг. 3) из антифрикционного материала, например, фторопласта. Ползун 13 установлен таким образом, что его горизонтальная ось симметрии 16 совмещена с осью 17 сдвоенного поршня 6 (фиг. 2, 3).
Пневматический четвертьоборотный привод работает следующим образом.
В полость 18, между сдвоенным поршнем 6 и торцевой герметизирующей крышкой 8, подается по команде с блока управления (не показан) рабочая среда, в качестве которой используется, например, транспортируемый по трубопроводу газ (рабочее давление до 10,0 МПа). Сдвоенный поршень 6 перемещается, а ползун 13, воздействуя на паз 12, поворачивает вал 10 на 90°, который, в свою очередь, передает четвертьоборотное движение на вал запорной арматуры, которая закрывается (не показана).
При этом т.к. горизонтальная ось симметрии 16 ползуна 13 совпадает с осью 17 сдвоенного поршня 6, то действующая при перемещении сдвоенного поршня 6 на ползун 13 сила не создает крутящего момента в плоскости, перпендикулярной оси 17 сдвоенного поршня 6, т.е. отсутствует крутящий момент, а, следовательно, отсутствует и пара трения, препятствующая взаимному перемещению сдвоенного поршня 6 и вала 10.
Прокладка 15, установленная на торце 11 вала 10, снижает коэффициент трения при взаимном перемещении сдвоенного поршня 6 и вала 10.
При подаче, по команде с блока управления, рабочей среды в полость 19 между сдвоенным поршнем 6 и торцевой герметизирующей крышкой 9 вал 10 возвращается в исходное положение, при этом запорная арматура открывается.