ПРИВОД УПРАВЛЕНИЯ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРОЙ

Полезная модель относится к машиностроению, а именно к арматуростроению и может быть использована в качестве привода управления трубопроводной арматурой, в конструкциях, где затвор поворачивается вокруг своей оси.
Известен привод трубопроводной арматуры (далее ТПА), содержащий жестко закрепленный на ТПА корпус, в который установлен поворотный шпиндель, нижний торец шпинделя не жестко соединен с запорным органом, а на верхнем торце закреплен маховик или рукоятка. Запорный орган управляется поворотом рукоятки или маховика на 90°. Возможна установка дополнительного редуктора (червячного или кулисного) или механического привода, вместо рукоятки (см. «Справочник конструктора трубопроводной арматуры», Д.Ф. Гуревич, О.Н. Шпаков, 1987 г., стр. 68-122).
К недостаткам данной конструкции привода управления ТПА относится небольшое передаточное число, ограниченное длиной рукоятки или диаметром маховика. Длина рукоятки, как правило составляет 1-2 м, что значительно усложняет управление ТПА и ее размещение на трубопроводе. Кроме того, резкое открытие запорного органа рукояткой, может спровоцировать гидроудар в трубопроводе.
Известен также привод трубопроводной арматуры, содержащий установленную на подшипниках в верхней части корпуса бугеля (стойки) с указателем положения запорного органа ходовую втулку, управляющую ходовой гайкой, взаимодействующей со шпинделем, при этом на внутренней поверхности ходовой втулки и внешней поверхности ходовой гайки выполнены винтовые канавки одинакового направления, образующие винтовой канал в котором размещены шарики, а ходовая гайка фиксируется в верхнем положении относительно ходовой втулки крутящим моментом, превышающим крутящий момент холостого хода трубопроводной арматуры (см. патент №172361, F16K 31/50, 2017 г., прототип).
Недостатком данного привода является невозможность его применения без доработки в качестве привода управления, в конструкциях ТПА, где затвор поворачивается вокруг своей оси (например: кранах, заслонках и т.д.).
Техническая задача, решаемая в предлагаемом устройстве - повышение потребительских свойств винтового привода управления запорным или регулирующим органом ТПА, заключающееся в возможности применения его в конструкциях ТПА, где затвор поворачивается вокруг своей оси и исключение гидравлических ударов в трубопроводе при управлении ТПА.
Поставленная техническая задача решается тем, что привод управления ТПА, содержит установленную на подшипниках в верхней части корпуса ходовую втулку, управляющую ходовой гайкой, которая взаимодействует внутренним резьбовым соединением со съемной резьбовой втулкой, неподвижно закрепленной на поворотном шпинделе, при этом внутреняя резьба имеет больший шаг, чем внешняя, а ходовая гайка имеет возможность только осевого перемещения.
Сущность технического решения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображен совмещенный разрез привода управления ТПА с двухступенчатой односкоростной винтовой передачей с трением скольжения в закрытом положении (левая сторона разреза) и в открытом положении (правая сторона разреза).
Привод управления ТПА состоит из корпуса 1, в котором расположена ходовая втулка 2, установленная на подшипниках 3 и зафиксированная в осевом направлении гайкой 4. Верхняя часть ходовой втулки 2, выполнена в виде входного элемента, на который устанавливается маховик 5 или различные механические приводы для ручного управления. На внутренней поверхности ходовой втулки 2, выполнено подвижное резьбовое соединение 6 с ходовой гайкой 7. На внутренней поверхности которой, так же выполнено подвижное резьбовое соединение 8, с резьбовой втулкой 9, которая неподвижно закреплена на поворотном шпинделе 10. Ходовая гайка 7 имеет возможность только осевого перемещения, за счет скользящих фиксаторов 11, соединяющих ее с корпусом 1. Для монтажа привода на корпусе ТПА устанавливается ответный фланец 12, с отверстиями под крепежные болты.
В исполнении "под электропривод" на верхнем торце корпуса 1 монтируется дополнительный фланец для установки электропривода, а верхняя часть ходовой втулки 2, выполняется в виде ответной части кулачковой муфты.
Привод работает следующим образом:
При открытии ТПА для страгивания запорного органа крутящий момент от оператора, вращающего маховик 5, передается ходовой втулке 2 (фиг. 1, левая сторона разреза). При вращении ходовой втулки 2 за счет смещения винтовой линии подвижного резьбового соединения 6 с ходовой гайкой 7, имеющей возможность только осевого перемещения, последняя будет перемещаться в осевом направлении вверх. При этом скользящие фиксаторы 11 замыкают ее с корпусом 1 и ограничивают от вращения. При осевом перемещении ходовая гайка 7, через подвижное резьбовое соединение 8 с резьбовой втулкой 9, передает ей только вращательное движение. Так как поворотный шпиндель 10 не имеет возможности осевого перемещения, а съемная резьбовая втулка 9, неподвижно закреплена на нем, то она передает вращение поворотному шпинделю 10 и соответственно, запорному органу ТПА. Маховик 5 необходимо вращать до полного открытия запорного органа ТПА.
При закрытии ТПА привод управления работает в той же последовательности, но в обратном порядке.
Крутящий момент, приложенный оператором к приводу ТПА, трансформируется в первой силовой резьбовой ступени, имеющей однозаходную резьбу с мелким шагом, в осевое перемещение ходовой гайки 7, которое передается на вторую ходовую резьбовую ступень, имеющую многозаходную резьбу с более крупным шагом и высоким КПД, где осевое перемещение ходовой гайки 7, снова трансформируется во вращательное движение резьбовой втулки 9, что обеспечивает управление запорным органом ТПА.
Таким образом, предложенный малогабаритный односкоростной двухступенчатый винтовой привод управления ТПА, легко монтируется на корпусе ТПА за счет фланцевого соединения 12, при этом передача крутящего момента от оператора на запорный орган ТПА, осуществляется не поворотом на 90° рукоятки, а вращением маховика. Т.к. необходимо сделать несколько десятков оборотов маховика для полного открытия или закрытия запорного органа, что полностью исключает возможность резкого управления запорным органом и соответственно, появление, в этот момент гидроударов в трубопроводе. Кроме того, применение винтовой передачи, обладающей высокой несущей способностью и большой редукцией, позволяет значительно уменьшить размеры маховика или рукоятки и соответственно, габариты и массу привода в целом.
Предложенный автономный (съемный) привод управления ТПА может применяться в различных конструкциях и типоразмерах запорной, регулирующей и предохранительной арматуры, где запорный орган поворачивается вокруг своей оси, например краны, заслонки и т.д.