Неполнооборотный электропривод

Полезная модель относится к неполнооборотным электроприводам для управления трубопроводной арматурой с подвижным элементом (затвором), установленным поворотно (шаровые краны, поворотные диски, заслонки) и может быть использована на трубопроводах при транспорте нефти и нефтепродуктов, в химической и нефтехимической отраслях.
В такой трубопроводной арматуре затвор может непроизвольно повернуться под действием среды трубопровода при выключенном электродвигателе. Для предотвращения указанного поворота привод подобной трубопроводной арматуры должен обладать эффектом самоторможения.
Известен электропривод взрывозащищенный неполнооборотный с двухсторонней муфтой ограничения крутящего момента для запорно-регулирующих шаровых кранов https://tomzel.transneft.ru/u/section_file/240968/epp2500_1021.25.200.00.00.000 re.pdf, выбранный в качестве наиболее близкого аналога (прототипа). Электропривод содержит последовательно кинематически соединенные электродвигатель и передаточный механизм, содержащий червячный редуктор, волновой редуктор с промежуточными телами качения и ручной дублер. При включении электродвигателя вращение от шестерни, установленной на валу электродвигателя, передается на зубчатое колесо, установленное на червяке указанного червячного редуктора. С червяка вращение передается через червячное колесо на входной вал волнового редуктора с промежуточными телами качения и далее на входное звено электропривода. Самотормозящаяся червячная передача (червяк и червячное колесо) обеспечивает удержание выходного звена электропривода после отключения электродвигателя и исключает поворот затвора шарового крана при воздействии рабочей среды трубопровода. Однако червячная передача характеризуется низким КПД по сравнению с другими известными передачами, поэтому при увеличении номинального усилия электропривода для данной конструкции потребуется значительно более мощный электродвигатель, а вес и габариты электропривода существенно возрастут.
Задачей полезной модели являлось создание неполнооборотного электропривода запорно-регулирующей арматуры, для которого обеспечивается меньшее, по сравнению с прототипом, увеличение габаритов с увеличением его номинального усилия.
Технический результат заключается в повышении КПД передаточного механизма неполнооборотного электропривода запорно-регулирующей арматуры с обеспечением эффекта самоторможения при выключенном электродвигателе.
Заявляемый неполнооборотный электропривод содержит кинематически соединенные электродвигатель и передаточный механизм, включающий ручной дублер и первый волновой редуктор с промежуточными телами качения с входным, выходным и промежуточным звеньями, при этом неполнооборотный электропривод снабжен электромагнитным тормозом, который соединен с входным звеном первого волнового редуктора с промежуточными телами качения, при этом передаточный механизм снабжен вторым волновым редуктором с промежуточными телами качения с входным и выходным звеньями, кинематически соединенным с выходным звеном первого волнового редуктора с промежуточными телами качения.
Кроме того, в частном случае реализации, электромагнитный тормоз соединен с входным звеном первого волнового редуктора с промежуточными телами качения посредством зубчатой передачи.
Кроме того, в частном случае реализации, первый волновой редуктор с промежуточными телами качения соединен с электродвигателем посредством зубчатой передачи.
Кроме того, в частном случае реализации, ручной дублер содержит червяк, червячное колесо и рукоятку для вращения червяка, при этом червячное колесо установлено на промежуточном звене первого волнового редуктора с промежуточными телами качения.
Кроме того, в частном случае реализации, электромагнитный тормоз выполнен с возможностью размещения во взрывозащитном корпусе.
Краткое описание чертежей:
на фиг. 1 показан неполнооборотный электропривод,
на фиг. 2 изображен электромагнитный тормоз,
на фиг. 3 показан ручной дублер,
Позиции на фигурах 1, 2, 3 указаны со следующими обозначениями:
1 - электродвигатель,
2 - первый волновой редуктор с промежуточными телами качения,
3 - зубчатое колесо на роторе электродвигателя,
4 - зубчатое колесо на входном звене первого волнового редуктора с промежуточными телами качения,
5 - входное звено первого волнового редуктора с промежуточными телами качения,
6 - второй волновой редуктор с промежуточными телами качения,
7 - зубчатое колесо на валу электромагнитного тормоза,
8 - вал электромагнитного тормоза,
9 - катушка электромагнита,
10 - колодки электромагнитного тормоза,
11 - стойки электромагнитного тормоза,
12 - червяк ручного дублера,
13 - рукоятка ручного дублера,
14 - червячное колесо ручного дублера,
15 - промежуточное звено первого волнового редуктора с промежуточными телами качения,
16 - выходное звено первого волнового редуктора с промежуточными телами качения,
17 - взрывозащитный корпус.
Электродвигатель 1 кинематически соединен с передаточным механизмом, включающим ручной дублер и первый волновой редуктор с промежуточными телами качения с входным, выходным и промежуточным звеньями. В конкретном исполнении на роторе электродвигателя 1 установлено зубчатое колесо 3, взаимодействующее с зубчатым колесом 4, установленным на входном звене 5 первого волнового редуктора с промежуточными телами качения 2.
Первый волновой редуктор с промежуточными телами качения 2 кинематически соединен со вторым волновым редуктором с промежуточными телами качения 6, выходное звено которого в конкретном исполнении присоединяют к шаровому крану (не показан). На входном звене 5 первого волнового редуктора с промежуточными телами качения 2 установлен электромагнитный тормоз (фиг. 2). Для этого в конкретном исполнении электропривода зубчатое колесо 4 на входном звене 5 первого волнового редуктора с промежуточными телами качения 2 взаимодействует с зубчатым колесом 7 на валу 8 электромагнитного тормоза.
Как известно, электромагнитный тормоз содержит механическую часть и электромагнит. Электропитание катушки 9 электромагнита тормоза осуществляется одновременно с электропитанием электродвигателя 1. Механическая часть электромагнитного тормоза включает колодки 10, жестко присоединенные к валу 8 электромагнитного тормоза. При отсутствии электропитания колодки 10 зажаты с помощью пружины (не показана) в стойках 11, установленных на корпусе. При наличии электропитания одна из стоек 11 за счет электромагнитной силы преодолевает действие подпирающей ее пружины и освобождает колодки 10. В результате вал 8 электромагнитного тормоза начинает вращаться, а торможение электропривода прекращается.
Для управления электроприводом в отсутствии электропитания передаточный механизм снабжен ручным дублером. В конкретном исполнении ручной дублер содержит червяк 12, на котором установлена рукоятка 13 для вращения и который взаимодействует с червячным колесом 14, установленным на промежуточном звене 15 первого волнового редуктора с промежуточными телами качения 2. При отсутствии электропитания зубчатое колесо 4, установленное на входном звене 5 первого волнового редуктора с промежуточными телами качения 2, заторможено. От рукоятки 13 ручного дублера приводится во вращение промежуточное звено 15 первого волнового редуктора с промежуточными телами качения 2. Далее через промежуточные тела качения вращение передается на выходное звено 16 первого волнового редуктора с промежуточными телами качения 2 и от него на второй дополнительный волновой редуктор с промежуточными телами качения 6 к шаровому крану (не показан). При подаче электропитания на электродвигатель 1 зубчатое колесо 4, установленное на входном звене 5 первого волнового редуктора с промежуточными телами качения 2, освобождается от действия электромагнитного тормоза. Кинематическая цепь между рукояткой 13 ручного дублера и первым волновым редуктором с промежуточными телами качения 2 прекращается.
Для обеспечения взрывозащиты электромагнитного тормоза он выполнен с возможностью размещения во взрывозащитном корпусе 17. В конкретном исполнении электромагнитный тормоз помещен в тот же взрывозащитный корпус 17, что и блок электронного управления электроприводом (позицией не показан) При этом конец вала 8 электромагнитного тормоза с установленным на нем зубчатым колесом 7 выходит из взрывозащитного корпуса 17.
Таким образом, в заявляемом неполнооборотном электроприводе повышается КПД передаточного механизма с обеспечением эффекта самоторможения при выключенном электродвигателе и обеспечивается меньшее, по сравнению с прототипом, увеличение габаритов с увеличением номинального усилия.