SU1355824A1

SU1355824A1 - Pneumatic drive with mechanical stand-by and hydraulic damper

Info

Publication number: SU1355824A1
Application number: SU864060911A
Authority: SU
Inventors: Алексей Андреевич Шишкин
Original assignee: А.АЛ ишкин
Priority date: 1986-04-21
Filing date: 1986-04-21
Publication date: 1987-11-30

Abstract

Изобретение относитс к машиностроению и может быть использовано в качестве механизированного привода дл управлени трубопроводной арматуры с использованием энергии транспортируемой среды. Целью изобретени вл етс цовьшшние надежности и CZ со ел ел оо ю 79 2Г Фиг. 1The invention relates to mechanical engineering and can be used as a mechanized actuator for controlling pipeline valves using the energy of the transported medium. The aim of the invention is the reliability of the buildings and the CZ has been coordinated by the company. one

Description

снижение металлоемкости и габаритов. Пневмопривод с ручным механическим дублером и гидродемпфером содержит корпус, в котором размещены лопастные пневмодвигатель и гидродемпфер, выполненные с общим ротором 8 в виде диска 9 с двухсторонними на полшага смещенными на одной стороне диска 9 относительно другой его стороны ра- диально-симметричными рабочими лопаст ми , с которыми жестко соединен выходной вал 12 пневмопривода. Корпус снабжен соосными цилиндрами 4 и 5, герметично изолирующими выходной вал 12 от рабочих полос пневмодвига- тел и гидродемпфера. Ручной дублер вьшолнен в виде двухступенчатого редуктора , выходной вал 23 которогоdecrease in metal consumption and dimensions. A pneumatic actuator with a manual mechanical backup and a hydraulic damper includes a housing in which a blade pneumatic motor and a hydraulic damper are mounted, made with a common rotor 8 in the form of a disk 9 with two-sided half a step displaced on one side of the disk 9 relative to the other side of the radially symmetric working blades with which the output shaft 12 of the pneumatic actuator is rigidly connected. The housing is equipped with coaxial cylinders 4 and 5, hermetically isolating the output shaft 12 from the working strips of the air motor and hydraulic damper. The handwheel is designed as a two-stage gearbox, the output shaft of which 23

1one

Изобретение относитс к арматуро- строеншо и может быть использовано в качестве механизированного привода .дл управлени трубопроводной арматуры с использованием энергии транспортируемой среды.The invention relates to reinforcement and can be used as a mechanized actuator for controlling pipeline valves using the energy of the transported medium.

Целью изобретени вл етс повышение надежности и снижение металлоемкости и габаритов.The aim of the invention is to increase reliability and reduce metal consumption and dimensions.

На фиг.1 показана принципиальна кинематическа схема пневмопривода с ручным механическим дублером и гидродемпфером; на фиг,2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - сечение Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг. 1 на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.1.Figure 1 shows the principal kinematic diagram of a pneumatic actuator with a manual mechanical understudy and a hydraulic damper; FIG. 2 is a section A-A in FIG. on fig.Z - section bb in figure 1; figure 4 - section bb In fig. 1 in FIG. 5 — section G-D in FIG.

Пневмопривод с ручным механическим дублером и гидродемпфером содержит лопастной пневмодвигатель и гидродемпфер , смонтированные в одном корпусе, состо щем из нинснего присоединительного фланца 1, выполненного за одно целое с радиально-симметрич- ными перемычками 2, внешнего цилиндра 3, внутренних цилиндров 4 и 5 и верхнего присоединительного фланца 6 выполненного за одно целое с радиаль- но-симметричными перемычками 7 гидродемпфера , смещенными по окружности на полшага относительно перемычек 2 нижнего присоединительного фланца 1.A pneumatic actuator with a manual mechanical backup and a hydraulic damper contains a blade pneumatic engine and a hydraulic damper mounted in one housing consisting of a Ninsny connecting flange 1, made in one piece with radially symmetrical jumpers 2, the outer cylinder 3, the inner cylinders 4 and 5, and the upper the connecting flange 6 is made in one piece with the radially symmetrical jumpers 7 of the hydraulic damper, displaced around the circle by half a step relative to the jumpers 2 of the lower connecting flange 1.

соединен с выходным валом 12 пневмопривода посредством торцевой пшице- вОй муфты, а ведущий вал 25 редуктора соединен с его промежуточным валом гибкой кинематической св зью 29. Промежуточньм вал 32 снабжен эксцентриковой втулкой 31, шарнирно соединенной с ведущей шестерней 33 внутреннего зацеплени , котора находитс в посто нном зацеплении с ответной ведомой щестерней 34, жестко соединенной с выходным валом 23 редуктора . Ведуща шестерн 33 установлена с возможностью колебательного движени в любом направлении относительно выходного вала 23 редуктора и зафиксирована от вращени вокруг собственной оси. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.connected to the output shaft 12 of the pneumatic actuator by means of an end pincer coupling, and the drive shaft 25 of the reducer is connected to its intermediate shaft with a flexible kinematic coupling 29. The intermediate shaft 32 is provided with an eccentric bushing 31 pivotally connected to the internal gear pinion 33, which is stationary This engagement is from the reciprocal driven rider 34, rigidly connected to the output shaft 23 of the gearbox. Leading gear 33 is mounted with the possibility of oscillatory motion in any direction relative to the output shaft 23 of the gearbox and is fixed against rotation around its own axis. 1 hp f-ly, 5 ill.

Пневмодвигатель и гидродемпфер вьшолнены с общим ротором 8 в виде диска 9 с двухсторонними на полшага смещенными по окружности на одной стороне относительно другой стороны радиально-симметричными рабочими лопаст ми 10 пневмодвигател и 11 гидродемпфера (фиг.4,5). Диск 9 жестко соединен с выходным валом 12 пневмопривода и полумуфгой 13 свободного хода с торцовыми радиально-симметрич- ными шлицами 14 (см.фиг.З), зат нутыми гайкой 15 через упорный подшип- Мик 16, и компенсирующей шайбой 17,The pneumatic motor and hydraulic damper are made with a common rotor 8 in the form of a disk 9 with two-sided by half a half offset radially symmetric working blades of 10 pneumatic motors and 11 hydraulic dampers (fig. 4,5) on one side relative to the other side. The disk 9 is rigidly connected to the output shaft 12 of the pneumatic actuator and the half-coupling 13 of the free stroke with the front radially symmetric splines 14 (see fig. 3), tightened with the nut 15 through the thrust bearing Mick 16, and the compensating washer 17,

определ ющей величину установочного торцового зазора з подвижных соединени х диска 9 ротора 8 и нижнего присоединительного фланца 1. Компенсирующа шайба 18 определ ет величину установочного торцовог О зазора в подвижных еоединени х диска 9 ротора 8 и верхнего присоединительного фланца 6.determines the size of the installation end gap of the movable joints of the rotor disk 9 9 and the lower mounting flange 1. The compensating washer 18 determines the size of the installation face O of the clearance in the movable joints of the rotor disk 9 9 and the upper connecting flange 6.

Нижним присоединительным фланцем 1 пневмопривод ставитс на фланец 19 стойки трубопроводной арматуры (шарового крана, затвора, клапана). При этом его выходной вал 12 торцовыми шлицами 20 соедин етс со шпинделем 21 арматуры.The lower connecting flange 1 of the pneumatic actuator is placed on the flange 19 of the rack of pipeline valves (ball valve, valve, valve). At the same time, its output shaft 12 with end splines 20 is connected to the armature spindle 21.

На верхний присоединительный фланец 6 ставитс нижн плита 22 корпуса двухступенчатого редуктора руч ного механического дублера, выходно вал 23 которого соедин етс с торцовыми шлицами 14 полумуфты 13 свободного хода.On the upper mounting flange 6 is placed the bottom plate 22 of the casing of the two-stage gearbox of a manual mechanical backup, the output shaft 23 of which is connected to the front splines 14 of the half-coupling 13 of the single stroke.

Двухступенчатьй редуктор ручного механического дублера содержит корпус 24 с нижней плитой 22, ведущий вал 25 с квадратным концом 26 под маховик 27 и с жестко соединенной с ним звездочкой 28. Звездочка 28 гибкой кинематической св зью (например цепной) 29 соединена с ответной звездочкой 30, жестко посаженной вместе с эксцентриковой втулкой 31 на промежуточный вал 32 (с квадратом на выходном конце под маховик 27), с эксцентриковой втулкой 31 которого шар- нирно соединена ведуща шестерн 33 вйутреннего зацеплени , наход ща с в посто нном зацеплении с ответной ведомой шестерней 34, жестко соединенной с выходным валом 23. При этом ведуща шестерн 33 внутреннего зацеплени может совершать только круговые колебательные движени относительно оси выходного вала 23 редуктора , так как от вращени вокруг собственной оси она зафиксирована шарнирно соединенными с ней опорными роликами 35, оси которых смещены относительно осей цилиндрических опорных стаканов 36, жестко соединенных с корпусом 24 редуктора, однонаправ- ленно с эксцентриситетом S эксцентриковой втулки 31 промежуточного вала 32 на величину, равную эксцентриситету 6 втулки 31 промежуточного вала 32.The two-stage gearbox of a manual mechanical backup includes a housing 24 with a bottom plate 22, a drive shaft 25 with a square end 26 under the flywheel 27 and an asterisk 28 that is rigidly connected to it. An asterisk 28 flexible kinematic connection (for example, chain) 29 is connected with a response sprocket 30, rigidly planted together with the eccentric bushing 31 on the intermediate shaft 32 (with a square at the output end under the flywheel 27), with the eccentric bushing 31 of which the pinion gear 33 of the morning engagement is constantly articulated with the color driven gear 34, rigidly connected to the output shaft 23. In this case, the internal gear 32 can only perform circular oscillatory movements relative to the axis of the output shaft 23 of the gearbox, since from rotation around its own axis it is fixed by hinges connected to it by supporting rollers 35, the axis which are offset relative to the axes of the cylindrical bearing cups 36, rigidly connected to the gearbox housing 24, unidirectionally with the eccentricity S of the eccentric bushing 31 of the intermediate shaft 32 on the wheel The value is equal to the eccentricity 6 of the sleeve 31 of the intermediate shaft 32.

Уплотнени подвижных и неподвижных соединений рабочих поверхностей цилиндров 3, 4 и 5, диска 9 ротора,, нижнего и верхнего присоединительных фланцев 1 и 6 осуществл ютс посредством уплотнительных колец 37 и 38.Seals of movable and fixed joints of the working surfaces of cylinders 3, 4 and 5, disk 9 of the rotor, the lower and upper connecting flanges 1 and 6 are carried out by means of sealing rings 37 and 38.

Рабочие полости 39 пневмодвигате- л пневмотрубопроводами 40 через известный распределительньш узел управлени соедин ютс с магистральным трубопроводом. Рабочие полости 41 гидродемпфера гидротрубопроводами 42 соединены с игольчатым дросселем 43, регулирующим скорость вращени диска 9 ротора посредством иглы 44i переме55824 IThe working cavities 39 of the pneumatic motor are controlled by pneumatic tubing 40 through a known distribution control unit connected to the main pipeline. The working cavities 41 of the hydraulic damper are connected by hydraulic pipes 42 to a needle throttle 43, which regulates the speed of rotation of the rotor disk 9 by means of a needle 44i interchangeable 55824 I

щаемой БИНТОМ 45. Одновременгго гидродемпфер гасит свойственные пневмоприводам неравномерности движени диска 9 ротора 8.by the BINTOM 45. At the same time, the hydraulic damper suppresses the uneven movement of the rotor disk 9 characteristic of pneumatic actuators.

Открытие трубопроводной арматуры (крана, затвора, клапана) при одностороннем давлении транспортируемой среды на запорный орган арматуры (не 10 показан), когда на шпиндель 21 необходимо приложить максимальньт расчетный крут щий момент, осуществл етс посредством ручного механ1-п еского дублера вращением вед пцего вала 25 15 маховиком 27 до смещени запорного органа на угол 15-20 , когда последний становитс значительно или полностью разгруженным. Дальнейшее вращение шпиндел 21 до полного откры- 20 ти арматуры осуществл етс вращением промежуточного вала 32 маховиком 27, представленным на квадрат промежуточного вала 32, т.е. на второй ступени редуктора с большим переда- 25 точным отношением. При закрыванииThe opening of pipeline valves (valve, valve, valve) at one-sided pressure of the transported medium to the valve body (not 10 shown), when the spindle 21 is required to apply the maximum rated torque, is carried out by means of a manual mechanical gearbox by rotating the leading shaft 25–15 with a flywheel 27 until the locking member is displaced by an angle of 15–20, when the latter becomes significantly or completely unloaded. Further rotation of the spindle 21 to the full opening of the reinforcement is performed by rotating the intermediate shaft 32 by the flywheel 27, represented by the square of the intermediate shaft 32, i.e. in the second stage of the gearbox with a large gear ratio of 25. When closing

трубопроводной арматуры перестановка маховика 27 осутцествл етс в обратной последовательности, т.е. начало закрывани осуществл етс вращением про- 30 межуточного вала 32 до поворота шпиндел 21 на угол до 70-75°, а затем до полного закрыти вращением ведущего вала 25. Вращение от ведущего вала 25 через гибкую кинематическую 35 св зь 29 (звездочки 28 и 30) передаетс на промежуточный вал 32, жестко соединенный с эксцентриковой втулкой 3I, шарнирно соединенной с ведущей шестерней 33 внутреннего зацепле- 40 ни , наход щейс в посто нном зацеплении с ответной ведомой шестерней 34, жестко соединенной с выходным валом 23. При этом ведуща шестерн 33 совершает круговые колебательные дви- 45 жёни относительно оси выходного вала 23.Pipe fittings relocation of the flywheel 27 is carried out in reverse order, i.e. the closing is started by rotating the intermediate shaft 30 until the spindle 21 is rotated through an angle of up to 70-75 ° and then fully closed by turning the driving shaft 25. Rotation from the driving shaft 25 through a flexible kinematic 35 link 29 (sprockets 28 and 30 ) is transmitted to an intermediate shaft 32 rigidly connected to an eccentric bushing 3I pivotally connected to the driving gear 33 of the internal gear 40, which is in constant engagement with the counter driven gear 34 rigidly connected to the output shaft 23. Herewith the driving gear 33 commit circular oscillatory motion zhoni 45 relative to the output shaft axis 23.

Вращение от выходного вала 23 двухступенчатого редуктора ручногоRotation from the output shaft 23 of a two-stage manual gearbox

Q механического дублера передаетс выходному валу 12 ротора 8 пневмопривода , с которым он соединен через муфту 13 свободного хода, позвол ющую при расположении торцовых шлицThe Q of the mechanical override is transmitted to the output shaft 12 of the rotor 8 of the pneumatic actuator, with which it is connected via a free-running clutch 13, which, when positioning the end splines

е 20 выходного вала 12 ручного механического дублера в нейтральной угловой позиции выходному валу 12 ротора 8 пневмопривода свободно быть повернутым в крайние положени : Откпмто,e 20 of the output shaft 12 of the manual mechanical backup in the neutral angular position of the output shaft 12 of the rotor 8 of the pneumatic actuator are free to be rotated to the extreme positions: Open,

Закрыто, Поэтому после каждого закрыти или открыти трубопроводной ар посредством ручного механического дублера его выходной вал 12 должен об зательно возвращатьс в нейтральную угловую no3H4tm, обозначенную известным образом.Closed. Therefore, after each closing or opening of the pipeline ar by means of a manual mechanical backup, its output shaft 12 must necessarily return to the neutral angle no3H4tm, designated in a known manner.

При повороте шпиндел 21 трубопроводной арматуры на открытие или закрытие посредством пневмопривода используетс энерги транспортируемой среды, котора из магистрального трубопровода под же давлением через известньй блок управлени и пневмотрубопроводы 40 подаетс в соответствующие симметрично расположенные рабочие полости 39 пневмодви- гател . При этом выходной вал 12 ро- то)а 8 пневмопривода соединен со шпинделем 21 трубопроводной арматуры посредством торцовых цшиц 20. Дл предотвращени свойственной пневмоприводам неравномерности скорости вращени ротора и регулировани в расчетных пределах скорости открывани и закрывани трубопроводной арматуры в системе предусмотрен встроенный гидродемпфер, ротор 8 которого вл етс общим с ротором 8 пневмопривода и выполнен в виде диска 9, симметрично расположенные рабочие лопасти 11 которого на полшага смещены по окрулсности относительно рабочих лопастей 10 пневмопривода. Такое взаимное расположение рабочих лопастей 11 и 10 соответственно гидродемпфера и пневмопривода позвол ет обеспечить более равномерную угловую нагрузку рабочего внешнего цилиндра 3 и значительно снизить его деформацию при работе и не допустить защемлени диска 9 ротора 8. При этом углова скорость диска,9 ротора и, тем самым, углова скорость ашиндел 21 трубопроводной арматуры регулируетс осевым перемещением иглы 44 гидродемпфера посредством вращени винта 45,When the spindle 21 of the pipeline fittings is rotated to open or close by means of a pneumatic actuator, the energy of the transported medium is used, which from the main pipeline under the same pressure through a limestone control unit and pneumatic tubing 40 is fed into the corresponding symmetrically located working cavities 39 of the pneumatic actuator. At the same time, the output shaft 12 of the pneumatic actuator 8 is connected to the spindle 21 of the pipeline fittings by means of end cylinders 20. To prevent the irregularity of the rotation speed of the rotor inherent in the pneumatic actuators and to regulate the calculated opening and closing speed of the pipeline fittings in the system, the rotor 8 is built in the system. which is common with the rotor 8 of the pneumatic actuator and is made in the form of a disk 9, symmetrically located working blades 11 of which are shifted by half a step working blades 10 pneumatic actuators. Such a mutual arrangement of the working blades 11 and 10, respectively, of the hydraulic damper and the pneumatic actuator allows for a more uniform angular load of the working external cylinder 3 and significantly reduce its deformation during operation and prevent the rotor 8 disk 9 from being clamped. the angular velocity of the asyndel 21 of pipe fittings itself is controlled by the axial movement of the needle 44 of the hydraulic damper by rotating the screw 45,

Claims

1. A pneumatic actuator with manual mechanical backup and hydraulic damper, comprising a housing in which are placed

bladed air motor with working cavities and a hydraulic damper, as well as a manual backup and pneumatic drive output shaft, characterized in that, in order to increase reliability and reduce metal consumption and dimensions, the air motor and hydraulic damper are made with a common rotor

a disk with two-sided half-steps displaced on one side of the disk relative to the other side by radially symmetric working blades, which is rigidly connected

the output shaft of the pneumatic actuator, the housing is equipped with coaxial cylinders, hermetically isolating the output shaft from the working cavities of the air motor and hydraulic damper, and the handheld doubler is made in the form of a two-stage gearbox, the output shaft of which is connected to the output shaft of the pneumatic actuator by means of a 1) pulley half coupling, and the drive shaft of the reducer is connected its roller shaft, mounted coaxially to the output shaft of the actuator, with a flexible kinematic connection, the intermediate shaft being provided rigidly connected to it

an eccentric bushing, an internal gear that is pivotally connected to the runner, which is in constant engagement with the driven driven gear rigidly connected

with the output shaft of the gearbox, while the internal gear of the internal gearing is installed with the possibility of oscillatory dvgokeni in any direction relative to the output shaft of the gearbox and is fixed from vra1tseni around its own axis,

2. The pneumatic actuator according to claim 1, which is based on the fact that the fixation of the gear from rotation is carried out by means of supporting rollers hinged with it, installed with the possibility of interaction with cylindrical supporting cups rigidly connected to the body uk: torus,

moreover, the axes of the support rollers are offset relative to the axes of the support cups by an amount equal to the eccentricity of the eccentric bushing and the intermediate shaft.

i

ig. j

Phie.

FIG. five