пневмогидропривод

Формула изобретения

1. ПНЕВМОГИДРОПРИВОД, содержащий корпус, выполненный из подвижной и неподвижной половин, образующих внутреннюю кольцевую полость, разделенную на рабочие камеры по меньшей мере двумя разделительными пластинами, прикрепленными к подвижной и неподвижной половинам корпуса, уплотнительные элементы, установленные на разделительных пластинах, и стягивающий элемент, отличающийся тем, что половины корпуса установлены с образованием плоскости разъема, перпендикулярной оси вращения, при этом подвижная половина связана с объектом силонагружения.

2. Пневмогидропривод по п. 1, отличающийся тем, что стягивающий элемент выполнен в виде кольцевого опорно-стягивающего фланца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопроводному арматуростроению и может быть использовано в газовой, нефтяной, химической промышленности, трубопроводном транспорте, коммунальном хозяйстве, в тракторном и автомобильном машиностроении.

Известны конструкции поршневых пневмогидроприводов, в которых для преобразования поступательного движения поршня во вращательное выходного звена, применяются рычажные, реечно-зубчатые передачи, кривошипно-шатунный и кулисный механизмы, винтовой преобразователь. Известны пневмогидроприводы лопастные, в которых вместо рабочего цилиндра применяется круглая плоская камера, а взамен поршня рабочая лопасть, совершающая поворот в рабочей камере под действием давления управляющей среды.

Указанные пневмогидроприводы, в меньшей степени лопастные, габаритами большей частью превосходят управляемые ими трубопроводные устройства.

При управлении арматурой больших диаметров пневмогидроприводы с преобразующими вида движения механизмами, требуют еще и умножения числа основных и вспомогательных деталей из-за необходимости симметричного выполнения привода относительно арматуры по причине роста их размеров, массы и усилий массы пневмогидропривода на арматуру.

Пневмогидроприводы с рычажным и кривошипно-шатунным механизмом имеют непостоянный крутящий момент при срабатывании за счет изменения плеча рычага или кривошипа, что уменьшает полезность их действия.

Пневмогидроприводы с рычажным и реечно-зубчатым механизмами требуют еще и выполнения промежуточных опор в месте передачи усилия штока от поршня на рычаг и в месте контакта рейки с выходным управляющим звеном пневмогидропривода для обеспечения передающего усилия. Известные лопастные и пневмогидроприводы с винтовым преобразователем не находят широкого применения по небольшому крутящему усилию и трудностей по обеспечению их герметичности.

Пневмогидроприводу [1] присущ тот же недостаток, что и известным лопастным пневмогидроприводам с плоской камерой трудность обеспечения герметичности, особенно в угловых участках соединения лопасти с корпусом, добавляется необходимость обеспечения герметичности крышки от рабочих полостей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому объекту является устройство [2] Основным сближающим признаком прототипа является наличие кольцевой силовой полости.

К существенным недостаткам указанного устройства относится вызванное необходимостью обеспечения собираемости устройства и следовательно его функционирования формирование рабочей полости тремя деталями и применение нескольких связующих рабочую полость деталей.

Указанные недостатки устройства существенно снижают надежность его работы и параметры применения.

Задачей создания предлагаемого устройства является устранение указанных недостатков пневмогидроприводов, создание пневмогидропривода в составе трубопроводной арматуры, который бы удовлетворял как его изготовителей, так и эксплуатационников простотой решения функциональных задач, с возможностью выполнения пневмогидропривода как для арматуры малых, так и больших проходов с лучшими качественными характеристиками, со значительно меньшими материальными и трудовыми затратами.

Учитывая, что на трубопроводах с условным диаметром прохода 200 мм и более применяются в основном поршневые рычажные пневмогидроприводы, предлагаемое устройство позволяет для данных проходов выполнять три рабочие камеры при повороте, например, кранов шаровых на 90^о, максимально используя рабочее устройство кольцевой полости, с возможностью ее размещения на требуемом радиусе поворота, позволит получить требуемый крутящий момент при значительно меньших габаритах и материалоемкости. Количество основных деталей сократится более чем в 5 раз.

Формируемое в кольцевой рабочей полости усилие, определяющее крутящий момент, передается на управляемую арматуру без промежуточных механизмов.

В эксплуатации пневмогидроприводы часто используются с ручным дублером. Данный пневмогидропривод может быть выполнен с ручными дублерами нескольких видов.

Выполнение ручного дублера облегчает наличие подвижной половины корпуса, образующей рабочую кольцевую полость, которая связана с объектом силонагружения и может передавать ему крутящее усилие от ручного дублера, который в данном варианте выполняет роль отдельного механического привода, применяемого в практике.

Высокий процент унификации деталей по существу объединит два различных привода, что выгодно и изготовителю приводов и его эксплуатационникам.

Предлагаемая конструкция пневмогидропривода способствует созданию изготовителем необходимого ряда пневмогидроприводов для управляемой арматуры, не требуя большой технологической подготовки, что не имеет сейчас места в производстве, например, при изготовлении поршневых рычажных пневмогидроприводов и зачастую применяются пневмогидроприводы для арматуры больших проходов на меньшие, так как изготовление, например, ряда литейных корпусов, требует сложной технологической оснастки.

В процессе работы в рабочей камере круглые разделительные пластины воспринимают давление среды, определяющее крутящий момент, всей поверхностью, но только половина их радиальной поверхности скользит по сопредельной поверхности, повышая качественные характеристики.

На фиг. 1 изображен пневмогидропривод, общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 узел I на фиг.3 с деталями уплотнения в масштабе 1:1; на фиг.5 схема действия.

Пневмогидропривод включает неподвижную 1 и подвижную 2 половины корпуса с размещенными на них, в данном примере выполнения по три, равномерно расположенными разделительными пластинами 3 круглого сечения с диаметром, номинально равным диаметру рабочей кольцевой полости, образуемой половинами 1 и 2.

К пластинам 3 крепятся посредством винтов 4 пластины 5 с уплотнительными полиуретановыми кольцами 6 и фторопластовыми кольцами 7.

Поворот подвижной половины обеспечивают металлофторопластовый подшипник 8 и подшипник качения 9, удерживаемые опорным кольцевым фланцем 10, установленным на неподвижную половину по шпонкам 11 посредством шпилек 12 и гаек 13. Герметичность кольцевой полости осуществляют полиуретановые кольца 14, 15, размещенные в проточках, образуемых половинами.

Каждая пластина 5 на неподвижной половине образует с пластиной 5 на подвижной половине рабочую пару. При подаче управляющего давления в полости "Б" усилие давления среды будет передаваться на всю поверхность, обращенную к управляющей среде пластин 5, вследствие чего произойдет поворот подвижной половины 2 в подшипниках 8 и 9 относительно половины 1, осуществляя посредством выполненного на половине 2 шпоночного паза "В" управление трубопроводной арматурой или поворот щетки стеклоочистителя. При переключении подачи давления в полости "Г" произойдет поворот половины 2 в обратном направлении. Возможность выполнения трех рабочих пар (трех рабочих камер) позволяет в три раза увеличить крутящий момент по сравнению с однолопастным пневмогидроприводом. Данный пневмогидропривод в зависимости от необходимых технических характеристик программы изготовления и определения экономичного варианта изготовления может быть изготовлен по отношению к основным деталям всеми наиболее известными методами: штамповкой, точением из проката, литьем.

Конструкция позволяет экономично выполнить пневмогидропривод для каждого конкретного устройства, формируя крутящий момент пневмогидропривода за счет подбора радиуса расположения кольцевой рабочей полости, количества рабочих камер, площади радиального сечения рабочей полости, сблокирования соосно в вертикальном направлении нескольких пневмогидроприводов. Разделительные пластины могут выполняться с половинами цельными литьем, на сварке, на винтах, на штифтах.

Пневмогидропривод может быть выполнен с известными устройствами под дистанционное управление как с пневматическим, так и с электрическим блоком управления. При подаче соответственно пневматического или электрического сигнала на блок управления произойдет переключение каналов, соединяющих пневмогидропривод с рабочим давлением среды управления и поворот подвижной половины корпуса в нужном направлении.

С известным устройством позиционером пневмогидропривод может быть использован в режиме регулирования. В зависимости от величины управляющего пневматического сигнала, поворот подвижной половины осуществляется на требуемую величину. Данный прибор может быть использован на пневмогидроприводе с целью обеспечения плавности его работы на газовой рабочей среде, так как управляет работой пневмогидропривода с использованием обратной связи по движению его вращающей подвижной половины. Наличие доступной подвижной половины корпуса облегчает выполнение пневмогидропривода с ручным механическим дублером поворота. Рабочие камеры могут быть подключены на дублирование поворота с помощью ручного масляного насоса.

По диапазону применения пневмогидро-привод может быть выполнен как для управления щетками стеклоочистителя, так и для управления кранами нефте- и газопроводов.