RU2087752C1

RU2087752C1 - Pressure-actuated servodrive, unit of end switches, converter of rotation, and distributor for pressure operated servodrive

Info

Publication number: RU2087752C1
Application number: RU95112244A
Authority: RU
Inventors: Вадим Васильевич Саяпин
Original assignee: Вадим Васильевич Саяпин
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-08-20
Also published as: RU95112244A

Abstract

FIELD: hydraulic automatics. SUBSTANCE: drive has governing device, adder, reverse pressure-actuated motor, converter for converting rotation into movement of the output shaft connected with an object to be controlled, and feedback unit. The adder is connected with the unit for control pressure, time relay, and unit for arresting torque. The end switches are connected with the circuit of electromagnets of the distributing device and made up as hermetically sealed reed relay and permanent magnets mounted on rotatable levers. The distributor has major and control valves and pressure regulator made up as a piston with a rod and seat facing the end face of the rod to form a space connected with a source of working fluid through a bypass. The converter of rotation is provided with screw-nut transmission and link mechanism and has an intermediate mechanism for transmitting rotation made up as a gear toothing with inner engagement and eccentrically mounted gear wheel coupled with the working shaft of the rotation converter through a flat crank mechanism. EFFECT: improved design. 13 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области пневмогидроавтоматики, в частности к пневмогидравлическим системам общего назначения и может быть использовано в системах управления запорно-регулирующей аппаратурой магистральных нефтегазопроводов, химических производств, испытательных стендов и летательных аппаратов. The invention relates to the field of pneumohydroautomatics, in particular to general pneumohydraulic systems and can be used in control systems for shut-off and control equipment of oil and gas pipelines, chemical plants, test benches and aircraft.

Известен пневматический (гидравлический) следящий привод, содержащий последовательно связанные задающее устройство и сумматор, подключенный к управляющим электромагнитам распределительного устройства, соединенного с источником рабочей среды под давлением и с реверсивным пневмо(гидро)двигателем, вал которого связан зубчатой передачей с преобразователем вращения в перемещение выходного вала, соединенного с объектом регулирования, а также устройство обратной связи, соединенное с сумматором, и конечные выключатели, а также блок конечных выключателей, содержащий панель, на которой установлены регулируемые упоры, кинематически связанные центральным рычагом с выходным валом привода, а также нормально разомкнутые герконы, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с постоянным магнитом и включен в цепь соответствующего электромагнита распределительного устройства, соединенного с источником рабочей среды под давлением и с пневмо(гидро)двигателем, вал которого связан зубчатой передачей с преобразователем вращения в перемещение выходного вала, соединенного с объектом регулирования, а также преобразователь вращения в перемещение выходного вала, содержащий корпус с входным валом, соединенным зубчатой передачей с пневмо(гидро)двигателем, и рабочим валом, кинематически связанным с выходным валом, соединенным с объектом регулирования [1]
Кроме того, известен распределитель для пневматического (гидравлического) следящего привода, содержащий корпус с полостью подвода рабочей среды под давлением от ее источника, полостью отвода к пневмо(гидро)двигателю и каналами сброса рабочей среды, а также управляющий клапан, связанный с якорем управляющего электромагнита, имеющий седло, соединенное с полостью подвода, и канал, соединенный с камерой управления цилиндра, на штоке которого установлен основной клапан, поджатый пружиной к нормально закрытому седлу, разделяющему полости подвода и отвода [2]
Техническим недостатком пневматического (гидравлического) следящего привода является низкая надежность, обусловленная ударами при подходе к крайним положениям, возможными при повышении давления рабочей среды, при повышении скорости объекта регулирования, а также из-за потерь рабочей среды при отказе (остановке в стартовом или промежуточном положениях), из-за длительности процесса переключения герконов, сложности зубчатой передачи и колебаний давления на входе распределительного устройства.Known pneumatic (hydraulic) servo drive, containing serially connected master device and the adder connected to the control electromagnets of a switchgear connected to a source of a working medium under pressure and with a reversing pneumatic (hydro) motor, the shaft of which is connected by a gear transmission with a rotation converter to move the output shaft connected to the object of regulation, as well as a feedback device connected to the adder, and limit switches, as well as the block of switches, comprising a panel on which adjustable stops are mounted kinematically connected by a central lever to the output shaft of the drive, as well as normally open reed switches, each of which is installed with the possibility of interaction with a permanent magnet and is included in the circuit of the corresponding electromagnet of the switchgear connected to the working source medium under pressure and with a pneumatic (hydro) engine, the shaft of which is connected by a gear transmission with a rotation converter to move the output shaft, connected to the control object, as well as a rotation converter to move the output shaft, comprising a housing with an input shaft connected to the gear by a pneumatic (hydraulic) engine, and a working shaft kinematically connected to the output shaft connected to the control object [1]
In addition, there is known a distributor for a pneumatic (hydraulic) follow-up drive, comprising a housing with a cavity for supplying a working medium under pressure from its source, a discharge cavity to a pneumatic (hydraulic) engine and channels for discharging a working medium, and also a control valve connected to the armature of the control electromagnet having a saddle connected to the inlet cavity and a channel connected to the cylinder control chamber, on the rod of which a main valve is mounted, spring-loaded to the normally closed saddle separating the cavities under water and drainage [2]
The technical drawback of the pneumatic (hydraulic) follow-up drive is the low reliability caused by impacts when approaching the extreme positions, possible with increasing pressure of the working medium, increasing the speed of the control object, and also due to losses of the working medium in case of failure (stopping at the start or intermediate positions ), due to the length of the process of switching the reed switches, the complexity of the gear transmission and pressure fluctuations at the inlet of the switchgear.

Технической задачей изобретения является повышение надежности за счет усовершенствования схемы привода и конструкции конечных выключателей, преобразователя вращения и распределителя с одновременным расширением диапазона регулирования и функциональных возможностей. An object of the invention is to increase reliability by improving the drive circuit and design of the limit switches, rotation converter and distributor while expanding the range of regulation and functionality.

Сущность изобретения заключается в том, что пневматический (гидравлический) следящий привод, содержащий последовательно связанные задающее устройство и сумматор, подключенный к управляющим электромагнитам распределительного устройства, соединенного с источником рабочей среды под давлением и с реверсивным пневмо(гидро)двигателем, вал которого связан зубчатой передачей с преобразователем вращения в перемещение выходного вала, соединенного с объектом регулирования, а также устройство обратной связи, соединенное с сумматором, и конечные выключатели, снабжен подключенными к сумматору блоком контроля давления источника рабочей среды, реле времени подачи рабочей среды и устройством определения координаты остановки выходного вала, включенным параллельно устройству обратной связи, а также блоком ограничения движущего момента, чувствительные элементы которого кинематически связаны с выходным валом и через конечные выключатели соединены с цепью электромагнитов распределительного устройства, при этом блок контроля давления выполнен с возможностью измерения скорости изменения давления и с возможностью формирования сигнала на отключение распределительного устройства от источника рабочей среды при превышении допустимой величины давления, а также сигнала на реверс выходного вала при превышении допустимого значения скорости изменения давления, блок ограничения движущего момента снабжен амортизатором, встроенным в преобразователь вращения, а пневмо(гидро)двигатель выполнен в виде струйного двигателя, преобразователь вращения может быть выполнен в виде передачи винт-гайка и кулисного механизма, поводок которого закреплен на гайке, а кулиса на выходном валу, при этом амортизатор установлен соосно винту со стороны, противоположной зубчатой передаче, преобразователь вращения может быть выполнен в виде червячного редуктора с неограниченным углом поворота вала, реле времени подачи рабочей среды выполнено с настройкой времени подачи в диапазоне 15 90 с, а распределительное устройство выполнено в виде двух параллельно включенных двухпозиционных распределителей, управляющие электромагниты которых подключены к сумматору с возможностью поочередного включения, и конечные выключатели установлены в одном блоке. The essence of the invention lies in the fact that a pneumatic (hydraulic) servo drive containing serially connected driving device and an adder connected to control electromagnets of a switchgear connected to a source of a working medium under pressure and with a reversing pneumatic (hydro) motor, the shaft of which is connected by a gear transmission with a rotation converter in the movement of the output shaft connected to the object of regulation, as well as a feedback device connected to the adder, and the final switches, equipped with a pressure source control unit for the working medium source, a time switch for the working medium supply and a device for determining the stop coordinate of the output shaft, connected in parallel with the feedback device, as well as a torque limiting unit, the sensitive elements of which are kinematically connected to the output shaft and through limit switches are connected to the circuit of the electromagnets of the switchgear, while the pressure control unit is configured to measure speed pressure changes and with the possibility of generating a signal to disconnect the switchgear from the source of the working medium when the permissible pressure is exceeded, as well as a signal to reverse the output shaft when the permissible value of the pressure change is exceeded, the torque limit unit is equipped with a shock absorber built into the rotation converter, and the air The (hydro) engine is made in the form of a jet engine, the rotation converter can be made in the form of a screw-nut transmission and a rocker mechanism, the dock of which is fixed on the nut, and the link on the output shaft, while the shock absorber is mounted coaxially to the screw from the side opposite the gear transmission, the rotation converter can be made in the form of a worm gear with an unlimited angle of rotation of the shaft, the time switch of the working medium is configured in the range of 15 90 s, and the switchgear is made in the form of two parallel-connected on-off valves, the control electromagnets of which are connected to the adder with the possibility of next turn, and limit switches installed in one block.

Сущность изобретения заключается также в том, что блок конечных выключателей пневматического (гидравлического) следящего привода, содержащий панель, на которой установлены регулируемые упоры, кинематически связанные центральным рычагом с выходным валом привода, а также нормально разомкнутые герконы, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с постоянным магнитом и включен в цепь соответствующего электромагнита распределительного устройства, соединенного с источником рабочей среды под давлением и с пневмо(гидро)двигателем, вал которого связан зубчатой передачей с преобразователем вращения в перемещение выходного вала, соединенного с объектом регулирования, снабжен двумя подпружиненными периферийными поворотными рычагами, на которых закреплены постоянные магниты, и двумя подпружиненными двухпозиционными защелками, установленными с возможностью поочередной фиксации периферийных рычагов с магнитами в положении замыкания герконов, при этом на центральном рычаге выполнен дополнительный упор для попеременного воздействия на периферийные рычаги, которые подпружинены и соединены между собой пружиной растяжения. The essence of the invention also lies in the fact that the terminal block of the pneumatic (hydraulic) servo drive, comprising a panel on which adjustable stops are mounted kinematically connected by a central lever with the output shaft of the drive, as well as normally open reed switches, each of which is mounted to interact with permanent magnet and is included in the circuit of the corresponding electromagnet of the switchgear connected to the source of the working medium under pressure and with pneumatic (hydro) movement a gear, the shaft of which is connected by a gear with a rotation converter to move the output shaft connected to the control object, is equipped with two spring-loaded peripheral rotary levers, on which the permanent magnets are fixed, and two spring-loaded double-position latches installed with the possibility of alternately fixing the peripheral levers with the magnets in position circuit of the reed switches, while on the central lever an additional emphasis is made for alternately acting on the peripheral levers which are spring-loaded and interconnected by a tension spring.

Кроме того, сущность изобретения заключается в том, что преобразователь вращения в перемещение выходного вала, содержащий корпус с входным валом, соединенным зубчатой передачей с пневмо(гидро)двигателем, и рабочим валом, кинематически связанным с выходным валом, соединенным с объектом регулирования, снабжен промежуточным механизмом передачи вращения, выполненным в виде корпуса, в котором закреплен зубчатый венец внутреннего зацепления и установлено эксцентрично и с возможностью вращения на входном валу зубчатое колесо, имеющее штыри на торцевой поверхности, обращенной к рабочему валу, при этом на последнем дополнительно закреплен диск со штырями на торцевой поверхности, обращенной к входному валу, а между диском и зубчатым колесом установлена пластина с прорезями для размещения штырей зубчатого колеса и диска с образованием плоской карданной передачи, при этом входной вал установлен на подшипниках, один из которых размещен в торце диска, а другой - в корпусе, причем зубчатое колесо установлено с помощью подшипников на эксцентрично выполненном пояске входного вала, а на штырях установлены подшипники. In addition, the invention lies in the fact that the rotation converter to move the output shaft, comprising a housing with an input shaft connected by a gear to a pneumatic (hydraulic) engine, and a working shaft kinematically connected with the output shaft connected to the control object, is provided with an intermediate a rotation transmission mechanism made in the form of a housing in which a gear rim of the internal gear is fixed and eccentrically and rotatably mounted on the input shaft, a gear wheel having pins and the end surface facing the working shaft, with the latter additionally securing a disk with pins on the end surface facing the input shaft, and a plate with slots is installed between the disk and the gear to accommodate the pins of the gear wheel and the disk with the formation of a flat cardan gear, while the input shaft is mounted on bearings, one of which is located at the end of the disk, and the other in the housing, and the gear is mounted using bearings on an eccentric belt of the input shaft, and pins and bearings installed.

Кроме того, сущность изобретения заключается в том, что распределитель для пневматического (гидравлического) следящего привода, содержащий корпус с полостью подвода рабочей среды под давлением от ее источника, полостью отвода к пневмо(гидро)двигателю и каналами сброса рабочей среды, а также управляющий клапан, связанный с якорем управляющего электромагнита, имеющий седло, соединенное с полостью подвода, и канал, соединенный с камерой управления цилиндра, на штоке которого установлен основной клапан, поджатый пружиной к нормально закрытому седлу, разделяющему полости подвода и отвода, снабжен установленным на входе в полость подвода нормально открытым регулятором давления, выполненным в виде размещенных в корпусе регулирующего поршня со штоком и неподвижного кольцевого седла, обращенного к торцу штока регулирующего поршня а последний размещен с образованием камеры низкого давления, в которой установлена пружина сжатия для отжима поршня со штоком от седла с образованием между ними зазора, соединенного обводным каналом с источником рабочей среды и выполненного шириной не менее 0,2 диаметра этого седла, при этом управляющий клапан выполнен с наружными продольными прорезями, с одним плоским торцем, на котором размещено уплотнительное кольцо, поджатое к его седлу, и с другим конусообразным торцем, опертым через свободно плавающую шпильку на подпружиненный якорь электромагнита, причем на торце штока регулирующего поршня выполнена выточка диаметром, равным 0,9 0,95 диаметра его седла, регулятор давления выполнен в отдельном корпусе, соединенном с корпусом распределителя дополнительным трубопроводом. In addition, the essence of the invention lies in the fact that the distributor for a pneumatic (hydraulic) follow-up drive, comprising a housing with a cavity for supplying a working medium under pressure from its source, a drain cavity to a pneumatic (hydro) engine and channels for dumping a working medium, and also a control valve connected to the anchor of the control electromagnet, having a saddle connected to the inlet cavity, and a channel connected to the cylinder control chamber, the main valve is installed on its stem, spring pressed to normally closed The saddle separating the inlet and outlet cavities is equipped with a normally open pressure regulator installed at the inlet of the inlet cavity, made in the form of a regulating piston with a rod located in the housing and a stationary annular saddle facing the end of the regulating piston rod, and the latter is placed with the formation of a low pressure chamber in which a compression spring is installed for squeezing the piston with the rod from the saddle with the formation of a gap between them, connected by a channel to the source of the working medium and made width at least 0.2 of the diameter of this saddle, while the control valve is made with external longitudinal slots, with one flat end face, on which a sealing ring is placed, pressed against its seat, and with another conical end face, supported through a freely floating pin on a spring-loaded electromagnet anchor moreover, a groove with a diameter equal to 0.9 0.95 of the diameter of its seat is made at the end of the rod of the control piston, the pressure regulator is made in a separate housing connected to the distributor housing by an additional pipeline.

На фиг. 1 изображена схема пневматического (гидравлического) следящего привода, на фиг. 2 конструкция распределителя, на фиг. 3 схема блока конечных выключателей, на фиг. 4 конструкция преобразователя вращения, на фиг. 5 вид по А фиг. 4. In FIG. 1 shows a diagram of a pneumatic (hydraulic) servo drive, FIG. 2 design of the distributor, in FIG. 3 diagram of the block of limit switches, in FIG. 4 design of a rotation transducer; FIG. 5 is a view according to A of FIG. 4.

Пневматический (гидравлический) следящий привод содержит последовательно связанные задающее устройство 1 и сумматора 2, подключенный к управляющим электромагнитам 3, 4 распределительного устройства, соединенного с источником рабочей среды под давлением (не изображен) и с реверсивным пневмо (или гидро) двигателем в виде струйного двигателя 5, вал 6 которого связан зубчатой передачей 7 с преобразователем 8 вращения в перемещение выходного вала 9, соединенного с объектом регулирования, например, задвижкой 10, а также датчик 11 и устройство 12 обратной связи, соединенное с сумматором 2, и конечные выключатели 13, 14. К сумматору 2 подключены блок 15 контроля давления источника рабочей среды, реле 16 времени подачи рабочей среды и устройство 17 определения координаты остановки выходного вала, включенное параллельно устройству 12. Чувствительные элементы 18, 19 блока 20 ограничения движущего момента кинематические связаны с валом 9 и через выключатели 13, 14 соединены с цепью электромагнитов 3, 4. Pneumatic (hydraulic) servo drive contains serially connected master device 1 and adder 2 connected to control electromagnets 3, 4 of a switchgear connected to a source of a working medium under pressure (not shown) and with a reversing air (or hydro) engine in the form of a jet engine 5, a shaft 6 of which is connected by a gear 7 to a rotation converter 8 to move an output shaft 9 connected to an object of regulation, for example, a valve 10, as well as a sensor 11 and a device 12 connection connected to the adder 2, and the limit switches 13, 14. The adder 2 is connected to the unit 15 for monitoring the pressure of the source of the working medium, the relay 16 time of the supply of the working medium and the device 17 for determining the coordinates of the stop of the output shaft, connected in parallel with the device 12. Sensitive elements 18 , 19 of the kinematic kinematic torque limiting unit 20 are connected to the shaft 9 and are connected to the circuit of the electromagnets 3, 4 through switches 13, 14.

Блок 15 выполнен с возможностью измерения скорости изменения давления и с возможностью формирования сигнала на отключение распределительного устройства от источника рабочей среды при превышении допустимой величины давления, а также сигнала на реверс вала 9 при превышении допустимого значения скорости изменения давления. Блок 20 снабжен амортизатором 21, встроенным в преобразователь 8, который может быть выполнен в виде передачи винт 22 гайка 23 и кулисного механизма, поводок 24 которого закреплен на гайке, а кулиса 25 на валу 9, при этом амортизатор 21 установлен соосно винту 22 со стороны, противоположной передаче 7. В других случаях преобразователь 8 может быть выполнен в виде червячного редуктора с неограниченным углом поворота вала (не изображено). Реле 16 выполнено с настройкой времени подачи в диапазоне 15 90 с. Распределительное устройство выполнено в виде параллельно включенных двухпозиционных распределителей, управляющие электромагниты 3, 4 которых подключены к сумматору 2 с возможностью поочередного включения. Конечные выключатели 13, 14 установлены в одном блоке 26. Block 15 is configured to measure the rate of change of pressure and with the possibility of generating a signal to disconnect the switchgear from the source of the working medium when the permissible pressure is exceeded, as well as a signal to reverse the shaft 9 when the allowable value of the rate of change of pressure is exceeded. Block 20 is equipped with a shock absorber 21, which is built into the transducer 8, which can be made in the form of a transmission screw 22 nut 23 and a rocker mechanism, a leash 24 of which is mounted on a nut, and a link 25 on the shaft 9, while the shock absorber 21 is mounted coaxially to the screw 22 from the side opposite to transmission 7. In other cases, the converter 8 may be made in the form of a worm gear with an unlimited angle of rotation of the shaft (not shown). Relay 16 is configured to set the feed time in the range 15 90 s. The switchgear is made in the form of parallel connected on-off distributors, control electromagnets 3, 4 of which are connected to the adder 2 with the possibility of alternating switching on. Limit switches 13, 14 are installed in one block 26.

Блок 26 содержит панель 27, на которой установлены регулируемые упоры 28, 29, кинематически связанные центральным рычагом 30 с валом 9, а также нормально разомкнутые герконы 31, 32, включенные в цепь электромагнитов 3, 4, подпружиненные периферийные поворотные рычаги 33, 34, на которых закреплены постоянные магниты 35, 36, и подпружиненные двухпозиционные защелки 37, 38, установленные с возможностью поочередной фиксации рычагов 33, 34 с магнитами 35, 36 в положении замыкания герконов 31, 32, при этом на рычаге 30 выполнен дополнительный упор 39 для попеременного воздействия на рычаги 33, 34, которые подпружинены и соединены между собой пружиной 40 растяжения. Block 26 contains a panel 27 on which adjustable stops 28, 29 are mounted, kinematically connected by the central lever 30 with the shaft 9, as well as normally open reed switches 31, 32 included in the electromagnets 3, 4, spring-loaded peripheral rotary levers 33, 34, on which are fixed with permanent magnets 35, 36, and spring-loaded on-off latches 37, 38, mounted with the possibility of alternately fixing the levers 33, 34 with magnets 35, 36 in the locked position of the reed switches 31, 32, with an additional stop 39 for alternating travel actions on levers 33, 34, which are spring-loaded and interconnected by a tension spring 40.

Преобразователь 8 имеет корпус 41 с входным валом 42, соединенным передачей 7 со струйным двигателем 5, и рабочим валом 43, кинематически связанным с валом 9, а также промежуточный механизм передачи вращения, выполненный в виде корпуса 44, в котором закреплен зубчатый венец 45 внутреннего зацепления и установлено эксцентрично и с возможностью вращения на валу 42 зубчатое колесо 46, имеющее штыри 47, 48 на торцевой поверхности, обращенной к валу 43, при этом на последнем закреплен диск 49 со штырями 50, 51 на торцевой поверхности, обращенной к валу 42, а между диском 49 и зубчатым колесом 46 установлена пластина 52 с прорезями (не обозначены) для размещения штырей 47, 48, 50, 51 причем вал 42 установлена на подшипниках 53, 54, один из которых размещен в торце диска 49, а другой в корпусе 44. Зубчатое колесо 46 установлено с помощью подшипников 55, 56 на эксцентрично выполненном пояске 57 вала 42, а на штырях 47, 48, 50, 51 установлены подшипники (не изображены). Каждый из распределителей 58, 59 содержит корпус 60 с полостью 61 подвода рабочей среды под давлением от ее источника, полость 62 отвода к двигателю 5 и каналы 63, 64 сброса рабочей среды, а также управляющий клапан 65, связанный с якорем 66 электромагнита 3(4), имеющий седло 67, соединенное с полостью 61, и канал 68, соединенный с камерой 69 управления цилиндра 70, на штоке 71 которого установлен основной клапан 72, поджатый пружиной 73 к нормально закрытому седлу 74, разделяющему полости 61, 62. На входе в полость 61 установлен нормально открытый регулятор 75 давления в виде размещенных в корпусе 76 регулирующего поршня 77 со штоком 78 и неподвижного кольцевого седла 79, обращенного к торцу штока 78, а последний размещен с образованием камеры 80 низкого давления, в которой установлена пружина 81 сжатия для отжима поршня со штоком 78 от седла 79 с образованием между ними зазора "Н", соединенного обводным каналом 82 с источником рабочей среды и выполненного шириной не менее 0,2 диаметра седла 79. Клапан 65 выполнен с наружными продольными прорезями 83 с плоским торцем, на котором размещено уплотнительное кольца, поджатое к седлу 67 (не обозначено), и с конусообразным другим торцем, опертым через свободноплавающую шпильку 84 на якорь 66. На торце штока 71 выполнена выточка 85 диаметром, равным 0,9 0,95 диаметра седла 79. Регулятор 75 может быть выполнен в отдельном корпусе 76, соединенном с корпусом 60 дополнительным трубопроводом (не изображено). The Converter 8 has a housing 41 with an input shaft 42 connected by a transmission 7 to a jet engine 5, and a working shaft 43 kinematically connected with the shaft 9, as well as an intermediate rotation transmission mechanism made in the form of a housing 44, in which a gear ring 45 of the internal engagement is fixed and a gear 46 is mounted eccentrically and rotatably on the shaft 42, having pins 47, 48 on the end surface facing the shaft 43, and a disk 49 with pins 50, 51 on the end surface facing the shaft 42 is mounted on the latter, and between suit 49 and gear 46 mounted plate 52 with slots (not marked) to accommodate the pins 47, 48, 50, 51, and the shaft 42 is mounted on bearings 53, 54, one of which is located at the end of the disk 49, and the other in the case 44. The gear wheel 46 is mounted using bearings 55, 56 on an eccentric belt 57 of the shaft 42, and bearings (not shown) are mounted on the pins 47, 48, 50, 51. Each of the distributors 58, 59 contains a housing 60 with a cavity 61 for supplying a working medium under pressure from its source, a cavity 62 for outlet to the engine 5 and channels 63, 64 for discharging the working medium, as well as a control valve 65 connected to the armature 66 of the electromagnet 3 (4 ), having a seat 67 connected to the cavity 61, and a channel 68 connected to the control chamber 69 of the cylinder 70, on the stem 71 of which there is a main valve 72, pressed by a spring 73 to the normally closed seat 74 separating the cavities 61, 62. At the entrance to cavity 61 a normally open pressure regulator 75 is installed in the form of a control piston 77 with a rod 78 and a fixed annular saddle 79 located in the housing 76 and facing the end face of the rod 78, and the latter is placed with the formation of a low pressure chamber 80, in which a compression spring 81 is installed for squeezing the piston with the rod 78 from the saddle 79 s the formation of a gap “H” between them, connected by a bypass channel 82 to a source of the working medium and made with a width of at least 0.2 diameter of the seat 79. The valve 65 is made with external longitudinal slots 83 with a flat end on which the o-ring is placed, to the saddle 67 (not indicated), and with a conical other end, supported through the free-floating pin 84 to the anchor 66. On the end of the rod 71, a recess 85 is made with a diameter equal to 0.9 0.95 of the diameter of the saddle 79. The regulator 75 can be made separately a housing 76 connected to the housing 60 by an additional conduit (not shown).

Каждая пара геркон 31(32) магнит 35(36) представляет собой конечный выключатель 13(14). Защелки 37, 38 оперты упруго на неподвижные элементы 86, 87, вал 42 в некоторых случаях может быть связан с передачей 7 с помощью зубчатой пары 90, а вал 43 установлен на подшипниках 88, 89. Цилиндр 70 имеет поршень 91, а якорь 66 подпружинен пружиной 92. В корпусе 60 выполнены соединительные каналы 93, 94. Шпилька 84 вставлена с зазором, обеспечивающим сброс давления из камер 95, 69 при закрытом седле 67 клапана 65. Передача 7 имеет ручной дублер 96. Each reed switch 31 (32) magnet 35 (36) is a limit switch 13 (14). The latches 37, 38 are supported elastically on the stationary elements 86, 87, the shaft 42 in some cases can be connected to the gear 7 using a gear pair 90, and the shaft 43 is mounted on bearings 88, 89. The cylinder 70 has a piston 91, and the armature 66 is spring loaded spring 92. In the housing 60, the connecting channels 93, 94 are made. The pin 84 is inserted with a gap providing pressure relief from the chambers 95, 69 with the valve seat 65 closed 67. The transmission 7 has a manual override 96.

Пневматический (гидравлический) следящий привод, блок конечных выключателей, преобразователь вращения и распределитель работают совместно следующим образом. Pneumatic (hydraulic) servo drive, the block of limit switches, the rotation Converter and the distributor work together as follows.

При поступлении на задающее устройство 1 сигнала на поворот объекта регулирования 10 этот сигнал подается на электромагнит 3(4) распределителя 58(59). Цепь замыкается через конечный выключатель 13(14), причем соответствующий геркон 31(32) замкнут полем постоянного магнита 35(36). Электромагнит 3 срабатывает, притягивая якорь 66 и сжимая пружину 92. Клапан 65 под действием давления полости 61 перемещается влево (по чертежу) и перекрывает своим конусообразным торце сброс рабочей среды из камер 61, 95 через канал 63 и одновременно открывает проход рабочей среды (например, газа) в камеру 69 цилиндра 70. Под действием давления газа поршень 91 со штоком 71 и клапаном 72 перемещаются влево, сжимая пружину 73, и открывают доступ газа из полости 61 в полость 62 и далее в двигатель 5. Газ, поступая в двигатель 5, создает реактивный движущий момент на валу 6, который передается зубчатой передачей 7, винтом 22, гайкой 23, поводком 24и кулисой 25 выходному валу 9. При повороте вала 9 в данном случае против часовой стрелки рычаг 30 своим упором 39 поворачивает рычаг 33 и заводит его за выступ защелки 37, перебрасывая магнит 35 к геркону 31, при этом магнит 35 своим полем замыкает контакты геркона 31 и подготавливает цепь к прохождению противоположного сигнала. Взаимное расположение рычагов 30 и 33, 34 становится одинаковым, т. е. при дальнейшем движении вала 9 герконы 31, 32 одновременно замкнуты и подготовлены к прохождению задающего сигнала в любом направлении. Upon receipt of a signal to the driver 1 to turn the control object 10, this signal is supplied to the electromagnet 3 (4) of the distributor 58 (59). The circuit is closed through the limit switch 13 (14), and the corresponding reed switch 31 (32) is closed by the permanent magnet field 35 (36). The electromagnet 3 is activated by attracting the armature 66 and compressing the spring 92. The valve 65 moves under the pressure of the cavity 61 to the left (according to the drawing) and closes its conical end to the discharge of the working medium from the chambers 61, 95 through the channel 63 and at the same time opens the passage of the working medium (for example, gas) into the chamber 69 of the cylinder 70. Under the action of gas pressure, the piston 91 with the rod 71 and the valve 72 move to the left, compressing the spring 73, and open the gas from the cavity 61 into the cavity 62 and then into the engine 5. Gas entering the engine 5, creates jet propulsion on the shaft 6, which is transmitted by a gear 7, a screw 22, a nut 23, a lead 24 and a link 25 to the output shaft 9. When turning the shaft 9 in this case, counterclockwise, the lever 30 pivots the lever 33 with its stop 39 and leads it over the protrusion of the latch 37, transferring the magnet 35 to the reed switch 31, while the magnet 35 closes the contacts of the reed switch 31 with its field and prepares the circuit for the passage of the opposite signal. The mutual arrangement of the levers 30 and 33, 34 becomes the same, that is, with further movement of the shaft 9, the reed switches 31, 32 are simultaneously closed and prepared for the setting signal to pass in any direction.

При подходе вала 9 к новому крайнему положению рычаг 30 своим упором 28 нажимает левый конец защелки 38 и поворачивает ее против часовой стрелки, освобождая рычаг 34, который под действием пружины 40 перебрасывается, в результате чего его поле перестает действовать на геркон 32, последний размыкается и разрывает цепь подачи сигнала на электромагнит 3. В результате пружина 92 возвращает якорь 66 и с ним шпильку 84 и клапан 65 в исходное положение и прекрывает подачу газа в камеру 69. Одновременно газ из камеры 69 через зазор шпильки 84 и канал 63 сбрасывается, например, в атмосферу, под действием пружины 73 и давление в полости 61 клапан 72 прижимается к седлу 74 и прекращает подачу газа в двигатель 5, а вал 9 останавливается в крайнем положении. When the shaft 9 approaches the new extreme position, the lever 30 with its focus 28 pushes the left end of the latch 38 and rotates it counterclockwise, releasing the lever 34, which is thrown by the action of the spring 40, as a result of which its field ceases to act on the reed switch 32, the latter opens and breaks the signal supply circuit to the electromagnet 3. As a result, the spring 92 returns the armature 66 and with it the pin 84 and valve 65 to its original position and cuts off the gas supply to the chamber 69. At the same time, gas from the chamber 69 through the gap of the pin 84 and the channel 63 is discharged I, for example, into the atmosphere, under the action of a spring 73 and the pressure in the cavity 61, the valve 72 is pressed against the seat 74 and stops the gas supply to the engine 5, and the shaft 9 stops in its extreme position.

При установке кулисы 25 в положении упора винт 22 ввинчивается в гайку 23, сжимая амортизатор 21, что уменьшает силу удара при остановке. В случае "заедания" объекта регулирования или элементов привода может возникнуть избыточный движущий момент. Тогда блок 20 с помощью соответствующего чувствительного элемента 18(19) разрывает цепь подачи сигнала на электромагнит 3(4) и тем самым прекращает подачу газа двигателю 5. В том случае, если в результате аварии не произошло отключение привода по сигналам герконов 31, 32 или блока 20, реле 16 после истечения заданного времени отработки сигнала задающего устройства 1, прекратит подачу газа двигателю 5, что позволяет избежать потерь рабочей среды, а также подаст звуковой или иной сигнал аварии. Кроме того, устройство 17 при выявлении остановки вала 9 в несанкционированном положении прекратит подачу газа двигателю 5 в любой текущий момент времени или даст команду на реверс последнего для снижения силы удара в крайнем положении. When installing the wings 25 in the stop position, the screw 22 is screwed into the nut 23, compressing the shock absorber 21, which reduces the force of impact when stopped. In the event of a "jamming" of the control object or drive elements, excessive driving torque may occur. Then, the unit 20, using the corresponding sensing element 18 (19), breaks the signal supply circuit to the electromagnet 3 (4) and thereby stops the gas supply to the engine 5. In the event that the drive did not trip as a result of the accident according to the signals of the reed switches 31, 32 or unit 20, relay 16 after a predetermined time for processing the signal of the master device 1, stops the gas supply to the engine 5, which avoids the loss of the working environment, and also gives an audible or other alarm signal. In addition, the device 17 when detecting a stop of the shaft 9 in an unauthorized position will stop the gas supply to the engine 5 at any current time or give a command to reverse the latter to reduce the impact force in the extreme position.

При давлении рабочей среды в заданных пределах (от 0 до 3,0 МПа), поршень 77 находится под действием пружины 81 в крайнем левом положении и величина зазора "Н" обеспечивает площадь прохода газа, равную сечению седла 79. При этом газ протекает как через седло 79, так и по зазорам поршня 77 и штока 78, так как для надежности работы они не имеют уплотнений. В силу течения газа на кольцевом дросселе "Н" между седлом 79 и торцем штока 78 имеется некоторое падение давления и давление в полости 61 ниже давления в канале 82. При увеличении давления источника питания (например, в сети, управляемой заслонкой 10) эта разность увеличивается и формируется усилие, перемещающее поршень 77 со штоком 78 в направлении седла 79 и уменьшающее ширину зазора "Н", чем обеспечивается поддержание уровня давления в полости 61 в заданных пределах, т.е. стабилизируется работа привода в более широком диапазоне условий эксплуатации. В том случае, если рост давления в сети превысит допустимую величину, блок 15 полностью отключает распределители 58, 59 от источника рабочей среды, а при превышении допустимого значения скорости изменения давления блок 15 формирует сигнал на реверс вала 9 путем переключения электромагнитов 3, 4. При вращении двигателя 5 с валом 6 вращение передается на вал 42 и колесо 46 катится по внутренней поверхности венца 45, вращаясь вокруг собственной оси. Это вращение с помощью штырей 47, 48, 50, 51 и пластины 52 передается валу 43 и далее валу 9 через кулису 25. Передаточное отношение этого промежуточного механизма определяется из соотношения:

где Z₁ число зубьев венца 45, Z₂ число зубьев колеса 46.When the pressure of the working medium is within the specified limits (from 0 to 3.0 MPa), the piston 77 is under the action of the spring 81 in the extreme left position and the clearance “H” provides a gas passage area equal to the cross section of the seat 79. In this case, the gas flows through the seat 79, and the gaps of the piston 77 and the rod 78, since for reliability they do not have seals. Due to the gas flow on the annular throttle "N" between the seat 79 and the end face of the rod 78, there is a certain pressure drop and the pressure in the cavity 61 is lower than the pressure in the channel 82. With increasing pressure of the power supply (for example, in the network controlled by the shutter 10), this difference increases and a force is formed that moves the piston 77 with the rod 78 in the direction of the seat 79 and reduces the clearance width "N", which ensures that the pressure level in the cavity 61 is maintained within specified limits, i.e. Drive operation stabilizes over a wider range of operating conditions. In the event that the pressure increase in the network exceeds the permissible value, block 15 completely disconnects the valves 58, 59 from the source of the working medium, and if the permissible value of the pressure change rate is exceeded, block 15 generates a signal to reverse the shaft 9 by switching

electromagnets

3, 4. When rotation of the engine 5 with the shaft 6, the rotation is transmitted to the shaft 42 and the wheel 46 rolls on the inner surface of the crown 45, rotating around its own axis. This rotation using the

pins

47, 48, 50, 51 and the plate 52 is transmitted to the shaft 43 and then to the shaft 9 through the wings 25. The gear ratio of this intermediate mechanism is determined from the ratio:

where Z _{1 the} number of teeth of the crown 45, Z _{2 the} number of teeth of the wheel 46.

При Z₁ 200 и Z₂ 198, передаточное отношение равно 100. Такой диапазон изменения числа оборотов позволяет расширить функциональные возможности привода для управления с помощью быстровращающегося струйного двигателя 5 тихоходными объектами регулирования.With Z ₁ 200 and Z ₂ 198, the gear ratio is 100. Such a range of changes in the number of revolutions allows you to expand the functionality of the drive to control 5 low-speed control objects with the help of a fast-rotating jet engine.

Таким образом, в результате использования изобретения увеличивается диапазон применения привода с его элементами, улучшается качество переходных процессов, снижаются сила ударов и потери рабочей среды, осуществляется многокомпонентный контроль режима работы и его оптимизация при изменении условий работы в крайних и промежуточных положениях объекта регулирования, что обеспечивает в совокупности повышение надежности и расширение функциональных возможностей, т.е. решение поставленной технической задачи. Thus, as a result of the use of the invention, the range of application of the drive with its elements is increased, the quality of transients is improved, the impact force and loss of the working environment are reduced, multicomponent monitoring of the operating mode and its optimization when changing working conditions in the extreme and intermediate positions of the control object, which ensures collectively improving reliability and expanding functionality, i.e. the solution of the technical task.

Claims

1. Пневматический (гидравлический) следящий привод, содержащий последовательно связанные задающее устройство и сумматор, подключенный к управляющим электромагнитам распределительного устройства, соединенного с источником рабочей среды под давлением и с реверсивным пневмо(гидро)двигателем, вал которого связан зубчатой передачей с преобразователем вращения в перемещение выходного вала, соединенного с объектом регулирования, а также устройство обратной связи, соединенное с сумматором, и конечные выключатели, отличающийся тем, что он снабжен подключенными к сумматору блоком контроля давления источника рабочей среды, реле времени подачи рабочей среды и устройством определения координаты остановки выходного вала, включенным параллельно устройству обратной связи, а также блоком ограничения движущего момента, чувствительные элементы которого кинематически связаны с выходным валом и через конечные выключатели соединены с цепью электромагнитов распределительного устройства. 1. Pneumatic (hydraulic) servo drive, containing serially connected master device and adder, connected to control electromagnets of a switchgear connected to a source of a working medium under pressure and with a reversing pneumatic (hydro) motor, the shaft of which is connected by a gear transmission with a rotary to displacement transducer the output shaft connected to the object of regulation, as well as a feedback device connected to the adder, and limit switches, characterized in that it is It is loaded with a pressure source control unit for the working medium source, a time switch for the working medium supply and a device for determining the stop coordinate of the output shaft, connected in parallel with the feedback device, as well as a torque limiting unit, the sensitive elements of which are kinematically connected to the output shaft and are connected via limit switches with a circuit of electromagnets of a switchgear.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что блок контроля давления выполнен с возможностью измерения скорости изменения давления и с возможностью формирования сигнала на отключение распределительного устройства от источника рабочей среды при превышении допустимой величины давления, а также сигнала на реверс выходного вала при превышении допустимого значения скорости изменения давления. 2. The drive according to claim 1, characterized in that the pressure monitoring unit is configured to measure the rate of change of pressure and with the possibility of generating a signal to disconnect the switchgear from the source of the working medium when the permissible pressure is exceeded, and also a signal to reverse the output shaft when exceeded permissible value of the rate of change of pressure.

3. Привод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что блок ограничения движущего момента снабжен амортизатором, встроенным в преобразователь вращения, а пневмо(гидро)двигатель выполнен в виде струйного двигателя. 3. The drive according to claims 1 and 2, characterized in that the torque limit unit is equipped with a shock absorber integrated in the rotation converter, and the pneumatic (hydro) engine is made in the form of a jet engine.

4. Привод по пп.1-3, отличающийся тем, что преобразователь вращения выполнен в виде передачи винт-гайка и кулисного механизма, поводок которого закреплен на гайке, а кулиса на выходном валу, при этом амортизатор установлен соосно винту со стороны, противоположной зубчатой передаче. 4. The drive according to claims 1 to 3, characterized in that the rotation converter is made in the form of a screw-nut gear and a link mechanism, the leash of which is fixed on the nut, and the link on the output shaft, while the shock absorber is mounted coaxially to the screw from the side opposite the gear transmission.

5. Привод по пп.1 и 2, отличающийся тем, что преобразователь вращения выполнен в виде червячного редуктора с неограниченным углом поворота вала. 5. The drive according to claims 1 and 2, characterized in that the rotation converter is made in the form of a worm gear with an unlimited angle of rotation of the shaft.

6. Привод по п.1, отличающийся тем, что реле времени подачи рабочей среды выполнено с настройкой времени подачи в диапазоне 15-90 с. 6. The drive according to claim 1, characterized in that the time switch for the supply of the working medium is configured with a feed time in the range of 15-90 s.

7. Привод по пп.1-6, отличающийся тем, что распределительное устройство выполнено в виде двух параллельно включенных двухпозиционных распределителей, управляющие электромагниты которых подключены к сумматору с возможностью поочередного включения. 7. The drive according to claims 1-6, characterized in that the switchgear is made in the form of two parallel-connected on-off valves, the control electromagnets of which are connected to the adder with the possibility of alternating switching on.

8. Привод по пп.1-7, отличающийся тем, что конечные выключатели установлены в одном блоке. 8. The drive according to claims 1 to 7, characterized in that the limit switches are installed in one unit.

9. Блок конечных выключателей пневматического (гидравлического) привода, содержащий панель, на которой установлены регулируемые упоры, кинематически связанные центральным рычагом с выходным валом привода, а также нормально разомкнутые герконы, каждый из которых установлен с возможностью взаимодействия с постоянным магнитом и включен в цепь соответствующего электромагнита распределительного устройства, соединенного с источником рабочей среды под давлением и с пневмо(гидро)двигателем, вал которого связан зубчатой передачей с преобразователем вращения в перемещение выходного вала, соединенного с объектом регулирования, отличающийся тем, что он снабжен двумя подпружиненными периферийными поворотными рычагами, на которых закреплены постоянные магниты, и двумя подпружиненными двухпозиционными защелками, установленными с возможностью поочередной фиксации периферийных рычагов с магнитами в положении замыкания герконов, при этом на центральном рычаге выполнен дополнительный упор для попеременного воздействия на периферийные рычаги. 9. A block of limit switches for a pneumatic (hydraulic) drive, comprising a panel on which adjustable stops are installed, kinematically connected by a central lever to the output shaft of the drive, as well as normally open reed switches, each of which is installed with the possibility of interaction with a permanent magnet and is included in the circuit of the corresponding an electromagnet of a switchgear connected to a source of a working medium under pressure and to a pneumatic (hydro) engine, the shaft of which is connected by a gear transmission to the converter The rotation of the movement of the output shaft connected to the object of regulation, characterized in that it is equipped with two spring-loaded peripheral rotary levers, on which the permanent magnets are fixed, and two spring-loaded double-position latches installed with the possibility of alternately fixing the peripheral levers with magnets in the closed position of the reed switches, at the same time, an additional emphasis is made on the central lever for alternately acting on the peripheral levers.

10. Блок по п.9, отличающийся тем, что периферийные рычаги подпружинены и соединены между собой пружиной растяжения. 10. The block according to claim 9, characterized in that the peripheral levers are spring-loaded and interconnected by a tension spring.

11. Преобразователь вращения в перемещение выходного вала, содержащий корпус с входным валом, соединенным зубчатой передачей с пневмо(гидро)двигателем, и рабочим валом, кинематически связанным с выходным валом, соединенным с объектом регулирования, отличающийся тем, что он снабжен промежуточным механизмом передачи вращения, выполненным в виде корпуса, в котором закреплен зубчатый венец внутреннего зацепления и установлено эксцентрично и с возможностью вращения на входном валу зубчатое колесо, имеющее штыри на торцевой поверхности, обращенной к рабочему валу, причем на последнем дополнительно закреплен диск со штырями на торцевой поверхности, обращенной к входному валу, а между диском и зубчатым колесом установлена пластина с прорезями для размещения штырей зубчатого колеса и диска с образованием плоской карданной передачи, при этом входной вал установлен на подшипниках, один из которых размещен в торце диска, а другой в корпусе. 11. The rotation Converter in the movement of the output shaft, comprising a housing with an input shaft connected by a gear with a pneumatic (hydraulic) engine, and a working shaft kinematically connected with the output shaft connected to the object of regulation, characterized in that it is equipped with an intermediate rotation transmission mechanism made in the form of a housing in which a gear ring of internal gearing is fixed and eccentrically mounted and rotatably mounted on the input shaft, a gear wheel having pins on the end surface which is attached to the working shaft, the latter additionally secured with a disk with pins on the end surface facing the input shaft, and a plate with slots is installed between the disk and the gear to accommodate the pins of the gear wheel and the disk with the formation of a flat cardan drive, while the input shaft is installed on bearings, one of which is located at the end of the disk, and the other in the housing.

12. Преобразователь по п.11, отличающийся тем, что зубчатое колесо установлено с помощью подшипников на эксцентрично выполненном пояске входного вала. 12. The Converter according to claim 11, characterized in that the gear wheel is mounted using bearings on an eccentrically made belt of the input shaft.

13. Преобразователь по пп.11 и 12, отличающийся тем, что на штырях установлены подшипники. 13. The converter according to claims 11 and 12, characterized in that the bearings are mounted on the pins.

14. Распределитель для пневматического (гидравлического) следящего привода, содержащий корпус с полостью подвода рабочей среды под давлением от ее источника, полостью отвода к пневмо(гидро)двигателю и каналами сброса рабочей среды, а также управляющий клапан, связанный с якорем управляющего электромагнита, имеющий седло, соединенное с полостью подвода, и канал, соединенный с камерой управления цилиндра, на штоке которого установлен основной клапан, поджатый пружиной к нормально закрытому седлу, разделяющему полости подвода и отвода, отличающийся тем, что он снабжен установленным на входе в полость подвода нормально открытым регулятором давления, выполненным в виде размещенных в корпусе регулирующего поршня со штоком и неподвижного кольцевого седла, обращенного к торцу штока регулирующего поршня, а последний размещен с образованием камеры низкого давления, в которой установлена пружина сжатия для отжима поршня со штоком от седла с образованием между ними зазора, соединенного обводным каналом с источником рабочей среды и выполненного с шириной не менее 0,2 диаметра этого седла, при этом управляющий клапан выполнен с наружными продольными прорезями, с одним плоским торцом, на котором размещено уплотнительное кольцо, поджатое к его седлу, и с другим конусообразным торцом, опертым через свободно плавающую шпильку на подпружиненный якорь электромагнита. 14. A distributor for a pneumatic (hydraulic) servo drive, comprising a housing with a cavity for supplying a working medium under pressure from its source, a discharge cavity to a pneumatic (hydraulic) engine and channels for discharging a working medium, and also a control valve connected to the armature of the control electromagnet, a saddle connected to the inlet cavity and a channel connected to the cylinder control chamber, on the stem of which a main valve is mounted, spring-loaded to the normally closed saddle separating the inlet and outlet cavities, characterized in that it is equipped with a normally open pressure regulator installed at the inlet of the inlet cavity, made in the form of a regulating piston with a rod located in the housing and a fixed annular saddle facing the end of the regulating piston rod, and the latter is placed with the formation of a low-pressure chamber in which a compression spring is installed for squeezing the piston with the rod from the saddle with the formation of a gap between them, connected by a channel to the source of the working medium and made with a width of at least 0.2 of this diameter saddles, while the control valve is made with external longitudinal slots, with one flat end face, on which a sealing ring is placed, pressed against its seat, and with another conical end face, supported through a freely floating pin on a spring-loaded electromagnet anchor.

15. Распределитель по п.14, отличающийся тем, что на торце штока регулирующего поршня выполнена выточка с диаметром, равным 0,9-0,95 диаметра его седла. 15. The distributor according to claim 14, characterized in that a recess with a diameter equal to 0.9-0.95 of the diameter of its saddle is made on the end face of the regulating piston rod.

16. Распределитель по пп.14 и 15, отличающийся тем, что регулятор давления выполнен в отдельном корпусе, соединенном с корпусом распределителя дополнительным трубопроводом. 16. The distributor according to claims 14 and 15, characterized in that the pressure regulator is made in a separate housing connected to the distributor housing by an additional pipeline.