RU2564157C2 - Drive for pipeline valves - Google Patents

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: invention relates to drives for the pipeline valves. The pipeline valve drive contains a first gearbox with input and output shafts installed coaxially, motor. The said motor is connected with input shaft of the first gearbox ensuring the possibility of the rotation transmission to the input shaft of the said gearbox. The lock device is made with possibility to lock the motor shaft. The manual drive is connected with the first gearbox via the worm gear ensuring possibility of the rotation transmission of the manual drive to the output shaft of the said gearbox. The worm of the worm gear is made with the possibility of the progressive axial movement limited by the resilient elements, due to transmission to it of part of the motor torque. The drive contains motor switches, made with possibility of their activation by the worm interaction with them, at its progressive axial movement, and output shaft of the drive with the difference that it contains double-side limiting coupling to limit torque, by means of the coupling the motor with input shaft of the first gearbox, and second gearbox connected with the first gearbox with possibility of the rotation transmission from the first gearbox to the output shaft of the drive.

EFFECT: invention reduces probability of damage of the gear or other system components.

8 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к области приводных устройств, в частности к приводным устройствам для трубопроводной арматуры.The present invention relates to the field of actuating devices, in particular to actuating devices for pipe fittings.

Уровень техникиState of the art

Приводные устройства применяются в различных отраслях промышленности. Они широко используются для перемещения регулирующих органов трубопроводной арматуры, например в нефтегазовой или судовой промышленности. Приводные устройства преобразуют входной импульсный электрический сигнал во вращательное или поступательное движение выходного вала.Drive devices are used in various industries. They are widely used to move the regulatory bodies of pipe fittings, for example, in the oil and gas or ship industry. Drive devices convert the input pulsed electrical signal into rotational or translational motion of the output shaft.

Из заявки US 2006081800 A1 известен привод для управления клапаном. Данный привод содержит двигатель, выполненный с возможностью приведения в действие клапана, связанного с выходным валом двигателя. Кроме того, привод содержит регулировочное колесо для ручного управления приводом и его настройки. При этом привод дополнительно содержит соединительное устройство, выполненное с возможностью переключения типа управления клапаном между управлением двигателем и ручным управлением при помощи регулировочного колеса. Недостатками данной системы являются необходимость переключения между типами управления, а также высокая вероятность поломки двигателя или других составляющих системы при образовании избыточного момента на выходном валу двигателя, возникающего, например, при затрудненном передвижении клапана.From the application US 2006081800 A1 known actuator for controlling a valve. The actuator comprises an engine configured to actuate a valve coupled to the output shaft of the engine. In addition, the drive contains an adjustment wheel for manual control of the drive and its settings. The drive further comprises a connecting device configured to switch the valve control type between engine control and manual control by means of an adjustment wheel. The disadvantages of this system are the need to switch between types of control, as well as the high probability of breakdown of the engine or other components of the system when excessive torque is generated on the output shaft of the engine, which occurs, for example, when valve movement is difficult.

Из патента US 4616528 A известен привод для управления клапаном, в котором по меньшей мере частично устранены указанные недостатки и который является наиболее близким аналогом настоящего изобретения. Данный привод содержит входной вал, приводимый в действие двигателем. Далее момент передается на выходной вал через систему передач. Кроме того, первая передача указанной системы также взаимодействует с червячной передачей, которая может управляться вручную для ручного приведения в действие клапана. Червячная передача имеет возможность осевого смещения, ограниченного пружинами, так что когда выходной вал достигает крайних положений или к нему прикладывается избыточный момент (например, когда движение выходного вала затруднено или он заблокирован), движение передается на червячную передачу. На выходном валу установлены регулируемые стопоры, выполненные с возможностью ограничения поворота выходного вала. В местах, соответствующих крайним положениям червячной передачи, расположены ограничительные переключатели, выполненные с возможностью прекращения подачи входящего момента. Однако после срабатывания ограничительных переключателей и стопоров выходного вала, выбег, или остаточный момент, двигателя может привести к поломке передачи, иными словами избыточный момент на двигателе не будет компенсирован и приведет к поломке передачи или других составляющих системы. Также поломка может возникнуть в случае, если по какой-либо причине, при возникновении избыточного момента на выходном валу, отключение двигателя не произошло. Кроме того, существует вероятность поломки системы при образовании избыточного момента при ручном управлении.From US Pat. No. 4,616,528 A, a valve control actuator is known which at least partially eliminates these drawbacks and which is the closest analogue of the present invention. This drive contains an input shaft driven by a motor. Next, the moment is transmitted to the output shaft through the transmission system. In addition, the first gear of said system also interacts with a worm gear, which can be manually controlled to manually actuate the valve. The worm gear has the possibility of axial displacement limited by springs, so that when the output shaft reaches extreme positions or an excessive torque is applied to it (for example, when the output shaft is difficult to move or is blocked), the movement is transmitted to the worm gear. Adjustable stoppers are mounted on the output shaft, configured to limit the rotation of the output shaft. In places corresponding to the extreme positions of the worm gear, restrictive switches are arranged to cut off the supply of incoming torque. However, after the operation of the limit switches and the output shaft stoppers, a run-out or residual moment of the engine can cause transmission failure, in other words, excess torque on the engine will not be compensated and will lead to failure of the transmission or other components of the system. Also, a breakdown can occur if, for any reason, when an excessive moment has occurred on the output shaft, the engine has not been switched off. In addition, there is a likelihood of system breakdown during the formation of excess torque during manual control.

Таким образом, задачей предлагаемого изобретения является снижение или исключение вероятности поломки передачи или других составляющих системы, и, как следствие, обеспечение возможности использования быстроходного двигателя, обладающего большими выбегами, для уменьшения времени, затрачиваемого на операцию открытия или закрытия трубопроводной арматуры.Thus, the objective of the invention is to reduce or eliminate the likelihood of failure of the transmission or other components of the system, and, as a consequence, the possibility of using a high-speed engine with large outruns to reduce the time taken to open or close the valve.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Указанная задача решена путем создания приводного устройства для трубопроводной арматуры с новой системой компенсации избыточного момента, возникающего на выходном валу.This problem is solved by creating a drive device for pipe fittings with a new system for compensating for excess torque arising on the output shaft.

В частности, указанная задача решена благодаря приводному устройству для трубопроводной арматуры, содержащему редуктор, который содержит выходной и входной валы, установленные соосно; двигатель, соединенный с входным валом редуктора с обеспечением возможности передачи поворотного движения двигателя на выходной вал редуктора; блокировочное устройство, выполненное с возможностью блокировки вала двигателя; ручной привод, соединенный с редуктором через червячную передачу с обеспечением возможности передачи поворотного движения ручного привода на выходной вал редуктора. При этом червяк червячной передачи выполнен с возможностью поступательного осевого перемещения, ограниченного упругими элементами, за счет передачи на него по меньшей мере части момента двигателя, а приводное устройство содержит выключатели двигателя, выполненные с возможностью приведения их в действие посредством взаимодействия с ними червяка, при его поступательном осевом перемещении. Причем приводное устройство дополнительно содержит двустороннюю ограничительную муфту для ограничения момента, установленную между двигателем и входным валом редуктора.In particular, this problem is solved thanks to the drive device for pipe fittings, containing a gearbox that contains the output and input shafts mounted coaxially; an engine connected to the input shaft of the gearbox with the possibility of transmitting the rotary movement of the motor to the output shaft of the gearbox; a locking device configured to lock the motor shaft; a manual drive connected to the gearbox through a worm gear with the possibility of transmitting the rotary movement of the manual drive to the output shaft of the gearbox. In this case, the worm of the worm gear is made with the possibility of translational axial movement limited by the elastic elements by transmitting at least part of the engine torque to it, and the drive device contains motor switches configured to actuate them by interacting with the worm, when translational axial movement. Moreover, the drive device further comprises a two-way restriction clutch for torque limitation, installed between the motor and the input shaft of the gearbox.

Технический результат заключается в компенсации избыточных моментов, возникающих на выходном валу редуктора в результате выбега двигателя. Этот технический результат обеспечен расположением двусторонней ограничительной муфты между двигателем и редуктором. Кроме того, в изобретении одновременно обеспечен дополнительный технический результат в виде компенсации избыточного момента на выходном валу при управлении приводным устройством как двигателем, так и при ручном управлении.The technical result consists in compensating for excess moments arising on the output shaft of the gearbox as a result of the engine running out. This technical result is ensured by the location of the two-way restrictive clutch between the engine and gearbox. In addition, the invention simultaneously provides an additional technical result in the form of compensation of excess torque on the output shaft when controlling the drive device as an engine or when manually controlled.

В отличие от известного привода, в предлагаемом устройстве между двигателем и выходным валом установлена двусторонняя ограничительная муфта. При избыточном моменте, возникающем на выходном валу, червяк червячной передачи смещается в осевом направлении и приводит в действие выключатель двигателя с отключением двигателя. Однако при резкой остановке двигателя за счет остаточной инерции ротора возникает выбег, или остаточный момент, который может привести к поломке редуктора или другой составляющей системы. Особенно велика вероятность указанной поломки в случае быстроходного и обладающего высокой мощностью двигателя. Указанный выбег позволяет компенсировать двусторонняя ограничительная муфта, что обеспечивает снижение или исключение вероятности поломки редуктора или других составляющих системы. Кроме того, двусторонняя ограничительная муфта помогает избежать поломки системы в случае, если по какой-либо причине, при возникновении избыточного момента, отключение двигателя не произошло, например не сработал выключатель двигателя. С другой стороны, указанная двусторонняя ограничительная муфта может компенсировать избыточный момент при превышении допустимого момента со стороны ручного привода. Таким образом, благодаря двусторонней ограничительной муфте, расположенной между двигателем и редуктором, удается избежать поломки системы при возникновении избыточного момента на выходном валу, в том числе, при резкой блокировке системы.Unlike the known drive, in the proposed device between the engine and the output shaft is installed two-way restrictive clutch. In the event of an excess torque arising on the output shaft, the worm of the worm gear is displaced in the axial direction and drives the engine switch with the engine turned off. However, when the engine stops abruptly due to the residual inertia of the rotor, a run-out or residual torque occurs that can lead to breakdown of the gearbox or other component of the system. Especially high probability of this failure in the case of high-speed and high-power engine. The specified stick out allows you to compensate for the two-way restrictive clutch, which reduces or eliminates the likelihood of damage to the gearbox or other components of the system. In addition, a two-way restriction clutch helps to avoid system breakdown if, for any reason, when an excessive torque occurs, the engine has not been switched off, for example, the engine switch has not tripped. On the other hand, the specified two-way restrictive clutch can compensate for excess torque when exceeding the permissible moment on the part of the manual drive. Thus, thanks to the double-sided restriction clutch located between the motor and the gearbox, it is possible to avoid system breakdown in the event of excessive torque on the output shaft, including when the system locks abruptly.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения, редуктор приводного устройства является планетарно-цевочным редуктором.According to another embodiment of the invention, the drive gearbox is a planetary gear drive.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения, между указанным планетарно-цевочным редуктором и выходным валом установлен еще один планетарно-цевочный редуктор.According to yet another embodiment of the invention, another planetary sprocket gear is installed between said planetary sprocket gearbox and the output shaft.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения, между планетарно-цевочным редуктором и выходным валом установлен еще один редуктор, который является роликовинтовой передачей.According to another embodiment of the invention, another gearbox is installed between the planetary pinion gear and the output shaft, which is a roller-screw gear.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения, приводное устройство содержит ограничительные выключатели двигателя для ограничения движения выходного вала.According to another embodiment of the invention, the drive device comprises motor limit switches to limit the movement of the output shaft.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения, двигатель приводного устройства является встраиваемой асинхронной электрической машиной с короткозамкнутым ротором.According to another embodiment of the invention, the motor of the drive device is a built-in asynchronous squirrel-cage electric machine.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения, ручной привод приводного механизма содержит штурвал и механический блокиратор непреднамеренного включения ручного привода.According to another embodiment of the invention, the manual drive of the drive mechanism comprises a steering wheel and a mechanical lock for inadvertently activating the manual drive.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения, блокировочное устройство приводного устройства выполнено в виде тормозного устройства двигателя или в виде необратимой тормозной муфты, выполненной с возможностью передачи вращения только со стороны двигателя.According to another embodiment of the invention, the locking device of the drive device is made in the form of an engine brake device or in the form of an irreversible brake clutch configured to transmit rotation only from the engine side.

Согласно еще одному варианту реализации изобретения, упругие элементы, расположенные по концам червяка, являются пружинами.According to another embodiment of the invention, the elastic elements located at the ends of the worm are springs.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Ниже приведено подробное описание конкретных вариантов реализации настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано следующее:The following is a detailed description of specific embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, which show the following:

на фиг.1 показан вид спереди в разрезе одного из примеров реализации приводного устройства по настоящему изобретению;figure 1 shows a front view in section of one example implementation of the drive device of the present invention;

на фиг.2 показан вид сбоку в разрезе примера реализации приводного устройства по настоящему изобретению, показанного на фиг.1;figure 2 shows a side view in section of an example implementation of the drive device of the present invention, shown in figure 1;

на фиг.3 показан вид спереди в разрезе еще одного примера реализации приводного устройства по настоящему изобретению.figure 3 shows a front view in section of another example implementation of the drive device of the present invention.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Согласно одному из примеров реализации, показанному на фиг.1 и 2, предлагаемое приводное устройство для трубопроводной арматуры, содержит двигатель 1, блокировочное устройство, выполненное в виде тормозного устройства 2, обеспечивающего фиксацию ротора двигателя в любом угловом положении, двустороннюю ограничительную муфту 3 для ограничения момента, редуктор, в качестве которого использованы два планетарно-цевочных редуктора 4 и 5 соответственно первой и второй ступени, соединенные через крестовую муфту 17, ручной привод, соединенный с редуктором 4 через червячную передачу 11.According to one implementation example, shown in figures 1 and 2, the proposed drive device for pipe fittings, contains an engine 1, a locking device made in the form of a brake device 2, which fixes the rotor of the engine in any angular position, two-way restrictive clutch 3 to limit moment, a gearbox, in which two planetary-pinion gearboxes 4 and 5 are used, respectively, of the first and second stages, connected through a cross coupling 17, a manual drive connected to red vector 4 through the worm gear 11.

На фиг.1 показан вид спереди в разрезе приводного устройства согласно одному из вариантов реализации настоящего изобретения, в котором двигатель 1 соединен с входным валом 6 первого планетарно-цевочного редуктора 4 через двустороннюю ограничительную муфту 3 с возможностью передачи поворотного движения на входной вал 6.Figure 1 shows a front view in section of a drive device according to one of the embodiments of the present invention, in which the motor 1 is connected to the input shaft 6 of the first planetary pinion gear 4 through a two-way restrictive clutch 3 with the possibility of transmitting rotary motion to the input shaft 6.

В качестве двигателя в настоящем примере реализации применяется встраиваемая асинхронная электрическая машина с короткозамкнутым ротором. Ее основными преимуществами являются высокая удельная мощность; высокий КПД; возможность большой перегрузки; простота конструкции; отсутствие необходимости обслуживания; простота пуска и возможность его автоматизации. Однако в других примерах реализации в качестве двигателя 1 могут быть использованы любые другие двигатели, известные из уровня техники, подходящие для использования в данной системе.As a motor in the present embodiment, a squirrel-cage built-in asynchronous electric machine is used. Its main advantages are high power density; high efficiency; the possibility of a large overload; simplicity of construction; lack of need for maintenance; ease of start-up and the possibility of its automation. However, in other embodiments, any other engines known in the art that are suitable for use in this system may be used as engine 1.

Двусторонняя ограничительная муфта 3, установленная между двигателем 1 и редуктором 4, обеспечивает защиту от поломок и перегрузок посредством ограничения крутящего момента, передаваемого на передачу. Ограничительная муфта имеет меньшее время срабатывания и повышенную надежность по сравнению с электронными устройствами, выполняющими аналогичную функцию.A two-way restriction clutch 3, mounted between the engine 1 and the gearbox 4, provides protection against breakdowns and overloads by limiting the torque transmitted to the transmission. The restriction clutch has a shorter response time and increased reliability compared to electronic devices performing a similar function.

Механической передачей в приводном устройстве, согласно данному примеру реализации, является система из двух планетарно-цевочных редукторов 4 и 5 первой и второй ступени, соединенных через крестовую муфту 17. Крестовая муфта 17 обеспечивает передачу крутящего момента от планетарно-цевочного редуктора 4 первой ступени к планетарно-цевочному редуктору 5 второй ступени и осуществляет компенсацию несоосности планетарно-цевочных редукторов первой и второй ступеней. Применение двух планетарно-цевочных редукторов увеличивает способность системы выдерживать перегрузки, а также обеспечивает плавную передачу вращения без вибрации.The mechanical transmission in the drive device, according to this implementation example, is a system of two planetary pinion gearboxes 4 and 5 of the first and second stage connected through a cross coupling 17. The cross coupling 17 provides torque transmission from a planetary pinion gearbox 4 of the first stage to a planetary -different gearbox 5 of the second stage and compensates for misalignment of planetary gear gearboxes of the first and second stages. The use of two planetary-pinion gearboxes increases the system's ability to withstand overloads, and also provides a smooth transmission of rotation without vibration.

Главными компонентами планетарно-цевочных редукторов 4 и 5 являются сателлиты с зубьями циклоидального профиля, эксцентриковый быстроходный входной вал, который выполняет роль водила, фланцевый тихоходный выходной вал и корпус редуктора с установленными в нем цевками. Одновременно в механизме существует множество контактных областей, что обеспечивает распределение нагрузки примерно на 1/2 всех зубьев, поэтому планетарно-цевочный редуктор может выдерживать мгновенную ударную нагрузку, превышающую расчетный крутящий момент на 500% и более.The main components of planetary-pinion gearboxes 4 and 5 are satellites with teeth of a cycloidal profile, an eccentric high-speed input shaft, which acts as a carrier, a flanged low-speed output shaft and a gearbox with gears installed in it. At the same time, there are many contact areas in the mechanism, which ensures a load distribution of approximately 1/2 of all the teeth, so the planetary gear reducer can withstand an instantaneous shock load exceeding the calculated torque by 500% or more.

Основные преимущества планетарно-цевочных редукторов заключаются в высокой нагрузочной и перегрузочной способности вследствие многопарности зацепления в передаче; низкой относительной массе; малых габаритах; больших передаточных отношениях в одной ступени; высоком КПД; плавности хода и отсутствии вибраций; низком уровне шума.The main advantages of planetary pinion gearboxes are in high load and overload capacity due to multi-pair gearing in the gear; low relative mass; small dimensions; large gear ratios in one step; high efficiency; smoothness and lack of vibration; low noise.

Выходной вал 7 приводного устройства является его исполнительным органом и соединен с управляемым объектом с возможностью его перемещения. Управляемым объектом может быть трубопроводная арматура, например клапан. Также на корпусе редуктора установлены ограничительные выключатели двигателя (не показаны), выполненные с возможностью отключения двигателя 1 при достижении выходным валом 7 крайних положений и его взаимодействии с ограничительными выключателями. Ограничительные выключатели могут быть выполнены в виде любых известных из уровня техники выключателей, имеющих возможность ограничения углового положения связанного с ними объекта.The output shaft 7 of the drive device is its executive body and is connected to the controlled object with the possibility of its movement. The controlled object may be pipe fittings, for example a valve. Also on the case of the gearbox there are motor limit switches (not shown), configured to turn off the motor 1 when the output shaft 7 reaches extreme positions and interact with the limit switches. Limit switches can be made in the form of any switches known from the prior art having the ability to limit the angular position of the associated object.

На фиг.2 показан вид сбоку в разрезе настоящего примера реализации приводного устройства. Ручной привод по настоящему примеру реализации содержит штурвал 8 и механический блокиратор 9 непреднамеренного включения ручного привода. Ручной привод соединен с планетарно-цевочным редуктором 4 через повышающий редуктор 10 и червячную передачу 11. Червяк 12 червячной передачи 11 выполнен с возможностью поступательного осевого перемещения, ограниченного пружинами 14, расположенными по концам червяка 12, между конечными положениями. В других вариантах реализации вместо пружин 14 могут быть использованы любые другие подходящие упругие элементы. Червяк 12 червячной передачи 11 содержит механически связанный с ним или выполненный с ним заодно ползунок 13. Приводное устройство также содержит выключатели двигателя (не показаны), выполненные с возможностью приведения их в действие посредством взаимодействия с ними ползунка 13, когда червяк 12 перемещен в конечное положение. Выключатели могут быть выполнены, например, в виде кнопок, обращенных к червяку 12 червячной передачи 11. Кроме того, еще в одном примере реализации ручной привод может содержать выключатель, который отключает двигатель 1 при включении ручного привода.Figure 2 shows a side view in section of the present example implementation of the drive device. The manual drive of the present embodiment includes a steering wheel 8 and a mechanical lock 9 for inadvertently turning on the manual drive. The manual drive is connected to the planetary-pinion gearbox 4 through a step-up gearbox 10 and the worm gear 11. The worm 12 of the worm gear 11 is made with the possibility of translational axial movement limited by the springs 14 located at the ends of the worm 12 between the end positions. In other embodiments, instead of springs 14, any other suitable resilient elements may be used. The worm gear 12 of the worm gear 11 comprises a slider 13 mechanically connected to it or integral with it. The drive device also contains motor switches (not shown) configured to actuate them by interacting with the slider 13 when the worm 12 is moved to its final position . The switches can be made, for example, in the form of buttons facing the worm 12 of the worm gear 11. In addition, in another embodiment, the manual drive may include a switch that turns off the motor 1 when the manual drive is turned on.

При работе двигатель 1 приводит в движение входной вал 6, поворотное движение передается через редукторы 4 и 5 первой и второй ступени на выходной вал 7, который приводит в движение соединенную с ним трубопроводную арматуру, например клапан. При этом момент от двигателя не передается через червячную передачу 11 на ручной привод, так как при стационарной работе приводного устройства вследствие кинематических особенностей, червячная передача обеспечивает передачу момента только в одну сторону, а именно со стороны ручного привода. Данная особенность червячных передач известна в уровне техники. Когда трубопроводная арматура достигает крайнего положения, выходной вал взаимодействует с ограничительным выключателем двигателя, двигатель 1 отключается и срабатывает тормозное устройство 2, которое фиксирует ротор двигателя 1 в необходимом угловом положении для удержания трубопроводной арматуры в необходимом положении.During operation, the engine 1 drives the input shaft 6, the rotary movement is transmitted through gearboxes 4 and 5 of the first and second stages to the output shaft 7, which drives the pipe fittings connected to it, for example, a valve. In this case, the moment from the engine is not transmitted through the worm gear 11 to the manual drive, since during stationary operation of the drive device due to kinematic features, the worm gear provides torque transmission only in one direction, namely from the side of the manual drive. This feature of worm gears is known in the art. When the pipe fittings reaches the extreme position, the output shaft interacts with the engine limit switch, the engine 1 is turned off and the brake device 2 is activated, which fixes the rotor of the engine 1 in the required angular position to hold the pipe fittings in the required position.

В случае, когда на выходном валу 7 появляется избыточный момент, например когда движение трубопроводной арматуры, соединенной с выходным валом 7, затруднено или она заблокирована, червяк 12 червячной передачи 11 отклоняется в осевом направлении, сжимая пружину 14, и связанный механически с червяком 12 ползунок 13 при достижении конечного положения взаимодействует с выключателем двигателя и вызывает его срабатывание, благодаря чему происходит отключение двигателя 1 и наложение тормоза 2. Иными словами, ползунок 13, механически связанный с червяком 12, при достижении червяком 12 крайнего положения, нажимает на кнопку выключателя двигателя.In the case where an excessive moment appears on the output shaft 7, for example, when the movement of the pipe fittings connected to the output shaft 7 is difficult or blocked, the worm 12 of the worm gear 11 is deflected axially, compressing the spring 14, and the slider mechanically connected to the worm 12 13 when reaching the end position interacts with the engine switch and causes it to operate, due to which the engine 1 is turned off and the brake 2 is applied. In other words, the slider 13, mechanically connected to the worm ohm 12, when the worm 12 reaches its extreme position, presses the engine switch button.

Однако резкая остановка двигателя 1 может привести к поломке как редукторов 4 и 5, так и других элементов приводного устройства. Особенно велика вероятность указанной поломки в случае быстроходного и обладающего высокой мощностью двигателя, каким является встраиваемая асинхронная электрическая машина с короткозамкнутым ротором, используемая в настоящем варианте реализации изобретения. Иными словами, при возникновении избыточного момента на выходном валу 7, последующем срабатывании выключателей двигателя, связанных с червяком 12 червячной передачи 11, и отключении двигателя 1 с наложением тормозного устройства 2, на двигателе 1 образуется выбег, или остаточный момент, т.е. двигатель 1 продолжает движение в течение некоторого времени за счет инерции. Для компенсации выбега двигателя 1, между ним и редуктором 4 первой ступени установлена двусторонняя ограничительная муфта 3. Кроме того, двусторонняя ограничительная муфта 3 помогает избежать поломки редуктора или других составляющих системы, в случае, когда по какой-либо причине, при возникновении избыточного момента на выходном валу, отключение двигателя не произошло, например не сработали ограничительные выключатели двигателя или выключатели двигателя, связанные с червяком.However, a sudden stop of the engine 1 can lead to breakdown of both gears 4 and 5, and other elements of the drive device. This failure is especially likely in the case of a high-speed and high-power engine, such as a built-in asynchronous squirrel-cage rotor electric machine used in the present embodiment. In other words, when an excessive moment occurs on the output shaft 7, the subsequent operation of the engine switches associated with the worm 12 of the worm gear 11, and the engine 1 is turned off with the braking device 2 applied, an overrun, or residual moment, i.e. engine 1 continues to move for some time due to inertia. To compensate for the run-out of motor 1, a two-way restriction clutch 3 is installed between it and the gearbox 4 of the first stage. In addition, a two-way restriction clutch 3 helps to avoid damage to the gearbox or other components of the system, in the case when, for any reason, when there is an excess torque output shaft, engine shutdown did not occur, for example, motor limit switches or motor switches associated with the worm did not work.

При работе приводного устройства от ручного привода момент от штурвала 8 через повышающий редуктор 10 и червячную передачу 11 передается на корпус редуктора 4, выполненный с возможностью вращения в корпусе приводного устройства и передачи поворотного движения на редуктор 5 и далее на выходной вал 7. При возникновении избыточного момента на выходном валу 7, при работе устройства от ручного привода, при условии, что тормозное устройство 2 приведено в действие и двигатель 1 находится в заторможенном состоянии, также срабатывает двусторонняя ограничительная муфта 3, так что исключена возможность поломки приводного устройства.When the drive device is operated from a manual drive, the moment from the steering wheel 8 is transmitted through a booster gear 10 and the worm gear 11 to the gear housing 4, which is rotatable in the housing of the drive device and transfers rotary motion to the gear 5 and further to the output shaft 7. If excessive torque on the output shaft 7, when the device is operated from a manual drive, provided that the brake device 2 is activated and the engine 1 is in a braked state, a two-sided fire nichitelnaya clutch 3 so that ruled out the possibility of damage to the drive unit.

Таким образом, двусторонняя ограничительная муфта 3 позволяет компенсировать, помимо выбега двигателя, как избыточный момент на выходном валу 7, возникающий при управлении приводным устройством при помощи двигателя 1, так и избыточный момент, возникающий при ручном управлении.Thus, the two-sided restriction clutch 3 allows you to compensate, in addition to the engine run-out, both the excess torque on the output shaft 7 that occurs when controlling the drive unit with the motor 1, and the excess torque that occurs during manual control.

Еще в одном варианте реализации настоящего изобретения, показанном на фиг.3, редуктор второй ступени выполнен в виде роликовинтовой передачи 15. В данном примере реализации выходной вал 7 выполнен в виде штока и имеет возможность линейного перемещения, достигаемого благодаря роликовинтовой передаче 15. Кроме того, в настоящем примере реализации для оптимизации габаритных размеров двигатель 1 соединен с входным валом 6 редуктора 4 посредством передачи 16.In another embodiment, the implementation of the present invention, shown in figure 3, the gearbox of the second stage is made in the form of a roller screw 15. In this example, the output shaft 7 is made in the form of a rod and has the possibility of linear displacement achieved due to the roller screw 15. In addition, in the present embodiment, to optimize the overall dimensions, the engine 1 is connected to the input shaft 6 of the gearbox 4 by means of a transmission 16.

Роликовинтовая передача 15 в данном примере изобретения обеспечивает преобразование поворотного движения в линейное перемещение. Преимуществами роликовинтовых передач являются высокая динамическая и статическая грузоподъемность; высокий КПД; высокая предельная скорость вращения; долговечность при высоких цикличных нагрузках; высокая надежность; способность выдерживать экстремальные ударные нагрузки; широкий диапазон возможных передаточных отношений; меньшие габариты и, как следствие, меньшая инерционность.The screw drive 15 in this example of the invention converts the pivoting movement into linear movement. The advantages of roller gears are high dynamic and static load capacities; high efficiency; high ultimate rotation speed; durability at high cyclic loads; high reliability; ability to withstand extreme shock loads; wide range of possible gear ratios; smaller dimensions and, as a result, less inertia.

Для ограничения линейного перемещения выходного вала 7 в настоящем примере реализации на корпусе устройства, в местах, соответствующих крайним положениям выходного вала, установлены ограничительные выключатели двигателя (не показаны), выполненные с возможностью отключения двигателя 1 при достижении выходным валом 7 крайних положений и его взаимодействии с ограничительными выключателями. Указанные ограничительные выключатели могут быть выполнены, например, в виде кнопок. При достижении крайнего положения, выходной вал 7 или связанный с ним элемент нажимает на по меньшей мере одну кнопку, вследствие чего происходит отключение двигателя 1.To limit the linear movement of the output shaft 7 in the present embodiment, on the device body, in places corresponding to the extreme positions of the output shaft, motor limit switches (not shown) are installed, configured to turn off the engine 1 when the output shaft 7 reaches its extreme positions and interact with limit switches. These limit switches can be made, for example, in the form of buttons. When reaching the extreme position, the output shaft 7 or an associated element presses at least one button, as a result of which the engine 1 is turned off.

Еще в одном примере реализации настоящего изобретения вместо тормозного устройства 2 в системе может быть установлена необратимая тормозная муфта, выполненная с возможностью передачи вращения только со стороны двигателя.In another example implementation of the present invention, instead of the brake device 2, an irreversible brake clutch may be installed in the system, configured to transmit rotation only from the engine side.

Хотя настоящее изобретение описано на примере конкретного варианта реализации, возможны различные изменения и модификации в объеме настоящего изобретения, определяемом формулой изобретения.Although the present invention has been described by way of example of a specific embodiment, various changes and modifications are possible within the scope of the present invention defined by the claims.

Claims (8)

1. Приводное устройство для трубопроводной арматуры, содержащее
первый редуктор, содержащий выходной и входной валы, установленные соосно,
двигатель, соединенный с входным валом первого редуктора с обеспечением возможности передачи поворотного движения двигателя на входной вал указанного редуктора,
блокировочное устройство, выполненное с возможностью блокировки вала двигателя,
ручной привод, соединенный с первым редуктором через червячную передачу с обеспечением возможности передачи поворотного движения ручного привода на выходной вал указанного редуктора, причем
червяк червячной передачи выполнен с возможностью поступательного осевого перемещения, ограниченного упругими элементами, за счет передачи на него по меньшей мере части момента двигателя, а приводное устройство содержит выключатели двигателя, выполненные с возможностью приведения их в действие посредством взаимодействия с ними червяка, при его поступательном осевом перемещении, и
выходной вал приводного устройства,
отличающееся тем, что оно содержит двустороннюю ограничительную муфту для ограничения момента, посредством которой двигатель соединен с входным валом первого редуктора, и
второй редуктор, соединенный с первым редуктором с возможностью передачи поворотного движения от первого редуктора на выходной вал приводного устройства.1. An actuator for pipe fittings, containing
the first gearbox containing the output and input shafts mounted coaxially,
an engine connected to the input shaft of the first gearbox with the possibility of transmitting rotary engine motion to the input shaft of the specified gearbox,
a locking device configured to lock the motor shaft,
a manual drive connected to the first gearbox through a worm gear with the possibility of transmitting the rotary movement of the manual drive to the output shaft of the specified gearbox,
the worm of the worm gear is made with the possibility of translational axial movement limited by the elastic elements by transmitting at least part of the engine torque to it, and the drive device contains motor switches configured to actuate them by interacting with the worm with its translational axial moving, and
output shaft of the drive device,
characterized in that it comprises a two-way restriction clutch to limit the moment by which the motor is connected to the input shaft of the first gearbox, and
a second gearbox connected to the first gearbox with the possibility of transmitting rotary motion from the first gearbox to the output shaft of the drive device. 2. Приводное устройство по п. 1, в котором указанные первый и второй редукторы являются планетарно-цевочными редукторами.2. The drive device according to claim 1, wherein said first and second gearboxes are planetary gear reducers. 3. Приводное устройство по п. 1, в котором указанный второй редуктор является роликовинтовой передачей.3. The drive device according to claim 1, wherein said second gearbox is a roller screw transmission. 4. Приводное устройство по любому из пп. 1-3, которое содержит ограничительные выключатели двигателя для ограничения движения выходного вала.4. The drive device according to any one of paragraphs. 1-3, which contains motor limit switches to limit the movement of the output shaft. 5. Приводное устройство по любому из пп. 1-3, в котором двигатель является встраиваемой асинхронной электрической машиной с короткозамкнутым ротором.5. The drive device according to any one of paragraphs. 1-3, in which the motor is a built-in asynchronous squirrel-cage electric machine. 6. Приводное устройство по любому из пп. 1-3, в котором ручной привод содержит штурвал и механический блокиратор непреднамеренного включения ручного привода.6. The drive device according to any one of paragraphs. 1-3, in which the manual drive contains a steering wheel and a mechanical lock for inadvertently turning on the manual drive. 7. Приводное устройство по любому из пп. 1-3, в котором блокировочное устройство выполнено в виде тормозного устройства двигателя или необратимой тормозной муфты, выполненной с возможностью передачи вращения только со стороны двигателя.7. The drive device according to any one of paragraphs. 1-3, in which the locking device is made in the form of an engine brake device or an irreversible brake clutch, configured to transmit rotation only from the engine side. 8. Приводное устройство по любому из пп. 1-3, в котором упругие элементы являются пружинами. 8. The drive device according to any one of paragraphs. 1-3, in which the elastic elements are springs.

Images