(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B2

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B2 (21) Numer zgłoszenia: (51) IntC l5: F15B 15/10 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej 22) Data zgłoszenia: (54)Siłownik pneumatyczny membranowy wielosprężynowy (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 6 /90 ( 7 3 ) Uprawniony z patentu: Zakłady Automatyki "POLNA" S.A., Przemyśl, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 04/93 (72) Twórcy wynalazku: Stanisław Jamroz, Przemyśl, PL Jan Gąska, Przemyśl, PL Kamil Walicki, Przemyśl, PL PL B2 (57) 1. Siłownik pneumatyczny membranowy wielosprężynowy posiadający obudowę w postaci szczelnej komory, w której na sprężynach symetrycznie rozmieszczonych spoczywa zespół membrany zawierający membranę, płytę membrany oraz trzpień, znamienny tym, że do obudowy (1) przytwierdzony jest wspornik (16), w którym osadzona jest śruba regulacyjna (12), na której wspiera się, w jednym ze skrajnych położeń, zespół membrany (2). Fig. 1

2 Siłownik pneumatyczny membranowy wielosprężynowy Zastrzeżenia patentowe 1. Siłownik pneumatyczny membranowy wielosprężynowy posiadający obudowę w postaci szczelnej komory, w której na sprężynach symetrycznie rozmieszczonych spoczywa zespół membrany zawierający membranę, płytę membrany oraz trzpień, znamienny tym, że do obudowy (1) przytwierdzony jest wspornik (16), w którym osadzona jest śruba regulacyjna (12), na której wspiera się, w jednym ze skrajnych położeń, zespół membrany (2). 2. Siłownik według zastrz. 1, znamienny tym, że do obudowy (1), naprzeciw wspornika (16) przytwierdzona jest nagwintowana tuleja (27), w którą wkręcona jest śruba napędu (28), która to śruba poprzez łożysko (30, 30 ) styka się z dociskiem (31, 31 ) przymocowanym do zespołu membrany (2), przy czym śruba napędu zaopatrzona jest w pokrętło (29). 3. Siłownik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że śruba regulacyjna (12) ma postać dławnicy trzpienia (8). 4. Siłownik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że na trzpieniu (8) znajduje się kołnierz (14). 5. Siłownik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że płyta membrany (5) ma postać wytłoczki o wysokości równej części walcowej membrany (4). 6. Siłownik według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że do wspornika (16) przytwierdzone są kolumny (18), przy czym na jednej z nich przytwierdzona jest rozłącznie tabliczka skoku (21) a na trzpieniu (8) zamocowany jest rozłącznie wskaźnik skoku (22). 7. Siłownik według zastrz. 2, znamienny tym, że docisk (31 ) posiada wewnętrzny kołnierz (33 ). * * * Przedmiotem wynalazku jest siłownik pneumatyczny membranowy wielosprężynowy mający zastosowanie zwłaszcza do napędu zaworów i przepustnic regulujących. Znana jest konstrukcja siłownika firmy Masoneilan-Dresser z USA składająca się z obudowy górnej i dolnej w postaci dwóch dennic skręconych śrubami na obwodzie i tworzących komorę, w której umieszczona jest membrana posiadająca powierzchnię roboczą w kształcie walca. Membrana przylega do płyty membrany, która ma postać odlewu w kształcie walca o wysokości równej wysokości membrany. W płycie membrany rozmieszczone są symetrycznie gniazda, w których umieszczone jest trzy lub sześć sztuk sprężyn, które drugim końcem oparte są o wewnętrzną powierzchnię jednej z obudów. W osi membrany wykonany jest otwór, w którym umocowany jest trzpień siłownika wyprowadzony na zewnątrz dolnej obudowy. Obudowa połączona jest śrubami z podstawą w postaci jednolitego odlewu, który w górnej części posiada dławnicę uszczelniającą trzpień. Poniżej umieszczony jest mechanizm ręcznego napędu trzpienia. Składa się on z dźwigni osadzonej na osi zamocowanej w podstawie. Jedno ramię dźwigni połączone jest z trzpieniem, a drugie z przegubem przez śrubę zaopatrzoną w pokrętło i zamocowaną przegubowo w podstawie. Siłownik ze względu na użycie dużych odlewów odznacza się znacznym ciężarem. Znana jest również konstrukcja siłownika Fisher z USA, w której wewnątrz obudowy zastosowano membranę przylegającą do płyty membrany w postaci płaskiej wytłoczki. Na płycie membrany rozmieszczone są sprężyny śrubowe oparte drugim końcem na wewnętrznej powierzchni obudowy. Płyta membrany, wraz z membraną dociśniętą do niej poprzez podkładkę, przykręcona jest śrubą do trzpienia. Trzpień, poprzez dławicę umieszczoną w dolnej części obudowy wyprowadzony jest na zewnątrz. Do dolnej części obudowy wspawane są dwie, symetrycznie rozmieszczone nakrętki, w które wkręcone są kolumny służące do mocowania siłownika. Na jednej z kolumn zamocowany

3 jest wskaźnik skoku. Powyższa konstrukcja wymaga stosowania uszczelnienia w miejscu wkręcenia kolumn. Ponadto wyżej przytoczone rozwiązania, nie zapewniają możliwości regulacji napięcia wstępnego sprężyn, co jest powodem znacznej odchyłki nastawy sygnału początkowego. Siłownik, według wynalazku, posiada przytwierdzony do obudowy wspornik, w którym osadzona jest śruba regulacyjna, na której opiera się, w jednym ze skrajnych położeń zespół membrany dociskany sprężynami. Przez wkręcenie łub wykręcenie śruby regulacyjnej uzyskuje się odpowiednie napięcie wstępne sprężyn. Korzystne jest przy tym zastosowanie śruby regulacyjnej w postaci dławicy osadzonej we wsporniku w osi trzpienia. Siłownik według wynalazku może posiadać przytwierdzoną do obudowy, naprzeciw wspornika, nagwintowaną tuleję, w której umieszczona jest śruba napędu. Śruba napędu zaopatrzona jest w pokrętło i poprzez łożysko styka się z dociskiem przytwierdzonym do zespołu membrany. Umożliwia to zadziałanie urządzenia nastawczego w przypadku zaniku sygnału pneumatycznego. Korzystne jest przy tym umieszczenie wewnątrz docisku pierścienia oporowego. Ze względów technologicznych, korzystne jest osadzenie na trzpieniu pierścienia oporowego, który styka się ze śrubą regulacyjną, gdy zespół membrany znajduje się w skrajnym położeniu. Korzystne jest również wykonanie płyty membrany w postaci wytłoczki, której wysokość równa się wysokości części walcowej membrany. Dalsze korzyści uzyskuje się przez zastosowanie kolumn wkręconych do wspornika. Na jednej z kolumn przytwierdzona jest rozłącznie tabliczka skoku, a do trzpienia przymocowany jest rozłącznie wskaźnik skoku. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia częściowy przekrój siłownika o działaniu prostym, fig. 2 - częściowy przekrój siłownika o działaniu odwróconym, fig. 3 - częściowy przekrój siłownika o działaniu prostym i wyposażonym w napęd ręczny, a fig. 4 - przekrój siłownika o działaniu odwróconym i zaopatrzonym w napęd ręczny. Siłownik uwidoczniony na fig. 1 składa się z dwuczęściowej obudowy 1, tworzącej szczelną komorę, wewnątrz której umieszczony jest zespół membrany 2 spoczywający na symetrycznie rozmieszczonych sprężynach 3. W skład zespołu membrany wchodzi membrana 4, płyta membrany 5, podkładki 6 i 7, trzpień 8 oraz nakrętka 9. Membrana, której obrzeże jest skręcone z obudową przy pomocy śrub 10 posiada powierzchnię roboczą w kształcie walca i umieszczona jest na płycie membrany 5. Płyta membrany ma postać głęboko tłoczonego elementu o wysokości ścianki bocznej równej wysokości części roboczej membrany. Ponadto w płycie membrany wykonane są przetłoczenia 11 ustalające położenie sprężyn. Płyta membrany wraz z membraną umieszczona jest między podkładkami 6 i 7 i dokręcona jest do trzpienia 8 nakrętką 9. Trzpień przechodzi przez otwór wykonany w śrubie regulacyjnej 12, mającej postać dławnicy, która zaopatrzona jest w tuleję ślizgową 13. Na śrubie regulacyjnej, w skrajnym położeniu zespołu membrany 2 wywołanego naciskiem sprężyny, wspiera się kołnierz 14 trzpienia 8. Wyprowadzony na zewnątrz obudowy koniec trzpienia jest zaopatrzony w nagwintowany otwór 15 służący do mocowania trzpienia zaworu, nie uwidocznionego na rysunku. Śruba regulacyjna 12 wkręcona jest w otwór wykonany we wsporniku 16, który przykręcony jest śrubami 17 do obudowy 1. Do wspornika, w płaszczyźnie przechodzącej przez oś trzpienia, wkręcone są dwie kolumny 18 służące do mocowania siłownika na zaworze. Na jednej z kolumn osadzone są dwie obejmy 19 zaciśnięte wkrętami 20. Wkręty te mocują jednocześnie tabliczkę skoku 21. Na trzpieniu 8 zamocowany jest wskaźnik skoku 22 w postaci obejmy. Wzajemne położenie tabliczki skoku oraz wskaźnika skoku można regulować, po odkręceniu wkrętów 20, przez przesunięcie obejm z tabliczką skoku względem wskaźnika skoku. W siłowniku o działaniu odwróconym, ze względu na wymaganą szczelność części obudowy zaopatrzonej w śrubę regulacyjną 12 zastosowane są uszczelnienia 23 śrub 17 oraz uszczelnienie 24 hermetyzujące powierzchnię styku obudowy 1 i wspornika 16. Ponadto przy pomocy uszczelek 25 uszczelnione zostało połączenie trzpienia 8 ze śrubą regulacyjną, a przy

4 pomocy uszczelniacza 26 powierzchnia styku śruby regulacyjnej 12 ze wspornikiem 16. W tej odmianie wykonania wynalazku śruba regulacyjna, w skrajnym położeniu zespołu membrany 2 wywołanym naciskiem sprężyn 3, styka się z podkładką 6 osadzoną na trzpieniu. Siłownik przedstawiony na fig. 3 posiada wspawaną do obudowy 1, naprzeciw wspornika 16, nagwintowaną tuleję 27, w której osadzona jest śruba napędu 28 zakończona pokrętłem 29. Do śruby napędu przytwierdzone jest łożysko 30. Łożysko to w skrajnym położeniu zespołu membrany 2 wywołanym działaniem sprężyn, po wkręceniu śruby napędu opiera się na docisku 31, na jego powierzchni czołowej, który to docisk jest przytwierdzony do zespołu membrany. Ponadto, w celu zapewnienia szczelności przestrzeni nad membraną, śruba napędu 28 uszczelniona jest w tulei 27 przy pomocy pierścienia uszczelniającego 32. Siłownik o działaniu odwróconym i wyposażony w napęd ręczny posiada łożysko 30 przytwierdzone do śruby napędu 28, które umieszczone jest wewnątrz docisku 31. Docisk ma postać tulei i zaopatrzony jest w wewnętrzny kołnierz 33. O kołnierz ten opiera się łożysko, gdy zespół membrany 2 znajduje się w skrajnym położeniu wywołanym działaniem sprężyn i jednocześnie została wykręcona śruba napędu 28. Właściwe wstępne napięcie sprężyn uzyskuje się przez pokręcenie śrubą regulacyjną 12. Śruba ta oddziaływuje na kołnierz 14 trzpienia 8, w przypadku siłownika o działaniu prostym albo na podkładkę 6, w przypadku siłownika o działaniu odwróconym. Na skutek tego zmiana położenia śruby regulacyjnej 12 względem wspornika 16 powoduje przemieszczenie się początkowego położenia zespołu membrany 2 i w rezultacie zmianę wstępnego napięcia sprężyn 3. W odmianie wynalazku zawierającej napęd ręczny poprzez obracanie pokrętła 29 uzyskuje się wzdłużne przesunięcie łożyska 30, 30 względem obudowy 1. Po zetknięcia łożyska z powierzchnią czołową docisku 31, w przypadku siłownika o działaniu prostym albo z wewnętrznym kołnierzem 33 docisku 31 w przypadku siłownika o działaniu odwróconym, przy dalszym pokręcaniu śruby napędu 28 uzyskuje się przenoszenie ruchu postępowego na zespół membrany 2. Napęd ręczny siłownika może być wykorzystany do ręcznego sterowania urządzeniem nastawczym oraz do ograniczania skoku siłownika.

5 Fig 4

6 F ig. 3

7

8 Fig. 1 Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena zł