RU183707U1

RU183707U1 - Spindle travel limiting device

Info

Publication number: RU183707U1
Application number: RU2017127031U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Олегович Левин
Original assignee: Дмитрий Олегович Левин
Priority date: 2017-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2018-10-01

Abstract

Полезная модель относится к области промышленности и может быть использована в любых агрегатах и узлах, имеющих вал (шток/шпиндель) и привод (ручной или механизированный), например в трубопроводной арматуре на трубопроводах, транспортирующих природный газ, сжиженный углеводородный газ, жидкие нефтепродукты, пар, воду и другие среды. Кроме того, ограничитель хода шпинделя может применяться, например, для шаровых кранов, затворов и других технических изделий, где необходимо ограничение рабочего хода, в частности на 90˚.Устройство ограничения хода шпинделя содержит корпус с отверстием и шпиндель, установленный в корпус таким образом, что часть шпинделя выступает из отверстия корпуса и расположена выше отверстия, при этом корпус имеет сектор, частично перекрывающий сверху его отверстие, шпиндель выполнен с возможностью поворота до соприкосновения с боковой поверхностью указанного сектора.Техническим результатом полезной модели является увеличение нагрузки на устройство ограничения хода шпинделя при уменьшении его металлоемкости. 2 з.п. ф-лы, 6 фиг.The utility model relates to the field of industry and can be used in any units and assemblies having a shaft (rod / spindle) and drive (manual or mechanized), for example, in pipe fittings on pipelines transporting natural gas, liquefied petroleum gas, liquid petroleum products, steam water and other environments. In addition, the spindle stroke limiter can be used, for example, for ball valves, valves and other technical products where the stroke limit is required, in particular by 90 °. The spindle stroke restriction device includes a housing with a hole and a spindle mounted in the housing in such a way that part of the spindle protrudes from the opening of the housing and is located above the hole, while the housing has a sector partially overlapping its opening from above, the spindle is made to rotate until it touches the side surface sektora.Tehnicheskim result of said utility model is to increase the load on the spindle stroke limiting device with decreasing metal content. 2 s.p. crystals, 6 FIG.

Description

Полезная модель относится к области промышленности, и может быть использована в любых агрегатах и узлах, имеющих вал (шток/шпиндель) и привод (ручной или механизированный), например в трубопроводной арматуре на трубопроводах, транспортирующих природный газ, сжиженный углеводородный газ, жидкие нефтепродукты, пар, воду и другие среды. Кроме того, ограничитель хода шпинделя может применяться, например, для шаровых кранов, затворов и других технических изделий, где необходимо ограничение рабочего хода, в частности на 90˚.The utility model relates to the field of industry, and can be used in any units and assemblies that have a shaft (rod / spindle) and drive (manual or mechanized), for example, in pipe fittings on pipelines transporting natural gas, liquefied petroleum gas, liquid petroleum products, steam, water and other media. In addition, the spindle travel limiter can be used, for example, for ball valves, valves and other technical products, where it is necessary to limit the stroke, in particular by 90˚.

Известен флажковый ограничитель, выполненный в виде шайбы (http://armtorg.ru/images/news/11022011/6.jpg ). Недостатком такого ограничителя является необходимость применения отдельного элемента, требующего точной вырубки и дополнительной операции при изготовлении и монтаже, а также образование просечки (отход вырубной операции).Known flag limiter, made in the form of a washer (http://armtorg.ru/images/news/11022011/6.jpg). The disadvantage of this limiter is the need to use a separate element that requires accurate cutting and additional operations in the manufacture and installation, as well as the formation of a notch (waste cutting operations).

Известен ограничитель в виде отлитых выступов, размещенных на штоке (http://valtec.ru/document/article/ball_valves.shtml ). Недостатком ограничителя является необходимость дополнительной операции для изготовления двух выступов, большая металлоемкость и энергоемкость.Known limiter in the form of molded protrusions placed on the stock (http://valtec.ru/document/article/ball_valves.shtml). The disadvantage of the limiter is the need for additional operations for the manufacture of two protrusions, a large metal and energy consumption.

Известно устройство для ограничения хода шпинделя (патент на полезную модель RU 163196, дата публикации 10.07.2016г.), содержащее рукоятку, выполненную с выступом и зафиксированную посредством плоской шайбы и гайки на шпинделе, при этом горловина шпинделя выполнена с пазом, образующим между его торцевыми поверхностями угол 90°, при этом выступ на рукоятке расположен на уровне упомянутого паза. Недостатками данного устройства является необходимость дополнительной операции при изготовлении паза на горловине и выступа на рукоятке, требующей достаточной точности, а также отсутствие выполнения функции ограничения хода при снятой рукоятке. A device is known for limiting the spindle stroke (patent for utility model RU 163196, publication date 07/10/2016), containing a handle made with a protrusion and fixed by means of a flat washer and nut on the spindle, while the spindle neck is made with a groove forming between its end faces the surface angle of 90 °, while the protrusion on the handle is located at the level of the mentioned groove. The disadvantages of this device is the need for additional operations in the manufacture of the groove in the neck and the protrusion on the handle, requiring sufficient accuracy, as well as the lack of the function of limiting the stroke with the handle removed.

Кроме того, проблемой при работе устройств, требующих ограничения рабочего хода, является часто неправильная эксплуатация, при которой шпиндель (шток, вал) поворачивают ошибочно против рабочего хода, в результате чего устройства, ограничивающие рабочий ход шпинделя не выдерживают приложенной нагрузки и выходят из строя (разрушаются). Поэтому перед разработчиками стоит задача создания устройств ограничения хода шпинделя (штока, вала), выдерживающих как можно большую нагрузку.In addition, the problem with the operation of devices requiring limitation of the working stroke is often incorrect operation, in which the spindle (rod, shaft) is mistakenly turned against the working stroke, as a result of which the devices limiting the working stroke of the spindle cannot withstand the applied load and fail ( collapse). Therefore, the developers are faced with the task of creating devices for limiting the stroke of the spindle (rod, shaft) that can withstand the greatest possible load.

В качестве прототипа полезной модели принято устройство для ограничения хода шпинделя по патенту RU 163196.As a prototype of a utility model adopted device for limiting the spindle stroke according to patent RU 163196.

Технической проблемой, на решение которой направлена полезная модель, является создание устройства ограничения хода шпинделя, выдерживающего большую нагрузку и при этом имеющего уменьшенную металлоемкость в сравнении с другими ограничителями.The technical problem that the utility model addresses is the creation of a spindle travel limiting device that can withstand a large load and at the same time has a reduced metal consumption in comparison with other limiters.

Техническим результатом полезной модели является увеличение нагрузки на устройство ограничения хода шпинделя при уменьшении его металлоемкости.The technical result of the utility model is to increase the load on the device for limiting the spindle stroke while reducing its metal consumption.

Дополнительным техническим результатом полезной модели является ограничение хода шпинделя в отсутствии рукоятки.An additional technical result of the utility model is the limitation of the spindle stroke in the absence of a handle.

Для достижения технического результата в устройстве ограничения хода шпинделя, содержащем корпус с отверстием и шпиндель, установленный в корпус таким образом, что часть шпинделя выступает из отверстия корпуса и расположена выше отверстия, согласно полезной модели корпус имеет сектор, частично перекрывающий сверху его отверстие, шпиндель выполнен с возможностью поворота до соприкосновения с боковой поверхностью указанного сектора. To achieve a technical result in a spindle stroke limiting device comprising a housing with an opening and a spindle mounted in the housing such that a part of the spindle protrudes from the housing opening and is located above the opening, according to a utility model, the housing has a sector partially overlapping its opening from above, the spindle is made with the possibility of rotation to contact with the lateral surface of the specified sector.

В частном случае для достижения технического результата корпус имеет два сектора, частично перекрывающих сверху его отверстие, угол между боковыми поверхностями двух секторов корпуса составляет 90 градусов, секторы корпуса выполнены фрезерованием.In the particular case, to achieve a technical result, the housing has two sectors partially overlapping its opening from above, the angle between the side surfaces of the two housing sectors is 90 degrees, the housing sectors are milled.

Также для достижения технического результата шпиндель имеет не менее одного среза для соприкосновения с боковой поверхностью сектора корпуса.Also, to achieve a technical result, the spindle has at least one cut for contact with the side surface of the housing sector.

Для достижения технического результата в устройстве ограничения хода шпинделя необходимо и достаточно только две детали: непосредственно сам шпиндель и корпус (горловина шпинделя) с отверстием под шпиндель, при этом корпус имеет не менее одного сектора (в частном случае выполнения – два сектора), частично перекрывающего сверху отверстие корпуса.To achieve a technical result in the device for limiting the spindle stroke, only two details are necessary and sufficient: the spindle itself and the casing (spindle neck) with a hole for the spindle, while the casing has at least one sector (in the particular case, two sectors), partially overlapping top hole of the case.

При таком изготовлении устройства ограничения хода шпинделя не остается лишних отходов металла, отсутствуют дополнительные детали, наличие которых увеличивает количество соединений и, следовательно, люфтов, что приводит в конечном итоге к уменьшению металлоемкости устройства при более высокой точности работы ограничителя. Выполнение сектора (секторов) на корпусе шпинделя позволяет ограничивать угол поворота шпинделя за счет соприкосновения указанного сектора (секторов) с плоскостью (плоскостями) шпинделя. Плоскость (плоскости) шпинделя получены в результате срезания участков выступающей над корпусом части шпинделя. При повороте шпинделя до его соприкосновения с боковой поверхностью сектора (секторов) корпуса создается площадь контакта шпинделя с сектором (секторами) корпуса достаточная для выдерживания большей нагрузки по сравнению с другими устройствами ограничения хода шпинделя, а именно в сравнении с прототипом, который разработан также заявителем. Выдерживаемая нагрузка определена расчетным путем и подтверждена проведенными экспериментами.With this manufacture of a device for limiting the spindle stroke, there is no excess metal waste, there are no additional parts, the presence of which increases the number of joints and, therefore, backlash, which ultimately leads to a decrease in the metal consumption of the device with a higher accuracy of the limiter. The execution of the sector (s) on the spindle housing allows you to limit the angle of rotation of the spindle due to the contact of the specified sector (s) with the plane (s) of the spindle. The plane (planes) of the spindle are obtained by cutting sections of the spindle protruding above the housing. When the spindle is rotated until it touches the side surface of the housing sector (s), the contact area of the spindle with the housing sector (sectors) is created to withstand a greater load compared to other spindle stroke limiting devices, namely, in comparison with the prototype, which was also developed by the applicant. The withstanding load is determined by calculation and confirmed by experiments.

Кроме того, для работы устройств, в которых необходимо ограничение хода шпинделя, обычно применяются рукоятки, присоединенные к шпинделю. А поскольку в ограничении рабочего хода шпинделя заявляемой полезной модели участвует только сам шпиндель и корпус, становится возможным ограничение хода и в отсутствии рукоятки.In addition, for the operation of devices in which it is necessary to limit the spindle stroke, handles attached to the spindle are usually used. And since only the spindle itself and the housing participate in limiting the spindle stroke of the claimed utility model, it becomes possible to limit the stroke even in the absence of a handle.

Патентные исследования не выявили технических решений, характеризующихся заявляемой совокупностью признаков, следовательно, можно предположить, что указанная полезная модель соответствует критерию «новизна».Patent studies did not reveal technical solutions characterized by the claimed combination of features, therefore, we can assume that the specified utility model meets the criterion of "novelty."

Кроме того, предлагаемая полезная модель может быть изготовлена в промышленных масштабах с использованием стандартного оборудования и найдет применение, в частности, в трубопроводной арматуре на трубопроводах, транспортирующих природный газ, сжиженный углеводородный газ, жидкие нефтепродукты, пар, воду и другие среды, кроме того, ограничитель хода шпинделя может применяться, например, для шаровых кранов, затворов и других технических изделий, где необходимо ограничение рабочего хода, в частности на 90˚, то есть характеризуется критерием «промышленная применимость».In addition, the proposed utility model can be manufactured on an industrial scale using standard equipment and will find application, in particular, in pipe fittings for pipelines transporting natural gas, liquefied petroleum gas, liquid petroleum products, steam, water and other media, in addition, the spindle stroke limiter can be used, for example, for ball valves, shutters and other technical products where the stroke limit is necessary, in particular by 90˚, i.e. it is characterized by the criterion "Industrial applicability."

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами и фотографиями, где на фиг. 1 изображено устройство ограничения хода шпинделя, вид спереди, на фиг. 2 - устройство ограничения хода шпинделя, вид сверху, на фиг. 3 — устройство ограничения хода шпинделя, общий вид, на фиг. 4 – устройство ограничения хода шпинделя, пример применения для шарового крана, на фиг. 5 - устройство ограничения хода шпинделя, фотография в сборке, на фиг. 6 - устройство ограничения хода шпинделя, фотография корпуса и шпинделя.The essence of the claimed technical solution is illustrated by drawings and photographs, where in FIG. 1 shows a spindle travel limiting device, front view, FIG. 2 - spindle travel limiting device, top view, in FIG. 3 - spindle stroke limiting device, general view, FIG. 4 is a spindle travel limiting device, an example of application for a ball valve, FIG. 5 - spindle stroke limiting device, photograph in assembly, FIG. 6 - spindle stroke limiting device, photograph of the housing and spindle.

Устройство ограничения хода шпинделя содержит шпиндель 1 и корпус 2 отверстием под шпиндель 1. Корпус шпинделя называют также горловиной шпинделя 1. Шпиндель 1 выполнен монолитным. Нижняя часть шпинделя 1 расположена в отверстии корпуса 2. Верхняя часть шпинделя 1 выступает из отверстия корпуса 2 и расположена выше отверстия. Корпус 2 имеет сектор 3, частично перекрывающий сверху отверстие корпуса 2. Сектор 3 может быть выполнен фрезерованием или другим способом механической обработки. Шпиндель 1 выполнен с возможностью поворота до соприкосновения с боковой поверхностью 4 указанного сектора 3. Шпиндель 1 выполнен в форме цилиндра, при этом может иметь, как минимум, один срезанный участок 5. Срез 5 выполнен по всей высоте части шпинделя 1, выступающей над отверстием корпуса 2. Срез 5 шпинделя 1 выполнен таким образом, что при повороте шпиндель 1 соприкасается указанным срезом 5 с боковой поверхностью 4 сектора 3 корпуса 2. The spindle stroke limiting device comprises a spindle 1 and a housing 2 with an opening for the spindle 1. The spindle housing is also called the neck of the spindle 1. Spindle 1 is made integral. The lower part of the spindle 1 is located in the hole of the housing 2. The upper part of the spindle 1 protrudes from the hole of the housing 2 and is located above the hole. The housing 2 has a sector 3, partially overlapping from above the opening of the housing 2. Sector 3 can be performed by milling or other mechanical processing. The spindle 1 is made to rotate until it contacts the side surface 4 of the indicated sector 3. The spindle 1 is made in the form of a cylinder, and may have at least one cut section 5. A slice 5 is made over the entire height of the part of the spindle 1 protruding above the housing opening 2. The slice 5 of the spindle 1 is made in such a way that when turning the spindle 1 is in contact with the specified slice 5 with the side surface 4 of the sector 3 of the housing 2.

Нижняя часть шпинделя 1 может находиться полностью внутри отверстия корпуса 2, либо выступать со стороны нижней части корпуса 2.The lower part of the spindle 1 can be completely inside the bore of the housing 2, or protrude from the bottom of the housing 2.

Срезанный участок 5 шпинделя 1 может быть получен фрезерованием или другим способом механической обработки.The cut section 5 of the spindle 1 can be obtained by milling or other mechanical processing.

В частном случае выполнения корпус 2 может иметь два сектора 3, частично перекрывающих сверху отверстие корпуса 2. В этом случае шпиндель 1 должен иметь два срезанных участка 5 для соприкосновения с боковыми поверхностями 4 секторов 3. In the particular case of execution, the housing 2 may have two sectors 3, partially overlapping from above the opening of the housing 2. In this case, the spindle 1 should have two cut sections 5 for contact with the side surfaces 4 of the sectors 3.

Для устройств, в которых необходимо ограничивать рабочий ход шпинделя на 90˚, угол между боковыми поверхностями двух секторов 3 корпуса 2 составляет 90˚.For devices in which it is necessary to limit the spindle stroke by 90 °, the angle between the side surfaces of the two sectors 3 of the housing 2 is 90 °.

Площадь перекрытия поверхностей 4 секторов 3 корпуса 2 и плоскостей 5 шпинделя 1 зависит от ширины перекрытия и высоты сектора 3. Ширина перекрытия зависит от ширины шпинделя 1 и диаметра отверстия корпуса 2, который равен диаметру шпинделя 1. The overlapping area of the surfaces of 4 sectors 3 of the housing 2 and the planes 5 of the spindle 1 depends on the width of the overlap and the height of the sector 3. The overlap width depends on the width of the spindle 1 and the diameter of the bore of the housing 2, which is equal to the diameter of the spindle 1.

С уменьшением ширины шпинделя 1 и увеличением диаметра отверстия корпуса 2 увеличивается ширина перекрытия.With a decrease in the width of the spindle 1 and an increase in the diameter of the opening of the housing 2, the overlap width increases.

С увеличением высоты сектора 3 возрастает вероятность разрушения шпинделя 1. Поэтому выбор геометрии устройства ограничения хода шпинделя осуществляется конструктивно, расчетным путем, однако необходимо обеспечить выполнение следующих условий: With increasing height of sector 3, the probability of destruction of spindle 1 increases. Therefore, the choice of geometry of the device for limiting the spindle stroke is carried out constructively, by calculation, but it is necessary to ensure the following conditions are met:

-при превышении максимально допустимого момента кручения должны срезаться выступающие над отверстием участки секторов 3 корпуса 2;- when exceeding the maximum permissible torsion moment, sections of sectors 3 of housing 2 protruding above the hole must be cut;

-шпиндель 1 должен оставаться в рабочем состоянии, не подвергаться пластической деформации.-spindle 1 must remain in working condition, not undergo plastic deformation.

Пример выполнения полезной модели.An example of a utility model.

В качестве примера выполнения полезной модели приведено устройство ограничения хода шпинделя шарового крана.As an example of the utility model, a device for limiting the stroke of a spindle of a ball valve is given.

Устройство ограничения хода шпинделя содержит шпиндель 1 и корпус 2 с отверстием под шпиндель 1. Шпиндель 1 выполнен монолитным. Нижняя часть шпинделя 1 расположена в отверстии корпуса 2. Верхняя часть шпинделя 1 выступает из отверстия корпуса 2 и расположена выше отверстия. Корпус 2 имеет сектор 3, частично перекрывающий сверху отверстие корпуса 2. Шпиндель 1 выполнен с возможностью поворота до соприкосновения с боковой поверхностью 4 указанного сектора 3. Шпиндель 1 выполнен в форме цилиндра, при этом имеет срезанный участок 5. Срез 5 выполнен по всей высоте части шпинделя 1, выступающей над отверстием корпуса 2. Срез 5 шпинделя 1 выполнен таким образом, что при повороте шпиндель 1 соприкасается указанной срезанной плоскостью 5 с боковой поверхностью 4 сектора 3 корпуса 2. The spindle stroke limiting device comprises a spindle 1 and a housing 2 with an opening for the spindle 1. The spindle 1 is made integral. The lower part of the spindle 1 is located in the hole of the housing 2. The upper part of the spindle 1 protrudes from the hole of the housing 2 and is located above the hole. The housing 2 has a sector 3 partially overlapping the opening of the housing 2 from the top. The spindle 1 is rotatable until it touches the side surface 4 of the indicated sector 3. The spindle 1 is made in the form of a cylinder, while it has a cut section 5. The cut 5 is made over the entire height of the part spindle 1, protruding above the opening of the housing 2. The slice 5 of the spindle 1 is made so that when turning the spindle 1 is in contact with the specified cut plane 5 with the side surface 4 of the sector 3 of the housing 2.

Срезанный участок 5 шпинделя 1 и сектор 3 корпуса 2 получены фрезерованием.The cut section 5 of the spindle 1 and sector 3 of the housing 2 are obtained by milling.

На шпинделе 1 имеется резьба 6 под гайку, которая фиксирует ручку 7.On the spindle 1 there is a thread 6 under the nut, which fixes the handle 7.

Устройство ограничения хода шпинделя работает следующим образом (на примере устройства ограничения хода шпинделя шарового крана). A device for limiting the spindle stroke works as follows (using the example of a device for limiting the spindle stroke of a ball valve).

Шпиндель 1 устанавливают в отверстие корпуса 2 с нижней стороны корпуса 2. При этом нижняя часть шпинделя 1 оказывается в отверстии корпуса 2, а верхняя часть выступает из отверстия и расположена выше отверстия корпуса 2. The spindle 1 is installed in the hole of the housing 2 from the lower side of the housing 2. In this case, the lower part of the spindle 1 is in the hole of the housing 2, and the upper part protrudes from the hole and is located above the hole of the housing 2.

При повороте шпиндель 1 (в приведенном примере поворот шпинделя осуществляется с помощью рукоятки 7, кроме этого, возможно применение любых устройств для приведения шпинделя в движение: как ручных, так и механизированных) упирается в плоскость 4 сектора 3 корпуса 2, сектор 3 при этом выполнен выше уровня отверстия корпуса 2 и частично перекрывает сверху отверстие корпуса 2. За счет перекрытия сектора 3 корпуса 2 с плоскостью 5 шпинделя 1, происходит ограничение угла поворота шпинделя 1 относительно корпуса 2 в пределах 90˚. При этом плоскость 5 шпинделя 1 получена срезанием участка выступающей над отверстием корпуса 2 части шпинделя 1. В результате поворота шпинделя 1 его верхняя часть, находящаяся над отверстием корпуса 2, в крайнем положении оказывается плотно прижатой к сектору 3 корпуса 2. Площадь контакта шпинделя 1 с сектором 3 корпуса 2, зависящая от ширины перекрытия шпинделя 1 с сектором 3 корпуса 2 и высоты сектора 3, выбирается таким образом, чтобы устройство ограничения хода шпинделя могло выдерживать большую нагрузку, в том числе нагрузку при ошибочном повороте шпинделя против рабочего хода.When turning the spindle 1 (in the given example, the spindle is rotated using the handle 7, in addition, any device for bringing the spindle into motion: both manual and mechanized) can be abutted against the plane 4 of sector 3 of housing 2, sector 3 is made above the level of the opening of the housing 2 and partially overlaps the opening of the housing 2 from above. Due to the overlapping sector 3 of the housing 2 with the plane 5 of the spindle 1, the rotation angle of the spindle 1 relative to the housing 2 is limited to 90 корпуса. In this case, the plane 5 of spindle 1 is obtained by cutting off the portion of the spindle part protruding above the opening of the housing 2 of the spindle 1. As a result of rotation of the spindle 1, its upper part, located above the opening of the housing 2, in the extreme position is pressed tightly against the sector 3 of the housing 2. The contact area of the spindle is 1 s sector 3 of the housing 2, depending on the overlap width of the spindle 1 with sector 3 of the housing 2 and the height of sector 3, is selected so that the spindle travel limiting device can withstand a large load, including the load with erroneous spindle rotation against the stroke.

Применение в заявленном устройстве корпуса, имеющего один или два сектора, и шпинделя, установленного в корпус таким образом, что при повороте шпиндель соприкасается с боковой поверхностью указанного сектора (или секторов), увеличивает возможную приложенную нагрузку на устройство в сравнении с прототипом полезной модели, а также уменьшает металлоемкость и повышает точность работы устройства.The use in the inventive device of a housing having one or two sectors and a spindle mounted in the housing in such a way that when turning the spindle is in contact with the side surface of the specified sector (or sectors), increases the possible applied load on the device in comparison with the prototype of the utility model, and also reduces metal consumption and improves the accuracy of the device.

Claims

1. A device for limiting the spindle stroke, comprising a housing with an opening and a spindle mounted in the housing such that a part of the spindle protrudes from the opening of the housing and is located above the opening, characterized in that the housing has a sector partially overlapping its opening from above, the spindle is configured to turning until it touches the side surface of the specified sector.

2. The spindle stroke limiting device according to claim 1, characterized in that the housing sector is milled.

3. The spindle stroke limiting device according to claim 1, characterized in that the spindle has a cut for contact with the side surface of the housing sector.