устройство для передачи вращающего момента

Формула изобретения

1. Устройство для передачи крутящего момента между двумя вращающимися элементами (8; 16, 14), включающее внутреннее зубчатое колесо (1) с количеством зубьев N-n, находящееся в зацеплении с внешним зубчатым колесом (2) с количеством зубьев N в корпусе (3), причем первый вращающийся элемент (8; 16) с эксцентриком (7; 17) соединен с внутренним зубчатым колесом (1) с возможностью передачи движения, отличающееся тем, что эксцентрик (7; 17) воздействует на радиальные средства (10) передачи давления, которые связаны с осесимметричной частью (11; 19) зубчатого колеса (1) через стенку корпуса, причем каждое из средств (10) передачи давления заключено в сильфон (12), жестко связанный с корпусом (3) с образованием соответствующей части герметизирующего барьера.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем радиальные средства передачи давления выполнены в виде толкателей или плунжеров (10).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что осесимметричная часть представляет собой центральный осевой выступ (11) на зубчатом колесе (1).

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что осесимметричная часть представляет собой внутреннюю стену (19) зубчатого колеса (1).

5. Использование устройства согласно предыдущему пункту в качестве герметизирующей трансмиссии в приводе клапана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для передачи крутящего момента, как указано в ограничительной части п.1 формулы изобретения.

Изобретение нацелено на создание газонепроницаемой трансмиссии для использования в устройствах для управления клапанами и т.п.

Приведение в действие различных типов клапанов требует герметичности для исключения утечек, которые в противном случае обычно происходят вдоль штока клапана, предотвращения распространения экологически вредных и токсичных веществ и т.д. Во многих случаях герметичность также важна для исключения опасности взрыва. Например, при использовании подводного оборудования целесообразно принимать во внимание высокое давление под водой, которое обычно учитывают при проектировании трансмиссии.

Настоящее изобретение стремится соответствовать указанным требованиям.

В соответствии с изобретением предложена герметичная трансмиссия, в частности для приведения в действие клапанов, более конкретно устройство по п.1 формулы изобретения. Дополнительные признаки изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Установление влагонепроницаемого барьера между, например, приводом клапана и его рабочим органом, который должен быть приведен в действие, а также использование радиальных стержней или плунжеров, заключенных в соответствующие сильфоны, позволяет избежать применения уплотнения, вращающегося вокруг штока клапана, а также получить уплотнение неподвижных соединений благодаря гибкому сильфону, который должен лишь компенсировать незначительные перемещения.

Относительно малый сильфон наряду с другими механизмами может быть легко приспособлен под высокое давление, например до 100 Бар или больше.

Изобретение далее описано более подробно со ссылками на чертежи, которые иллюстрируют варианты реализации изобретения в приводе клапанов.

Фиг.1 показывает схематичный разрез газонепроницаемой трансмиссии согласно изобретению,

фиг.2 показывает схематичный разрез второго варианта реализации газонепроницаемой трансмиссии согласно изобретению, и

фиг.3 показывает разрез варианта реализации изобретения, проиллюстрированного на фиг.2.

Газонепроницаемые трансмиссии, проиллюстрированные на фиг.1, 2 и 3, основаны на использовании конструкции наподобие планетарной передачи, в которой внутреннее зубчатое колесо 1 с количеством зубьев N-n, где n - малое число, обычно равное 1, вращается внутри внешнего зубчатого колеса 2 (зубчатого венца), с количеством зубьев N. Это вращение, которое осуществляется эксцентрически смещенным зубчатым колесом 1, вынуждает его катиться по внутренней окружности внешнего зубчатого колеса. При этом качении, которое осуществляется в противоположном вращению направлении, эксцентрически смещенное колесо проходит n зубьев, общая ширина которых составляет 360°. В продаже имеются зубчатые передачи, в которых применяется этот принцип. Такие зубчатые передачи отличаются высокой степенью жесткости и низкой величиной проскальзывания и наряду с другими механизмами используются в области робототехники.

Зубчатые колеса 1 и 2 установлены в корпусе 3, который как показано на фиг.1, содержит зубчатое колесо 2. В варианте реализации, показанном на фиг.1, у края зубчатого колеса, а именно внешнего зубчатого колеса, установлена крышка 4, имеющая центральную полую цапфу 5 с выступающей втулкой 6. Втулка 6 обеспечивает опору для эксцентрика 7, который получает вращение от колеса 8. Эксцентрик 7 взаимодействует с элементом 9 трансмиссии, который выполнен в форме перевернутого блюдца и который, в свою очередь, воздействует на толкатели 10, проходящие радиально внутрь и упирающиеся торцами в центральный осевой выступ 11 на зубчатом колесе 1. Каждый, по меньшей мере, из трех толкателей 10 (плунжеров) заключен в соответствующий сильфон 12, каждый из которых жестко связан с корпусом 3, в данном случае с цапфой 5. Каждый толкатель 10 проходит через резьбовую пробку 13 в цапфе 5 до упора в выступ 11.

Для приведения в действие клапана, не показанного на чертежах, при вращении колеса 8 эксцентрик 7 передает эксцентрическое движение через элемент 9 трансмиссии с одной стороны герметизирующего барьера, сформированного сильфоном 12, на другую его сторону.

От зубчатого колеса 1 вращение передается к штоку клапана 14 через кривошипный механизм 15.

На фиг.2 и 3 показан вариант реализации газонепроницаемой трансмиссии согласно изобретению, выполненной "зеркально" по отношению к фиг.1. Вращение рабочего вала 16 совместно с эксцентриком 17 через шарикоподшипники 21 воздействует на толкатели 10, которые заключены в соответствующие сильфоны 12.

Узлы «толкатель-сильфон» 10-12 установлены в радиальных отверстиях 18 в корпусе 3, а именно в части 26 корпуса, которая жестко соединена с верхней крышкой 27 на винтах 23 и через уплотнительные кольца 28. Крышка 27 прикреплена к блюдцеобразной части 20, в которую вставлено и закреплено винтами зубчатое колесо 2. Под действием эксцентрика 17 толкатели 10 перемещаются к внутренней стенке 19 зубчатого колеса 1, которое закреплено на подставке 29 обозначенными винтами 30, передавая таким образом эксцентрическое движение на другую сторону герметизирующего барьера, сформированного сильфонами 12. Как указано выше, сильфоны 12 жестко связаны с корпусом 3, а именно с его частью 26. Каждый сильфон 12 связан снаружи с частью 26 с помощью пластины или фланца 25, который прикреплен винтами к части 26. Каждый толкатель 10 находится в контакте с эксцентриком 17 через шарикоподшипники 21 и проставку 24.

Зубчатое колесо 1, т.е. держатель 29, также связано через механизм 15 со штоком клапана, не показанным на чертежах. Для специалиста очевидно, что вместо механизма 15, показанного на фиг.1, в данном случае можно использовать многие другие соединения. Как указано выше, достигнутая цель настоящего изобретения заключается в установлении барьера, который позволяет передавать движение без подвижных уплотнительных средств. Вместо них используют выполненную из гибкого материала сильфонную или мембранную конструкцию, которая лишь компенсирует линейные движения толкателей, вызванные эксцентриком. Сильфоны или мембраны могут быть выполнены из металла, пластика, резины или другого подходящего материала. Поскольку сильфон может быть небольшим, а его перемещение происходит вдоль его центральной оси, такой сильфон при необходимости может в значительной степени противостоять высокому давлению. Это позволяет использовать указанные сильфоны для приведения в действие клапанов с более жесткими требованиями в отношении утечек, поскольку обычно имеющие место утечки вдоль штока клапана устранены. Кроме того, их можно использовать в подводном оборудовании или в оборудовании, используемом при высоком давлении.