Среди распространённых типов пневмоприводов кулисная конструкция благодаря особой характеристике крутящего момента занимает незаменимое место в управлении арматурой большого диаметра и в условиях высокого перепада давления.

Чем она отличается от распространённого реечного механизма, например серии AT? Почему говорят, что такой привод развивает «максимальное усилие в решающий момент»? В статье подробно рассмотрим пневмоприводы с кулисным механизмом.

1. Что такое пневмопривод с кулисным механизмом?

Пневмопривод с кулисным механизмом преобразует поступательное движение поршня во вращательное через кривошипно-ползунный механизм. Он предназначен для запорного или регулирующего управления арматурой с углом поворота 90 градусов: шаровыми кранами, дисковыми затворами и пробковыми кранами.

В современной промышленной автоматизации кулисные приводы широко используются в нефтехимии, природоохранных системах, водоснабжении и водоотведении, энергетике и других отраслях. Особенно хорошо они подходят для крупных систем арматуры, требующих точного управления.

2. Основные элементы конструкции

Пневмопривод с кулисным механизмом состоит из следующих основных узлов:

  1. Корпус (корпус цилиндра): обычно изготавливается из алюминиевого сплава или стали с антикоррозионной обработкой поверхности, отличается прочностью и коррозионной стойкостью. Для соединения с арматурой на корпусе предусмотрены резьбовые соединения или фланцы.
  2. Кулисный механизм (основной узел): главная особенность, отличающая этот привод от других типов. Механизм преобразует линейное движение поршня во вращение выходного вала. При изменении давления воздуха кулиса перемещается внутри привода, преобразуя пневматическую энергию в механическую.
  3. Цилиндр: источник движущего усилия привода. Обычно имеет цилиндрическую форму и содержит поршень. На обоих концах расположены воздушные порты, соединённые с источником воздуха.
  4. Поршень: перемещается вдоль оси цилиндра под воздействием изменения давления. При росте давления поршень приводит в движение кулисный механизм и арматуру. По конструкции различают поршневые исполнения с одним и двумя цилиндрами.
  5. Узел пружинного возврата: в кулисных приводах одностороннего действия обеспечивает автоматический возврат при прекращении подачи воздуха. Пружина создаёт возвратное усилие в зависимости от положения поршня и обеспечивает защиту при отказе.
  6. Передаточные элементы: соединяются с кулисой и передают движение привода арматуре; обычно связаны со штоком, зубчатыми колёсами, муфтами и другими деталями.
  7. Соединение с арматурой: фланцы, болты и другие крепёжные элементы соединяют привод с приводными деталями арматуры и передают вращение.

3. Принцип работы

Работа пневмопривода с кулисным механизмом основана на совместном действии перепада давления воздуха и кривошипно-ползунного механизма:

При поступлении сжатого воздуха в один конец цилиндра давление перемещает поршень по прямой. Через кулису, то есть кривошипно-ползунный механизм, поступательное движение преобразуется во вращение выходного вала, обычно на 90 градусов, открывая или закрывая шаровой кран либо дисковый затвор.

Одностороннее действие: открытие выполняется давлением воздуха, закрытие — возвратной пружиной.

Двустороннее действие: открытие и закрытие выполняются давлением воздуха, направление подачи меняется пневмораспределителем.

4. Главное отличие кулисного привода от реечного — кривая крутящего момента

Это наиболее характерная особенность кулисной конструкции.

Реечный привод создаёт почти постоянный крутящий момент во всём диапазоне поворота, с небольшими изменениями.

У кулисного привода момент зависит от угла поворота: в середине хода он меньше, а на обоих концах хода, в моменты начала открытия и завершения закрытия арматуры, достигает максимума.

Такая характеристика хорошо соответствует потребности шаровых кранов и дисковых затворов в моменте: наибольший момент требуется при начале движения и закрытии, а в среднем положении — меньший. Поэтому кулисный привод эффективнее согласуется с нагрузкой арматуры и обеспечивает более выгодное соотношение цены и возможностей.

Чжэцзянская компания HES по производству автоматических приборов и арматуры

Основана в 1989 году · Более тридцати лет специализации на пневмоприводах