Исполнительный механизм и выполненная с подобным исполнительным механизмом клапанная система

Исполнительный механизм и выполненная с подобным исполнительным механизмом клапанная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение относится к исполнительному механизму согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения, а также к выполненной с подобным исполнительным механизмом клапанной системе.

В ЕР1413810А1 описан исполнительный механизм указанного в начале описания типа для клапана турбины, предназначенного для регулирования подачи в нее газа или пара, для технологической арматуры, предназначенной для регулирования расхода технологической текучей среды, для регулирования угла наклона лопастей ветрового колеса в продольном направлении или для применения по аналогичному назначению. Подобные исполнительные механизмы обычно имеют исполнительный привод, который у заявленного в ЕР 1413810 А1 объекта изобретения выполнен в виде электрического винтового привода. Применительно к газовой турбине подобный исполнительный механизм позволяет, например, регулировать проходное сечение арматуры для регулирования подачи топлива, соответственно газа. Во избежание повреждения системы при возникновении аварийной или экстренной ситуации, например, при нарушении электроснабжения или при возникновении неисправности, арматуру или лопасти ветрового колеса необходимо возвращать в исходное положение. Для этого согласно известному решению с винтовым приводом функционально связан рычажно-коленный механизм, который при работе в обычном режиме, т.е. при достаточном электроснабжении, заблокирован в вытянутом положении, в котором предварительно сжатая пружина сжата. Коленчатый рычаг такого рычажно-коленного механизма воздействует на клапанный элемент арматуры (в случае газовой турбины) или на исполнительный механизм для регулирования угла наклона лопастей ветрового колеса в продольном направлении. Блокировка коленчатого рычага происходит только при достаточном электроснабжении, тогда как при нарушении электроснабжения блокировочный механизм освобождает коленчатый рычаг, в результате чего он переставляется предварительно сжатой пружиной из своего вытянутого положения в свое согнутое положение, а соответственно этой перестановке коленчатого рычага клапанный элемент, соответственно механизм регулирования угла наклона лопастей ветрового колеса в продольном направлении возвращается в свое заданное исходное положение.

Недостаток такого решения состоит в том, что рычажно-коленный механизм требует для его размещения значительного монтажного пространства и помимо этого имеет сравнительно сложную конструкцию, чем обусловлены высокие затраты на его техническую реализацию.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача разработать исполнительный механизм, который обеспечивал бы возможность аварийного срабатывания при малых затратах на его техническую реализацию и обладал бы при этом высокой эксплуатационной надежностью. Такой исполнительный механизм должен также допускать возможность его применения в сочетании с клапанной системой, прежде всего с клапаном для регулирования подачи пара или газа в турбину, или в наиболее общем случае в сочетании с технологической арматурой для регулирования расхода технологической текучей среды.

Указанная задача решается с помощью исполнительного механизма с отличительными признаками, представленными в п. 1 формулы изобретения, и с помощью клапанной системы, заявленной в независимом п. 32 формулы изобретения.

Предлагаемый в изобретении исполнительный механизм выполнен с исполнительным приводом для управления клапаном или иным устройством, например, механизмом регулирования угла наклона лопастей ветрового колеса в продольном направлении с помощью исполнительного органа. С исполнительным приводом функционально связана система аварийного срабатывания, позволяющая при возникновении неисправности в основном независимо от управления исполнительным приводом возвращать исполнительный орган в исходное положение. Такая система аварийного срабатывания имеет энергоаккумулятор, выполненный с возможностью высвобождения запасенной им энергии для возврата исполнительного органа в исходное положение. Согласно изобретению система аварийного срабатывания имеет поршень, который нагружен, с одной стороны, энергоаккумулятором, а с другой стороны - давлением в находящейся под давлением рабочей полости, соединяемой через переключающий клапан с баком или аналогичной емкостью. Поршень выполнен при этом таким образом, что он при сбросе давления из рабочей полости перемещает исполнительный орган в направлении его возврата в исходное положение.

Тем самым согласно предлагаемому в изобретении решению энергоаккумулятор может гидравлически удерживаться в подготовленном к срабатыванию или заблокированном состоянии и активизироваться путем переключения переключающего клапана для возврата исполнительного привода в исходное положение.

Во избежание повреждения исполнительного привода и перемещаемых им компонентов предусмотрен кинематически связанный, прежде всего через поводок, с исполнительным органом тормозящий или демпфирующий механизм.

Такой тормозящий или демпфирующий механизм может иметь механически связанный с исполнительным органом цилиндр двустороннего действия с двухсторонним штоком или дифференциальный цилиндр.

В одном из вариантов подобный цилиндр двустороннего действия с двухсторонним штоком или дифференциальный цилиндр выполнен с уменьшающейся при перемещении исполнительного органа рабочей полостью, которая через демпфирующий дроссель или через дросселирующую щель соединена с другой его, соответственно увеличивающейся рабочей полостью.

В одном из вариантов осуществления изобретения демпфирующий механизм имеет расположенный на пути прохождения потока рабочей среды между переключающим клапаном и баком тормозящий цилиндр, который имеет нагруженный предварительно сжатой пружиной в направлении закрытия тормозящий поршень, который в направлении открытия нагружен давлением, преобладающим по ходу потока после переключающего клапана, и который после своего перемещения на заданное расстояние открывает ведущий в бак дроссель и при этом выполнен с возможностью его перемещения исполнительным органом в направлении закрытия в конце хода поршня перед достижением им своего конечного положения.

В особенно предпочтительном варианте тормозящий поршень тормозящего цилиндра перемещается совместно с исполнительным органом, в данном случае с поводком винтового привода. После перемещения тормозящего поршня на заданное расстояние он перекрывает дроссель, в результате чего соответственно тормозится перемещение исполнительного органа. Уменьшающаяся при этом рабочая полость тормозящего цилиндра через ведущую в бак линию и расположенный в ней клапан соединена с баком. Увеличивающаяся при аварийном срабатывании рабочая полость тормозящего цилиндра также соединена с баком и/или с другой его, уменьшающейся рабочей полостью.

В одной из модификаций этого варианта переключающий клапан выполнен в виде 3/2-распределителя (трехлинейного двухпозиционного распределителя), который в своем подпружиненном исходном положении открывает, а в своем включенном положении перекрывает путь прохождения потока рабочей среды от рабочей полости силового цилиндра к баку.

В другом варианте демпфирующий механизм выполнен с подвижной катушкой, которая кинематически связана с исполнительным органом и в конце хода поршня перед достижением им своего конечного положения создает противодействующую его движению силу.

Подобный демпфирующий дроссель может быть выполнен, например, в виде дросселя с обратным клапаном и с регулируемым проходным сечением.

Помимо этого параллельно демпфирующему дросселю или дросселирующей щели можно включать клапан двойного действия, перемещаемый для демпфирования в направлении своего закрытия электрически или гидравлически.

Переключающий клапан и клапан двойного действия могут при этом образовывать единый конструктивный узел, выполненный прежде всего в виде 3/2-распределителя.

В еще одном варианте демпфирующий механизм выполнен с жидкостным демпфером, который кинематически связан с исполнительным органом и который в результате движения исполнительного органа направляет электро- или магнитореологическую жидкость вдоль магнитного поля.

Такое магнитное поле в предпочтительном варианте создается постоянным магнитом и при работе исполнительного механизма в обычном режиме, т.е. при достаточном электроснабжении, нейтрализуется противодействующим полем.

В принципе, однако, подобное магнитное поле может также только при возникновении аварийной ситуации создаваться путем подачи электрического тока от источника бесперебойного питания (ИБП). Однако подобные решения не всегда удовлетворяет требованиям правил техники безопасности, предъявляемым к работе в аварийном режиме.

Во избежание повреждения исполнительного механизма при наталкивании поршня на исполнительный орган можно предусмотреть энергопоглощающую пружину, сжимающуюся при наталкивании на исполнительный орган. Такая энергопоглощающая пружина может быть выполнена с подавляющей искрообразование опорной поверхностью.

Дополнительно к описанному выше демпфирующему механизму поршень может быть выполнен с обычным демпфированием в конце хода.

Для гидравлического заряда энергоаккумулятора может быть предусмотрен вспомогательный насос, позволяющий создавать достаточное давление в указанной рабочей полости. Такой насос может быть также образован тормозящим механизмом.

Для защиты гидравлических компонентов от слишком высокого давления можно предусмотреть клапан ограничения давления, расположенный на пути прохождения потока рабочей среды между тормозящим цилиндром и переключающим клапаном.

В одном из вариантов в расположенной по ходу потока перед тормозящим цилиндром частью пути прохождения потока рабочей среды предусмотрена байпасная линия, через которую возможно соединение с баком и в которой предусмотрен открывающийся в направлении бака обратный клапан, давление открытия которого больше давления, необходимого для открытия тормозящего клапана. Иными словами, такой обратный клапан остается закрытым, когда тормозящий клапан выполняет свою демпфирующую функцию, и открывается только при существенном превышении давления, необходимого для перестановки тормозящего клапана.

Для ограничения скорости перемещения поршня на пути прохождения потока рабочей среды между рабочей полостью и баком можно предусмотреть регулятор расхода (дроссель, дроссельную заслонку), который в предпочтительном варианте выполнен регулируемым.

В особо простом варианте исполнительный привод выполнен в виде винтового привода. В принципе, однако, возможно также применение пневматических или гидравлических исполнительных приводов.

Энергоаккумулятор для возврата исполнительного органа в исходное положение может представлять собой механический энергоаккумулятор, прежде всего пружинный энергоаккумулятор, сжимаемую текучую среду или газ и/или эластомер.

В еще одном варианте, обеспечивающем особо высокую компактность всей конструкции, все существенные конструктивные элементы объединены в единый приводной узел.

При этом исполнительный привод, энергоаккумулятор и находящаяся под давлением рабочая полость могут быть расположены соосно вокруг рабочей оси исполнительного механизма.

Исполнительный механизм может быть выполнен с замкнутой, прежде всего предварительно нагруженной давлением гидравлической системой, охватывающей находящуюся под давлением рабочую полость и/или тормозящий, соответственно демпфирующий механизм.

В особенно предпочтительном варианте выполнения предлагаемого в изобретении исполнительного механизма тормозящий, соответственно демпфирующий механизм выполнен с возможностью его конфигурирования в виде нагнетательного цилиндра для заполнения рабочей полости рабочей средой (в виде внутреннего насоса).

Эксплуатационную надежность исполнительного механизма позволяет дополнительно повысить вариант, в котором предусмотрена возможность регистрации положения исполнительного органа одной или несколькими системами измерения перемещений, прежде всего системами измерения линейных перемещений.

В одном из вариантов осуществления изобретения предусмотрены средства, позволяющие поддерживать в заданных пределах температуру внутри ограниченного боковыми стенками корпуса винтового привода.

В еще одном варианте осуществления изобретения предусмотрены средства, позволяющие фиксировать тормозящий или демпфирующий механизм и выполненные с возможностью их деблокирования системой аварийного срабатывания.

Исполнительный механизм может быть выполнен с возможностью проведения проверки работоспособности системы аварийного срабатывания при работе в нормальном режиме. Предназначенные для этого средства могут иметь, например, переключатель, регистрирующий начало возвратного движения поршня.

Для повышения эксплуатационной надежности газовых или паровых турбин можно последовательно включать два клапана с описанными выше исполнительными механизмами.

Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения представлены в остальных зависимых пунктах формулы изобретения.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере некоторых предпочтительных вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию схематичные чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - предельно упрощенная функциональная схема предлагаемого в изобретении исполнительного механизма для клапана газовой турбины при работе в нормальном режиме,

на фиг. 2 - исполнительный механизм при работе в аварийном режиме,

на фиг. 3 - гидросхема исполнительного механизма, изображенного на фиг. 1 и 2,

на фиг. 4 - вид в аксонометрии исполнительного механизма, изображенного на фиг. 3,

на фиг. 5 - исполнительный механизм в варианте его выполнения с подвижной катушкой,

на фиг. 6 - исполнительный механизм в другом варианте его выполнения с тормозящим цилиндром и дросселем с обратным клапаном,

на фиг. 7 - исполнительный механизм в аналогичном изображенному на фиг. 6 варианте его выполнения, но с переключающим клапаном вместо обратного клапана,

на фиг. 8 - исполнительный механизм в варианте его выполнения со вспомогательным насосом для заряда энергоаккумулятора,

на фиг. 9 - исполнительный механизм в варианте его выполнения с электро- или магнитореологическим демпфером,

на фиг. 10 - исполнительный механизм с электрической системой аварийного срабатывания,

на фиг. 11 - система регулирования для газовой турбины с повышенной эксплуатационной надежностью и

на фиг. 12 - исполнительный механизм в варианте его выполнения с совместно перемещаемым тормозящим механизмом.

На фиг. 1 показана функциональная схема предлагаемого в изобретении исполнительного механизма 1 для управления клапаном газовой или паровой турбины или технологической арматурой, регулирующим, соответственно регулирующей объемный расход. Такой исполнительный механизм 1 имеет винтовой привод 2 с приводным двигателем 4, приводящим во вращение ходовой винт 6, который в свою очередь находится в зацеплении с маточной гайкой 8. В показанном на чертеже варианте ходовой винт 6 установлен с возможностью вращения на раме 10. Маточная гайка 8 выполнена не вращающейся, однако может перемещаться в осевом направлении по ходовому винту 6, при вращении которого она совершает поступательное движение. Поступательное движение маточной гайки передается на консоль 12, управляющую перемещением затвора клапана турбины (затвора арматуры). На маточной гайке 8, соответственно на консоли 12, кроме того, установлен поводок 14, который в показанном на фиг. 1 варианте консольно выступает в радиальном направлении и который при поступательном перемещении маточной гайки 8 и консоли 12 поступательно перемещается совместно с ними.

Путем управления приводным двигателем 4 более подробно описанной ниже системой управления можно тем самым управлять положением, соответственно перемещением затвора клапана турбины в зависимости от величины поступательного перемещения гайки 8. При открытом клапане турбины и тем самым при наличии определенного установившегося объемного расхода пара или газа через него в случае нарушения электроснабжения либо в случае отказа всей системы или установки клапан турбины остался бы открытым, из-за чего контролировать работу турбины стало бы более невозможно. На случай возникновения подобной аварийной ситуации предусмотрена система 16 аварийного срабатывания, которая позволяет вернуть консоль 12 в ее исходное положение, в котором клапан газовой турбины закрыт. В показанном на фиг. 1 варианте подобный возврат консоли в ее исходное положение происходит механически, при этом для работы в аварийном режиме не требуется электрически задействовать никакие конструктивные элементы. Система 16 аварийного срабатывания состоит в основном из энергоаккумулятора, в данном случае пружинного энергоаккумулятора 18, пружина которого предварительно сжата поршнем 20. Такой поршень 20 ограничивает находящуюся под давлением рабочую полость 22 в силовом цилиндре 24. Через этот силовой цилиндр 24 проходит выступающий из него шток 26 поршня 20, на выступающей концевой части какового штока расположена энергопоглощающая (амортизирующая, противоударная) пружина 28.

Рабочая полость 22 каналом 30 соединена с электромагнитным (снабженным электроприводом) переключающим клапаном 32, который выполнен в виде седельного клапана. Этот переключающий клапан удерживается предварительно сжатой пружиной 34 в своем открытом положении, а при запитывании переключающего электромагнита 36 может переводиться им в свое закрытое положение. К выходу переключающего клапана 32 присоединена разгрузочная линия 38, в которой предусмотрен регулятор 40 расхода, предназначенный для регулирования объемного расхода рабочей среды через переключающий клапан 32. Такой регулятор 40 расхода выполнен с переменным проходным сечением, однако может быть также выполнен с постоянным проходным сечением (в виде дроссельной заслонки или дросселя).

Указанная разгрузочная линия 38 ведет ко входу тормозящего цилиндра 42, который в показанном на чертеже варианте выполнен в виде дифференциального цилиндра, тормозящий поршень 44 которого при этом нагружен со стороны дна этого цилиндра давлением в разгрузочной линии 38. Тормозящий поршень 44 предварительно сжатой пружиной 46 удерживается в своем показанном на чертеже исходном положении, в котором объем поршневой полости 48 тормозящего цилиндра, находящейся со стороны его дна, минимален. На пути движения потока рабочей среды между поршневой полостью 48 и регулятором 40 расхода предусмотрен обратный клапан 50, который препятствует обратному потоку рабочей среды в направлении от поршневой полости 48 к переключающему клапану 32. На участке между регулятором 40 расхода и обратным клапаном 50 от разгрузочной линии 38 ответвляется байпасная линия 52, оканчивающаяся в ведущей в бак линии 54. В этой байпасной линии 52 предусмотрен подпружиненный обратный клапан 56, который при превышении его запирающего усилия открывает проход для рабочей среды в ведущую в бак линию 54.

Помимо этого поршневая полость 48 соединена с ведущей в бак линией 54 клапаном 58 ограничения давления, который ограничивает максимальное давление в поршневой полости 48, а тем самым и в разгрузочной линии 38.

Тормозящий поршень 44 после своего перемещения на заданное расстояние открывает дросселирующую щель 60, которая через сливной канал 62 сообщается с ведущей в бак Τ линией 54.

Участок гидролинии между регулятором 40 расхода и переключающим клапаном 32 соединен нагрузочной линией 64 с ведущей в бак линией 54. В этой нагрузочной линии 64 расположен выполненный в виде обратного клапана нагрузочный клапан 66, который допускает прохождение потока рабочей среды в направлении от бака к находящейся под давлением рабочей полости 22 в целях заряда пружинного энергоаккумулятора 18 (накопления им энергии).

При работе в нормальном (обычном) режиме положение затвора клапана газовой турбины регулируется только винтовым приводом 2 путем управления приводным электродвигателем 4. При этом на переключающий электромагнит 36 переключающего клапана 32 подается электрический ток, и поэтому переключающий клапан переключен в свое закрытое положение. Пружинный энергоаккумулятор 18 при этом заряжен, поскольку в рабочей полости 22 преобладает давление, достаточное для удерживания пружины пружинного энергоаккумулятора 18 в ее предварительно сжатом состоянии. Рабочая среда заблокирована при этом переключающим клапаном 32. Поршень тормозящего цилиндра 42 находится в своем показанном на чертеже исходном положении, в котором объем поршневой полости 48 минимален, а ее соединение с дросселирующей щелью 60 отсутствует.

Силовой цилиндр 24 выполнен известным образом с демпфированием в конце хода и имеет для этого кольцевую демпфирующую полость 72, в которую утапливается радиально уширенный демпфирующий участок 68 штока 26 и в которую тем самым через дросселирующую щель вытесняется рабочая среда, замедляющая таким путем движение поршня в конце его хода перед достижением им своего конечного положения. Подобному демпфированию дополнительно способствует также тормозящий цилиндр 42.

При нарушении электроснабжения либо при отказе винтовой привод 2 занимает неопределенное положение. Поэтому при возникновении подобной аварийной ситуации управляющий, соответственно переключающий электромагнит 36 обесточивается, в результате чего переключающий клапан 32 переключается предварительно сжатой пружиной 34 в свое открытое положение. Вследствие этого рабочая среда может перетекать из рабочей полости 22 через открытый переключающий клапан 32 и через обратный клапан 50 в поршневую полость 48, давление в которой по этой причине возрастает до уровня, задаваемого обратным клапаном 56. Поршень 44 перемещается при этом из своего показанного на чертеже исходного положения в осевом направлении против усилия пружины 46 до открытия дросселирующей щели 60, в результате чего рабочая среда может сливаться из рабочей полости 22 через открытый переключающий клапан 32, регулятор 40 расхода, обратный клапан 50, поршневую полость 48, дросселирующую щель 60 и сливной канал 62 в бак Т, что приводит к снижению давления в рабочей полости 22. При этом поршень 20 перемещается усилием пружинного энергоаккумулятора 18 и вытесняет тем самым рабочую среду из рабочей полости 22, а после совершения поршнем некоторого свободного хода энергопоглощающая пружина 28 наталкивается на поводок 14 (см. фиг. 2). В том случае, когда давление в поршневой полости 48 становится выше запирающего усилия подпружиненного обратного клапана 56, он открывается, в результате чего часть объемного потока рабочей среды сливается непосредственно в бак Т, а тормозящий поршень 44 остается в своем показанном на фиг. 2 положении, в котором дросселирующая щель 60 открыта.

Поскольку усилие пружинного энергоаккумулятора 18 исходно существенно превышает усилие энергопоглощающей пружины 28, она сначала сжимается и лишь затем начинает толкать поводок 14. Как указано выше, поводок 14 соединен с маточной гайкой 8 винтового привода 2, и поэтому выполненная с не самотормозящейся резьбой маточная гайка 8 соответственно перемещается в осевом направлении и приводит при этом во вращение ходовой винт 6. После прохождения поршнем 20 дальнейшего отрезка своего пути поводок 14 наталкивается на шток 74 тормозящего поршня, выступающий из тормозящего цилиндра 42 в сторону поводка 14. Вследствие этого тормозящий поршень 44 начинает перемещается обратно в направлении своего исходного положения и при этом медленно перекрывает дросселирующую щель 60, в результате чего степень дросселирования объемного потока рабочей среды из рабочей полости 22 в бак Τ возрастает, и соответственно замедляется также движение поршня 20, а тем самым и поводка 14, и поэтому в конце хода поршня частота вращения ходового винта уменьшается до тех пор, пока клапан газовой турбины не достигнет своего закрытого положения, а винтовой привод не вернется в свое начальное положение. В этом положении дросселирующая щель 60 полностью перекрыта, а пружинный энергоаккумулятор 18 развивает требуемое усилие.

Ниже с ссылкой на фиг. 3 более подробно рассмотрен процесс заряда энергоаккумулятора для активизации системы 16 аварийного срабатывания. На фиг. 3 показана схема соединений во всем исполнительном механизме, который работает в соответствии с подробно рассмотренным выше со ссылкой на фиг. 1 и 2 принципом, при этом в последующем описании рассмотрены только не показанные на фиг. 1 и 2 функциональные и регулирующие элементы, а в остальном можно сослаться на приведенные выше пояснения. Как указано выше, управление перемещением затвора технологического клапана или клапана газовой, соответственно паровой турбины (или перемещением привода для регулирования угла наклона в продольном направлении) осуществляется электрическим винтовым приводом 2 с приводным двигателем 4, с неподвижным в осевом направлении и установленным с возможностью вращения ходовым винтом 6, с маточной гайкой 8 и с консолью 12, которая воздействует на связанный с арматурой ходовой винт клапана газовой или паровой турбины для перемещения его затвора в направлении закрытия или в направлении открытия (см. стрелки на фиг. 3). Управление приводным двигателем 4 осуществляется предназначенным для этого регулирующим устройством 76. С этим регулирующим устройством 76 соединительной линией 79 на основе полевой шины или аналогового интерфейса соединен программируемый контроллер. Давление в рабочей полости 22 силового цилиндра 24 регистрируется системой 92 контроля давления, данные о котором передаются по соответствующей связанной с ней контрольной линии 94 в регулирующее устройство 76.

Энерго-, соответственно электроснабжение приводного двигателя 4 осуществляется по соответствующей питающей линии 80, подсоединенной к регулирующему устройству 76. Сигналы обратной связи с двигателем передаются в регулирующее устройство 76 по сигнальной линии 82 обратной связи. Помимо этого по контрольной линии 84 передается информация о том, заряжен ли пружинный энергоаккумулятор 18 (сжата ли его пружина).

В показанном на чертеже варианте исполнительный механизм выполнен, кроме того, с источником 98 бесперебойного питания (ИБП), который при работе в аварийном режиме, т.е. при нарушении электроснабжения, позволяет обеспечить электроснабжение двигателя и подачу управляющего напряжения на регулирующее устройство 76. Управление регулятором 40 расхода, который в рассматриваемом варианте выполнен регулируемым, осуществляется регулятором 102 тока, соединенным соответствующей сигнальной линией 104, по которой передаются сигналы регулирования расхода, с регулятором 40 расхода. Регулятор 102 тока в свою очередь соединен сигнальной линией 106 для дальнейшей передачи от него сигналов с регулирующим устройством 76. При работе в аварийном режиме управляющее напряжение, необходимое для настройки объемного расхода рабочей среды в целях перемещения винтового привода 2, подается на регулятор 102 тока от ИБП 98 по соответствующей линии 108.

Для заряда пружинного энергоаккумулятора 18, т.е. в показанном на чертеже варианте для сжатия его пакета пружин, переключающий клапан 32 остается в обесточенном состоянии, в котором он усилием предварительно сжатой пружины 34 поджимается в свое открытое положение. После описанного выше аварийного срабатывания шток 45 тормозящего поршня 44 полностью выдвинут из тормозящего цилиндра, при этом поводок 14 прилегает к закрепленной на штоке 45 гайке 110, поскольку поводок 14, как указано выше, по достижении конечного положения вновь вернул тормозящий поршень 44 в его подпружиненное закрытое положение для замедления винтового привода 2 при его возврате в начальное положение. Путем соответствующего управления приводным двигателем 4 обеспечивается перемещение им поводка 14, а вместе с ним и ходового винта 6 в направлении открытия, в ходе чего энергопоглощающая пружина 28 сжимается, а поршень 20 перемещается обратно в направлении своей верхней мертвой точки (в.м.т.) (см. фиг. 3), что сопровождается зарядом пружинного энергоаккумулятора 18. При таком перемещении поршня 20 объем рабочей полости 22 увеличивается, в результате чего в нее из бака Τ через обратный клапан 66, по нагрузочной линии 64 (линии подпитки) и по разгрузочной линии 38, а также через открытый переключающий клапан 32 дополнительно всасывается рабочая среда.

Подобный процесс продолжается до тех пор, пока либо регулирующее устройство 76 не выдаст предупреждение о перегреве двигателя, либо пружинный энергоаккумулятор 18 не достигнет своего заданного усилия предварительного сжатия.

В случае перегрева двигателя переключающий клапан 32 в результате подачи на него электрического тока переключается в свое закрытое положение, в котором рабочая среда заблокирована в рабочей полости 22. Приводной двигатель 4 остается в своем фактическом положении в процессе регулирования, однако не приводит маточную гайку 8 в осевое движение. При этом температура обмотки приводного двигателя 4 контролируется регулирующим устройством 76. После охлаждения приводного двигателя регулирующее устройство 76 сигнализирует об этом программируемому контроллеру 78, в результате чего переключающий клапан 32 вновь обесточивается и возвращается тем самым в свое подпружиненное открытое положение. В последующем управление приводным двигателем 4 продолжается до тех пор, пока усилие предварительного сжатия пружинного энергоаккумулятора 18 не достигнет требуемого. После этого пружинный энергоаккумулятор 18 блокируется путем подачи электрического тока на переключающий клапан 32, в результате чего рабочая среда оказывается заблокирована в рабочей полости 22, а поршень 20 удерживает пружинный энергоаккумулятор 18 в предварительно сжатом состоянии. Нахождение пружинного энергоаккумулятора в этом предварительно сжатом состоянии контролируется соответствующим контрольным переключателем или контактной группой 111с сигнализацией об этом по сигнальной линии 84 в регулирующее устройство 76.

Как указано выше, при работе в нормальном режиме переключающий клапан 32 остается в запитанном состоянии, при этом винтовой привод 2 в целях настройки расхода через клапан паровой, соответственно газовой турбины или через технологическую арматуру устанавливает его, соответственно ее затвор в любое заданное положение в пределах длины его хода.

При возникновении аварийной ситуации программируемый контроллер 78 (система управления верхнего уровня) подает в регулирующее устройство 76 через полевую шину, соответственно аналоговый интерфейс (соединительную линию 79) и через цифровой вход 90 "Авария" сигнал о возникновении аварийной ситуации. Помимо этого программируемый контроллер через управляющую линию 88 выдает на переключающий клапан 32 управляющее воздействие на его обесточивание. В этом случае регулирующее устройство 76 исключает приводной двигатель 4 из процесса регулирования. При необходимости программируемый контроллер может с помощью защитного реле непосредственно исключать двигатель из процесса регулирования.

Для проверки работоспособности функции аварийного срабатывания при работе в нормальном режиме переключающий клапан 32 кратковременно обесточивается. В этом случае поршень 20 должен соответственно перемещаться в направлении своей нижней мертвой точки (н.м.т.) (см. фиг. 3). При необходимости можно путем соответствующего управления приводным двигателем 4 противодействовать поводком 14 перемещению поршня во избежание излишнего разряда пружинного энергоаккумулятора 18.

Срабатывание контрольного переключателя 111 при - малом -перемещении поршня 20 свидетельствует о работоспособности функции аварийного срабатывания. Неподвижность же поршня 20 указывает на неработоспособность функции аварийного срабатывания, и в этом случае требуется соответствующее техническое обслуживание и/или ремонт исполнительного механизма.

После проверки работоспособности функции аварийного срабатывания на переключающий клапан 32 вновь подается электрический ток, и пружинный энергоаккумулятор 18 блокируется. После этого необходимо обеспечить возврат пружинного энергоаккумулятора 18 в его первоначальное предварительно сжатое состояние. Предварительное сжатие пружинного энергоаккумулятора 18 можно обеспечить с помощью внутреннего насоса (с этой целью в качестве такого насоса используется тормозящий поршень путем переключения ходовых клапанов в соответствующие положения) или внешнего насоса либо приводного двигателя 4.

На фиг. 4 показан выполненный по одному из конкретных вариантов предлагаемый в изобретении исполнительный механизм 1, у которого его описанные выше конструктивные элементы объединены в основном в единый узел. На приведенном на данном чертеже виде в аксонометрии виден приводной двигатель 4 с выводами для подсоединения питающей линии 80 и сигнальной линии 82 обратной связи. Приводной двигатель 4 закреплен в осевом направлении на корпусе 112 винтового привода, в каковом корпусе размещены, о чем более подробно сказано ниже со ссылкой на фиг. 5, пружинный энергоаккумулятор 18, силовой цилиндр 24 и тормозящий цилиндр 42 с энергопоглощающей пружиной 28. Радиально сбоку на торцевом фланце 116 корпуса 112 винтового привода закреплен выполненный в виде 2/2-распределителя и снабженный электроприводом переключающий клапан 32, через который, как описано выше, возможно гидравлическое соединение с баком Т, который также размещен в корпусе 112 винтового привода. Приводимый во вращение приводным двигателем 4 ходовой винт 6 проходит через корпус 112 и консольно выступает в осевом направлении из торцевого фланца 116. Эта концевая часть ходового винта 6 по резьбе соединена с маточной гайкой 8, на которой закреплены, во-первых, консоль 12 для приведения в действие арматуры, а во-вторых, дисковидный поводок 14. В показанном на чертеже варианте не видимый на фиг. 4 тормозящий поршень 44 выполнен с четырьмя распределенными по окружности штоками 45а, 45b, 45с и 45d (последний из которых не виден на фиг. 4), на концевые части каждого из которых навинчены упорные гайки 110. Эти штоки 45а, 45b, 45с, 45d проходят через торцевой фланец 116, а также через дисковый поводок 14, который поэтому после совершения некоторого осевого хода упирается в упорные гайки 110.

С осевым отступом от торцевого фланца 116 предусмотрено охватывающее консоль 12 упорное кольцо 118, которое четырьмя распределенными по его окружности продольными распорками 120 закреплено на обращенной к нему торцевой поверхности торцевого фланца 116. На обращенной к упорному кольцу 118 торцевой поверхности поводка 14 закреплены в качестве средств для стопорения маточной гайки 8 от проворачивания два расположенных диаметрально друг против друга ползуна 122, сквозь каждый из которых по скользящей посадке проходит по одной из продольных распорок. Как показано далее на фиг. 4, наружный периметр поводка 14 находится в пределах (воображаемой) окружности, вписанной во внутреннее пространство между продольными распорками 120. Помимо этого в упорное кольцо 118 ввинчены четыре расположенных на общей (воображаемой) окружности упорных винта 124, которые расположены с угловым смещением относительно ползунов 122 и которые предназначены для закрепления исполнительного механизма 1 на клапане газовой турбины.

Приводной двигатель 4 закреплен на том фланце 126 корпуса 112 винтового привода, к которому крепится двигатель и между которым и торцевым фланцем 116 проходят боковая стенка 128 корпуса, а также стяжные болты 130.

Как уже говорилось выше, правая на фиг. 4 концевая часть ходового винта 6 проходит через торцевой фланец 116 и своей резьбой находится в зацеплении с маточной гайкой 8, которая в свою очередь соединена с поводком 14 и консолью 12, и поэтому оба эти элемента при осевом перемещении установленной без возможности вращения гайки 8 поступательно перемещаются вместе