Устройство для определения угла поворота подвижного механизма

(прототип) . 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛА ПОВОРОТА ПОДВИЖНОГО МЕХАНИЗМА, содержащее подвижную обойму,жестко соединенную с механизмом, датчик угле поворота, связанный с выходным преобразователем, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюупрощения устройства, оно содержнеподвижную обойму, связанную сподвижным основанием механизма иразующую с подвижной обоймой колвую герметичную полость, в которразмещен датчик угла поворота, связанный через соосный вращающийсяэлемент с подвижной обоймой.1061710 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что датчикугла поворота и вращающийся элементвыполнены .в виде кулачка, связанногос подвижной обоймой, посредством гофрированной пружинной шайбы, а приемные элементы выходного преобразователя, размещенного на внешней стороне неподвижной обоймы, через отвер.стие, выполненное в цилиндрическойстенке неподвижной обоймы, размеще-.ны в плоскости перемещения кулачка.3. Устройство по п. 2,.о т л ич а ю щ е е с я тем, что на поверхности кулачка и,внутренней поверхностинеподвижной обоймы выполненыстопорящие выступы и пазы,4, Устройство.по пп. 1 - Э, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью изменения коэффициента масшта,бирования Устройства, между подвижной обоймой и датчиком угла поворота в кольцевой герметичной полости расф положена планетарная передача, планетарная шестерня которой связана Изобретение относится к устройствам, воспринимающим состояние движения скручивающихся деталей, передаю щих движение механизмов, вырабатывающим в зависимости от мгновенного 5 значения угла информационный сигнал, и может быть смонтировано на движущейся конструкции, а именно на цилиндрических затворах или дроссельных устройствах, например запорных 10 клапанов, шиберах, вентилях, кранах или на составных частях этих органов Известны устройства для индикации положения запорной арматуРы трубопроводов, выдающие сигналы на центральный контрольный пункт о закрытом, среднем или открытом положении арматуры трубопроводов 1.Однако для специальных областей применения указанных устройств, т,е. там, где требуется дополнительное подключение и калибровка уже смонтированной и испытанной аппаратуры, установка их является очень дорогойИзвестно также устройство для определения угла поворота подвижного механизма, содержащее подвижную обойму, жестко соединенную с механизмом, причем датчик угла поворота и выходной преобразователь, корпус и обойма известного устройства образуют кольцевое пространство, через которое усилие гидравлически эксцентричным кл ьцом подшипника с подвижной обоймой, Причем планетарная шестерня выполнена с двумя зубчатыми венцами с различным диаметром делительной окружности и передаточным отношением, первый зубчатый венец связан с зубчатым венцом кольцевой шестерни с внутренними зубьями, закрепленной на неподвижной обойме, второй зубчатый венец связан с соос- . ным вращающимся элементом, являющимся центральным колесом планетар;ной передачи..5, Устройство по п. 4, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что центральное колесо планетарной передачи установлено с воэможностью вращения на неподвижной обойме.б. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения пожаро- и взрывобезопасности, а также безопасности от внешнего избыточного давления, между обоймами установлены подшипники и выполнен пламягасящий зазор. передается на датчик положения углаф Г 2 3Однако известная конструкция непригодна для определения конечного углового положения в пределах одного, оборота беэ дополнительных преобра-, зователей, а также не является простой и технологичной при установке на подвижный механизм.Цель изобретения - упрощенме устройства, изменение коэффициента масштабирования и обеспечение пожаро- и взрывобезопасности, а также безопасности от внешнего избыточного давления.Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве для определения угла поворота подвижного механизма, содержащем подвижную обойму, жестко соединенную с механизмом, датчик угла поворота, связанный с выходным преобразователем, установлена неподвижная обойма, связанная с неподвижным основанием механизма и образующая с подвижной обоймой кольцевую герметичную полость, в которой размещен датчик угла поворота, связанный через соос ный вращающийся элемент с подвижной обоймой.Датчик угла поворота и вращающийся элемент выполнены в виде кулачка, связанного с подвижной обоймой посредством гофрированной пружиннойшайбы, а приемные элементы выходного преобразователя, размещенного навнешней стороне неподвижной обоймы,через отверстие, выполненное в,цилиндрической стенке неподвижнойобоймы, размещены в плоскости пере. мещения кулачка, а на поверхностикулачка и внутреннейповерхности неподвижной обоймы выполнены стопорящие выступы и пазы,Кроме того, между подвижной обоймой и датчиком угла поворота в кольцевой герметичной полости расположена планетарная передача, планетарная шестерня которой связана эксцентричным кольцом подшипника с подвижной обоймой, причем планетарная шестерня выполнена с двумя зубчатымивенцами с различным диаметром делительной окружности и передаточнымотношением, первый зубчатый венецсвязан с зубчатым венцом кольцевойшестерни с внутренними зубьями, закрепленной на неподвижной .обойме, второй зубчатый венец связан с сооснымвращающимс элементом,центральным колесом планетарной передачи, а центральное колесо планетарной передачи установлено с возможностью вращения на неподвижной обой.ме.При этом между обоймами установле- ЗОны.подшипники и выполнен пламягасящий зазор,На фиг.1 показаны подвижные и не-.подвижные обоймы в сборе; на фиг.2вариант исполнения устройства с пламягасящим зазором; на фиг.З - устройство с установленным в кольцевомпространстве между обоймами датчикомугла поворота в виде кулачка, взаимодействующего с выходным преобразо Ователем, вид сверху; на фиг.4 - выходной преобразователь, один из вариантов; на фиг.5 - вариант устройства с планетарной передачей, видсверхуу на фиг.б - то же,вид сбоку. 45Конкретный объект, на которыйустанавливается устройство, определяет, из скольких частей оно будетсостоять в готовом виде.Существенным является то, чтопосле сборки две кольцевые детали(подвижная и неподвижная обоймы)уложены друг на друга и образуютмежду собой кольцевое пространство,Эти детали - неподвижная обойма 1и укрепленная на ней подвижная обойма 2 - представлены на фиг.1, причемдля обеспечения их взаимного скручивания установлены подшипники 3, адля защиты от влаги может быть установлено уплотнение 4. 60 При выполнении оборудования в пожаро- и взрывоопасном исполнении, а также для обеспечения безопасности от внешнего избыточного давления 65 между обоймами выполнен пламягасящий зазор 5 с уплотнением 4 в нем.Устройство (фиг.З) также содержит жестко закрепленное на неподвижной обойме 1 колесо 6 со стопорным пазом. На внешней стороне обоймы 1 установлен закрытый корпус 7, в котором установлен выходной преобразователь 8, который может быть выполнен в виде микровыключатедей 9, приводимый в действие рычагом 10. Рычаг 10 является приемным элементом выходного преобразователя 8 и воспринимает через отверстие 11, выполненное в цилиндрической стенке 12 неподвижной обоймы 1, движение датчика угла поворота. Датчик угла поворота и вращающийся элемент представляют собой кулачок 13, связанный через гофрированную пружинную шайбу 14 с подвижной обоймой 2, жестко соединенную с механизмом, угол поворота которого определяется, Неподвижная обойма 1 связана с неподвижным основанием. Гофрированная пружинная шайба 14 с помощью силы трения создает гарантированное напряжение между обоймой 2 и кулачком 13, размещенным в кольцевой герметичной полости 15. На кулачке 13 выполнен стопор 16 для взаимодействия с пазом на колесе 6. Устройство по варианту, изображенному на фиг. 5 и 6, содержит подвижную обойму 2, неподвижную обойму 1. Между подвижной обоймой,1 и датчиком угла поворота размещена планетарная передача, состоящая иэ кольцевой шестерни 17 (фиг.6) свнутренними зубьями планетарной шестерни с двумя зубчатыми венцами 18 и 19 и соосного вращающегося элемента 20 с зубчатым венцом с внутренними эубьями, являющегося центральным колесом планетарной передачи. Планетарная шестерня с венцами 18 и 19 установлена с возможностью вращения на эксцентричном кольце 21 подшипника, Эксцентричное кольцо 21 жестко связано с подвижной обоймой 2. Первый зубчатый венец 18 планетарной шестерни, находится в зацеплении с кольцевой шестерней 17, которая жестко связана с неподвижной обоймой 1, Второй зубчатый венец 19 связан с зубчатым венцом центрального колеса 20 планетарной передачи. Центральное колесо 20 планетарной передачи может быть установлено с возможностью вращения на неподвижной обойме 1. Элементом, передающим движение датчику угла поворота, является центральное колесо 20, связанное посредством гофрированной пружинной шайбы 14 с кулачком 13, имеющим выступ 22. Выступ 22 взаимодействует с рычагом 10. В неподвижной обойме 1 выполиены пазы (отверстия) 11, в которых укреплены переставляемые стопоры 23 для упора в выступ 22, для индикации конечного положения. С другой стороны ьыступа 22 на ббойме 1 установлен выступ 24 для индикации начального положения подвижного механизма.В рассматриваемом варианте угол между обоими положениями механизма имеет при одном обороте около 380Ф и к этому добавляется полное число оборотов, соответствующее значению передаточного отношения планетарной передачи.УсФройство (фиг. 3 и 4) работает следующим образом.При вращении подвижной обоймы 2, свяэанчой с подвижным механизмом, кулачок 13 воздействует на рычаг 10 одного иэ микровыключателей 9. В приведенном примере угол поворота определяется от исходного положения подвижного механизма до его конеч-, ного положения и составляет паз 906 Паэ на колесе 6 предназначен для стопорения кулачка 13 стопором 16 при набегании профиля кулачка 13 на рычаг 10.Устройство (фиг.б) работает следующим образом.Эксцентричное колесо 21 вращается совместно с подвижной обоймой 2 и прижимает зубчатые венцы 18 и 19 к кольцевой шестерне 17 и центральному колесу 20. Так как.диаметр,делительной окружности и передаточное отношение венцов планетарной переда чи различны, колесо вращается в зависимости от разности этих величин.Например, если различие в числе зубьев обоих венцов равно, например, 129 - 125 = 4, то поворот колеса 10 20 при обороте подвижной обоймы 2соответствует длине дуги в 4 . зуба.При этом кулачок 13 поворачивается в соответствии с поворотом колеса 20. 15 Угол между обоими положениямимеханизма можно настраивать с помощью перестановки венцов 18 и 19,эксцентричного кольца 21 и поворотаколеса 20 относительно неподвижнойобоймы 1. Вместо планетарной передачи в устройстве, могут быть использованы зубчатая или червячная пере"дачи со сменными элементами. Датчикиугла поворота могут быть выполнены 25 в виде индуктивного, емкостногоили пневматических датчиков.Предлагаемая конструкция позволяет сделать устройство для определения угла поворота более универ О сальным, технологичным и, следовательно, более дешевым.