Виды электроприводов для запорной арматуры

Приводы запорной трубопроводной арматуры

Существует несколько видов приводов запорной трубопроводной арматуры:

  • — ручной;
  • — электроприводы;
  • — пневмогидроприводы;
  • — пневмоприводы;
  • — гидроприводы;
  • — с механическим редуктором.
  • а) Электроприводы

Электроприводы для управления запорной арматурой нашли наибольшее распространение по сравнению с другими приводами благодаря таким преимуществам, как простота и надежность конструкции, а также вследствие широкой оснащенности электроэнергией промышленности. На рисунке 1.29 показан интеллектуальный электропривод ЭПЦ-1000.

Электроприводы классифицируют по следующим признакам.

  • 1. По требованиям взрывобезопасности — в нормальном и взрывобезопасном исполнениях.
  • 2. По типу редуктора — с червячным, зубчатым и планетарным редукторами.
  • 3. По способу отключения в конечных положениях: механическое с муфтой ограничения крутящего момента; электрическое с реле ограничения максимальной силы тока; комбинированное механическое и электрическое.

В свою очередь муфта ограничения крутящего момента может быть одностороннего и двухстороннего действия. Кроме того, по способу срабатывания муфты могут быть: фрикционного действия; с подвижным червяком; с радиальным кулачком; с торцовым кулачком.

4. По способу соединения со шпинделем запорной арматуры: втулкой с квадратом и втулкой с кулачками.

Электроприводы применяются в основном на нефтепроводах (редко на газопроводах). Изготавливаются электроприводы 2-х групп:

  • 1. Приводы с муфтой крутящего момента одностороннего действия (т.е. работают только на закрытие арматуры).
  • 2. Приводы с муфтой двустороннего действия. Эти приводы универсальны, могут управлять любой арматурой, выпускаются во взрывозащищенном исполнении, работают как на закрытие арматуры, так и на его открытие. В настоящее время выпускаются электроприводы 2-й группы.

На рисунке 1.30 показана упрощенная схема электропривода.

Принцип действия:

Оператор диспетчерской, эксплуатирующий участок трубопровода, нажатием кнопки управляет путевым выключателем, который приводит в действие электродвигатель, вращение от которого передаются через редуктор на выходной вал привода. Последний вращает ходовую гайку или шпиндель арматуры.

Марки электроприводов: ВЗГ (ВЗТЧ-В); ВЧА (ВЧаТ1-В).

Марки путевых выключателей: Б053-033, ВП-701 (ВП701У2, ВП701/192).

Марки электродвигателей серии В: В63А4 (0,25 кВт).

В 10084(3 кВт). В132М4(11кВт).

Рис. 1.30. Упрощенная схема электропривода

В настоящее время выпускают электроприводы типа Г нового поколения, повышенной надежности с двусторонней муфтой ограничения крутящего момента общего назначения, взрывозащищенного исполнения и для АЭС предназначаются для дистанционного и местного управления запорной арматурой, устанавливаемой в закрытых помещениях и на открытых площадках.

Электропривод является представителем новой серии электроприводов, предназначенных для использования на запорной арматуре, применяемой на нефте- и газопроводах, а также на объектах тепловых и атомных электростанций, в химической промышленности.

Электроприводы позволяют осуществлять:

  • * открытие и закрытие прохода арматуры с пульта управления и остановку запорного устройства арматуры в любом промежуточном положении;
  • * автоматическое переключение скорости движения для повышения крутящего момента в момент уплотнения, а также в других случаях, связанных с повышением момента сопротивления по ходу движения запорного органа задвижки;
  • * автоматическое отключение электродвигателя муфтой предельного момента при достижении запорным устройством арматуры крайних положений («Открыто», «Закрыто») и при аварийном заедании подвижных частей в процессе хода на открытие или закрытие;
  • * электрическую блокировку электроприводов с работой других механизмов и агрегатов;
  • * регулировку величины предельного крутящего момента.

Не требуется переключение электропривода из положения ручного управления на электрическое.

Система управления электропривода позволяет:

  • * управлять группой приводов с использованием персонального компьютера (обычного и индустриального исполнения);
  • * обнаружить аварийную ситуацию;
  • * накапливать информацию об объеме наработки циклов срабатывания арматуры;
  • * отображать информацию о текущем состоянии арматуры и самого привода на дисплее.

Встроенная система контроля и диагностики обеспечивает защиту двигателя при обрыве фазы, перегреве двигателя, превышении допустимого момента нагрузки.

б) Пневмо- и пневмогидроприводы

Применяются на газопроводах с диаметром от 300 до 1420 мм. Электроприводы на газопроводах используются редко, так как транспортируемый газ является доступным и дешевым источником энергии и используется для управления арматурой с помощью пневмогидропривода поршневого типа, схема которого представлена на рисунке 1.31.

Управление пневмогидроприводами осуществляется электропневмо-клапанами: О — открытие ; 3 — закрытие; Н — набивка.

Работа пневмогидропривода осуществляется следующим образом:

При подаче сигнала на открытие срабатывает клапан: «О»- для подачи газа в пневмоцилиндр привода на открытие крана и клапан «Н»- для подачи газа в цилиндр мультипликатора для подачи смазки в корпус крана на уплотнительные кольца с целью отжатия пробки крана и облегчения ее поворота. При закрытии срабатывает клапан «3» — для подачи газа в пневмоцилиндр привода на закрытие крана и клапан «Н» — для подачи газа в цилиндр мультипликатора для смазки в корпус крана. Мультипликаторы также служат для надежной герметизации крана в положении «закрыто». Давление в системе смазки больше, чем давление газа.

Марки пневмогидроприводов: БУЭП-1,(2); ЭПУУ-2,(3),(4); УПП-1,(2); ААЗК-15/ШО’, Камерон (Франция); Шейфер (США); Борзинг (Германия); Ки-тамура Велвз (Япония).

Рис. 1.31. Схема пневмогидропривода:

1 — корпус крана; 2 — мультипликатор; 3 — концевой выключатель; 4 -пневмогидропривод; 5 — электропневмоклапаны; 6 — вентиль запорный; 7 -шпиндель крана; 8 — коническая пробка крана; 9 — коллектор импульсного газа

В качестве двигателя в пневматическом приводе со струйным двигателем (ПСДС) применяется реактивная турбина типа «сегнерово колесо» специальной конструкции с малым моментом инерции («струйный двигатель»). Преимущества ПСДС по сравнению с традиционными пневмогидравлическими и пневматическими поршневыми приводами:

  • — не требуют второго рабочего тела — масла;
  • — не содержат подвижных трущихся уплотнений;
  • — могут работать на реальном газе;
  • — гарантируют необратимость движения — невозможность поворота выходного вала под действием внешней нагрузки со стороны арматуры;
  • — обладают плавным ходом без рывков во всем диапазоне нагрузок и давлений рабочего газа;
  • — позволяют создать повышенный импульсный движущий момент, обеспечивающий страгивание запорного или регулирующего органа арматуры при его «прилипании» вследствие долгой неподвижности;
  • — обеспечивают быстрый реверс выходного вала привода;
  • — приводы могут быть выполнены как для шаровых кранов (неполноповоротные), так и для задвижек и вентилей (многооборотные);
  • — приводы могут работать в широком диапазоне мощностей и давлений рабочего газа: от 0,6 МПа (промышленная пневмосеть) до 12,5 МПа и более.

На рисунке 1.32 показан ПСДС — 3 для запорной арматуры газопроводов Dy 250 — 500 мм, Ру 8,0 — 10,0 МПа.

Электроприводы для запорной арматуры, классификация и принцип работы

Электроприводы получили широкое применение в сфере автоматизации процессов управления трубопроводными системами и используются сегодня в самых разных сферах хозяйственной деятельности. Они обеспечивают оперативное дистанционное регулирование объемов и давления рабочей жидкости, перемещаемой по трубопроводу, а также контроль состояния элементов трубопроводной арматуры, быструю отсечку и возобновление перекачки по трубопроводу. Использование электроприводов в данных процессах исключает зависимость от человеческого фактора на местах, позволяя наращивать управляемость и безопасность системы, а также снижать экономические издержки.

Устройство и принцип работы электроприводов

Электропривод представляет собой сложный электромеханический узел. В большинстве случаев он состоит из электрической силовой части (соленоида или электродвигателя), системы преобразования направления вращения и крутящего момента (редуктора), электронного блока, а также набора выключателей и датчиков. Последние контролируют положение затвора и подают сигнал на включение-выключение двигателя, в зависимости от заданных параметров.

Принцип работы электропривода состоит в передаче механического усилия от электродвигателя к элементам затвора, перекрывающего сечение трубопровода. В качестве таких деталей могут использоваться самые разные виды запорной арматуры – штоки, клиновые и шиберные задвижки, запорные или регулирующие клапаны, поворотные дисковые затворы и шаровые краны. Поступательная или вращательная энергия привода преобразуется редуктором и приводит в движение запорный элемент арматуры.

Редуктор в конструкции используется для изменения частоты вращения, передаваемого затвору, с одновременным изменением крутящего момента и преобразованием направления вращения. Скорость вращения вала двигателя значительно превышает значения, необходимые для перемещения клапана. При этом давление в трубопроводе иногда требует значительных усилий для закрытия затвора или удержания его в требуемом положении.

Использование механической передачи в редукторе позволяет решить проблему согласования скорости вращения и многократного увеличения момента силы без повышения мощности самого двигателя.

Электропривод позволяет установить любое заданное положение клапана благодаря наличию электронного блока управления. Он также контролирует значения потребляемого электропитания, крутящего момента и положение заслонки. Указанные параметры позволяют определить точное состояние элементов запирающего устройства и самого электропривода, а также обеспечить своевременное информирование обслуживающего персонала о возникновении нештатной ситуации в работе узла. Электронное управление электроприводом позволяет также поддерживать заданные параметры в системе при переменной входящей нагрузке, пограничных и нестабильных режимах работы.

Основная классификация электроприводов

По принципу передачи управляющего усилия на клапан различают:

  • приводы поступательного движения, обеспечивающие перекрытие сечения трубопровода штоковым способом;
  • вращательные приводы, приводящие клапан в движение за счет преобразования энергии вращения вала двигателя при помощи редуктора.

В свою очередь редукторы по своему конструктивному исполнению отличаются большим многообразием и позволяют подбирать значение крутящего момента, общие габаритные размеры самого привода и изменять направление вращения валов. Среди них выделяют:

  • редукторы с червячной передачей;
  • цилиндрические и конические редукторы;
  • редукторы с планетарной передачей;
  • редукторы сложной конструкции.

Редукторы с червячной и планетарной передачами позволяют изменять частоту вращения вала и существенно повышать значение крутящего момента. При этом червячная передача обладает свойством самоторможения, когда нагрузка на ведомое колесо (то есть непосредственно связанное с затвором) не приводит в движение червяк, а через него – вал электродвигателя. На практике это означает, что клапан будет зафиксирован в том положении, которое ему было сообщено двигателем, а удержание его в данном состоянии не потребует дополнительной энергии, несмотря на давление рабочей среды в трубе.

Читайте также  Приспособления, помогающие сварить детали под углом

Разновидности конструкции вращательных приводов определяются их целевым назначением. На практике различают:

  • неполноповоротные (однооборотные) приводы, в которых управление клапаном осуществляется за один оборот вала двигателя. Такие приводы используются в системах, где достаточно обеспечить поворот клапана на 90 градусов (поворотные затворы и шар-краны);
  • многооборотные, в которых управление рабочим звеном запорной арматуры производиться более чем за один оборот ведущего вала. Такие электроприводы применяются для разного рода заслонок и регулирующих клапанов, где требуется высокая точность и плавность перекрытия сечения трубы.

Электроприводы производства фирмы AUMA (Германия)

Компания AUMA (Armaturen- Und Maschinen-Antriebe) более полувека поставляет передовые решения для автоматизации трубопроводной арматуры. Она занимает лидирующие позиции на рынке электроприводов и редукторов для трубопроводов, используемых в промышленности, энергетике, коммунальном хозяйстве и сферах, связанных с транспортировкой жидких продуктов. Ведущие производители запорной арматуры рекомендуют устанавливать вместе со своей продукцией изделия, произведенные под брендом AUMA.

Указанная компания производит много- и неполнооборотные электроприводы в широком ассортименте, который включает в себя узлы управления трубопроводами малого и большого диаметра, с большим и малым крутящим моментом. Электроприводы выпускаются в стандартном и взрывобезопасном исполнении, приспособленном для эксплуатации в агрессивных промышленных средах или при наличии опасных газов. Сами электроприводы имеют модульную конструкцию, поэтому могут комплектоваться специализированными редукторами, взрывобезопасными системами управления с различным функционалом.

Однооборотные электроприводы стандартного назначения типов SG 03.3 — SG 05.3 и SG 05.1 — SG 12.1 позволяют управлять поворотными элементами затворов на трубопроводах различного сечения. Стандартный угол поворота затвора составляет 90 градусов, однако модульная конструкция позволяет устанавливать специальные редукторы, обеспечивающие поворот до 360 градусов. Для труб диаметром менее 150 мм, в которых не требуются большие значения крутящего момента, применяются приводы SG 03.3 — SG 05.3 с диапазоном момента 32-63 Нм.

Электроприводы серии SG 05.1 — SG 12.1 рассчитаны на диаметры трубопроводов свыше 150 мм, что подразумевает под собой большие нагрузки на клапан в результате давления перекачиваемой среды. Поэтому данные типы приводов имеют диапазон крутящего момента в пределах от 90 до 1200 Нм с периодом срабатывания от 4 до 63 секунд. Все перечисленные приводы могут комплектоваться различными системами управления – от простых до комплексных электронных блоков с фиксацией данных о прокачанных объемах среды и режимах работы привода. В совокупности с высокими техническими характеристиками самих приводов, такие системы управления позволяют значительно расширить сферу их применения.

В условиях воздействия агрессивных промышленных сред и при работе со взрывоопасными продуктами и возможностью утечки опасной жидкости или газа, применяются электроприводы типа SGExC 05.1 — SGExC 12.1. Так же, как и стандартные модели приводов, они могут выдавать различные крутящие моменты и характеризуются широкими пределами значений рабочего времени. Такие электроприводы комплектуются управляющими блоками различной сложности и функционала, имеющими защищенную автоматику и электрические контакты.

Помимо защиты электроники приводы и управляющие системы рассчитаны на большой диапазон температурных параметров и выполнены в специальной оболочке, имеющей высокую механическую прочность и стойкость к коррозии. Различные значения крутящего момента достигаются благодаря использованию отдельных типов приводов, а также специализированных червячных редукторов или их комбинаций. Так, приводы SGExC 05.1 — SGExC 12.1 рассчитаны на крутящий момент от 90 Нм до 1200 Нм с рабочим временем поворота запорного элемента на угол 90 градусов от 4 до 63 секунд.

Комбинация приводов типа SA. ExC с червячными редукторами GS позволяет реализовать сверхвысокие значения крутящего момента вплоть до 360 000 Нм с рабочим временем от 9 до 780 секунд. Червячные редукторы данного типа также могут применяться с многооборотными электроприводами SA, результатом чего является фактическое их превращение в неполнооборотные приводы с высоким крутящим моментом. Это дает возможность применять их в трубопроводах большого диаметра, используемых в коммунальном хозяйстве или продуктопроводах в энергетике.

Многооборотные приводы c отсечным рабочим режимом в зависимости от типа и конфигурации используемого редуктора могут отличаться различным временными диапазонами непрерывного функционирования. В зависимости от данных особенностей такие электроприводы способны выдавать крутящий момент до 32000 Нм с выходной частотой вращения от 4 до 180 об/мин. К ним относятся модели типов SA 07.1 — SA 48.1, при этом модификации SA 07.1 — SA 16.1 могут комбинироваться с различными по сложности и функционалу системами управления.

Типы приводов SAR 07.1 — SAR 30.1 предусматривают прерывистый режим работы S4 с закрытием заслонок на 25%. Специальные версии приводов позволяют обеспечивать закрытие заслонок в режиме S4 на 50%, а в режиме S5 – на 25 %. Их крутящие моменты отличаются от приводов отсечного режима и находятся в диапазоне от 15 Нм до 4,000 Нм (до 1600 Нм, если момент регулируемый) с частотой вращения вала до 45 об/мин.

Так же, как и неполнооборотные приводы, компанией AUMA выпускаются взрывозащищенные узлы с безопасными системами управления различной сложности. К ним относятся приводы типов SA . ExC 07.1 — SA . ExC 16.1, имеющие основные технические параметры, аналогичные приводам отсечной работы типов SA 07.1 — SA 48.1. Для удобства применения взрывобезопасные приводы могут комбинироваться с взрывозащищенными коническими редукторами GK или цилиндрическими редукторами GST, которые позволяют изменять угол между входными и выходными валами и направление их вращения, за счет его существенно увеличиваются значения крутящего момента.

Особенность конструкции и принцип управления задвижки с электроприводом

Задвижка с электроприводом – это запирающая поток арматура трубопровода, которая приводится в движение действием электрического тока. Подобные устройства применяют для быстрой регулировки потока рабочей среды в трубопроводе. Управление задвижкой с электроприводом осуществляется дистанционно или в ручном режиме.

Такие устройства расширяют возможности регулирования потоков в зависимости от выбранных или реальных параметров давления и температуры. Инициирует непосредственное движение запора специальное устройство – электрический привод.

Где используют задвижки с электроприводом

Установить запорную арматуру, которая приводится в действие электрическим током, можно как на бытовой трубопровод, так и на промышленные коммуникации, магистрали. Вариативность диаметра труб от 1,5 см до 200 см. Задвижки имеют тот же диаметр, что и участок трубы, на который они устанавливаются.

Установка запорных устройств с электроприводом целесообразна в местах, где ручное управление потоком затруднено.

  • в местах, где доступ для ручной регулировки затруднён;
  • на трубопроводах, находящихся в местах, представляющих опасность для здоровья человека;
  • на участках, нуждающихся в автоматическом регулировании.

Задвижки применяют для регулирования, открывания, закрывания потоков жидкостей, газов. В строительстве это коммуникации жизнеобеспечения:

  • водоснабжения (ДУ 50, ДУ 32);
  • водоотведения (ДУ 50, ДУ 100);
  • канализации (ДУ 100).

Особые, реечные задвижки с электроприводом используют в погружных насосах для автоматизации регулировки подачи воды. Запорное устройство оснащено шибером.

В промышленности задвижки с электроприводом позволяют автоматизировать подачу, отведение жидкостей, газов в автоматическом режиме. Работа электрозадвижки осуществляется через коммуникационный шкаф.

Обратите внимание! Задвижки с электроприводом без специальной защиты не устанавливают во взрывоопасных трубопроводах, помещениях.

Функции и принцип действия

Задвижки с электроприводом выполняют обычные функции запорной арматуры – запорную и регулирующую:

  • перекрывают трубу полностью или частично;
  • открывают просвет трубы для высвобождения потока.

Функционирование запорного устройства, приводящегося в действие электрическим приводом, осуществляется в трёх режимах:

  • наладочном;
  • автоматическом;
  • дистанционном.

Наладочный режим функционирования используют после установки или замены (ремонта). Здесь последовательно подаются команды (замыкают контакты) на электропривод, которые он «запоминает» и в дальнейшей эксплуатации использует. Наладку работы электропривода осуществляют после установки, при ручном регулировании крайних положений (открытозакрыто).

Автоматический режим — это режим функционирования запорного устройства, когда электропривод настроен на перемену параметров потока, его давления, температуры. Изменение параметров фиксирую специальные датчики. Они же «подают сигнал» на контролирующую схему, замыкаются контакты, подаётся магнитный Электропривод устанавливает перекрывающий механизм в требуемое положение.

Дистанционный режим – это когда работа электропривода задвижки регулируется с пульта управления оператором в ручном режиме.

Обратите внимание! Каждая задвижка, оснащённая электроприводным устройством, остаётся доступной для ручного управления.

Достоинства и недостатки

Задвижка с электроприводом по своему функционалу ничем не отличается от обычной запорной арматуры, которая регулируется в ручном режиме.

К достоинствам электрорегулировки относят:

  • возможность быстро, но плавно регулировать потоки в трубопроводе;
  • возможность установки регулирования в автоматическом режиме;
  • доступность установки запорной арматуры на труднодоступных, удалённых участках трубопровода;
  • возможность без больших физических усилий закрывать, открывать запорные вентили на трубопроводах большого диаметра;
  • возможность дистанционного управления потоками, мгновенное срабатывание механизма после включения;
  • антикоррозийная устойчивость;
  • механизм запорного устройства в положении «открыто» не создаёт сопротивления потоку;
  • механизмы просты в управлении, хотя и требуют установки шкафа регулировки работы (этот же шкаф обеспечивает ровное напряжение, подаваемое на механизм привода).
  • запрет на установку электропривода на взрывоопасных объектах;
  • возможность разгерметизации механизма, в случае некачественных прокладок;
  • необходимость бесперебойного электроснабжения.

Обратите внимание! На случай отключения электроснабжения, падения напряжения на транспортировочных сетях устанавливают специальные системы безопасности. Эти устройства срабатывают в зависимости от показателей рабочего напряжения электросети.

Разновидности запорной электроарматуры

Для электрозапорной арматуры нет ограничений по диаметру трубы. Соединение с трубопроводом фланцевое.

Читайте также  Труба стальная в ппу изоляции с оболочкой из оцинкованной стали

По конструкции различают запорную арматуру:

  • Дисковую. Запорная мембрана представляет собой диск, который установлен либо под углом к потоку, либо перпендикулярно (закрытое положение). Дисковые задвижки просты в устройстве, несложны в ремонте, недороги. Экономичный вариант подобного устройства комбинированный, когда мембрана изготовлена из нержавеющей стали, а корпус из обычной. Не применяется в трубопроводах, которые находятся под высоким давлением.
  • Коническую или клиновую. Запорный механизм выполнен в виде клина с выдвижным шпинделем, который входит в клиновидное седло. Используют в трубопроводах с «чистым» носителем, поскольку устройство легко подвергается механической коррозии и выходит из строя.
  • Параллельную. Устройства имеют два параллельных седла с дисками. Различают шиберные и шланговые.

По способу расположения ходового механизма различают:

  • с выдвижным шпинделем;
  • с невыдвижным шпинделем.

Принципиально разное расположение поворотного механизма влияет на возможности сферу использования запорного устройства.

  • Резьба выдвижного шпинделя располагается вне тела задвижки. Это требует простора для установки, но защищает механизм от повреждения внутренней, часто агрессивной средой транспортируемой субстанции.
  • Невыдвижной шпиндель тот, у которого резьба ходового узла находится в любом положении (открыто, закрыто) внутри тела задвижки. Такую арматуру можно установить в ограниченном пространстве, в труднодоступном месте. Однако в процессе эксплуатации механизм подвергается разрушительному действию агрессивной среды транспортируемого вещества. Это приводит к поломкам, а ремонт осложняется труднодоступностью.

Различают следующие разновидности электропривода для запорной арматуры:

  • многооборотный;
  • интегрированный многооборотный;
  • взрывозащищенный;
  • интегрированный многооборотный взрывозащищенный.

Электроарматура запорная изготавливается как из чугуна, так и из стали. Выбирают задвижку исходя из особенностей эксплуатационных условий (температуры, давления потока).

Стальные устройства имеют перед чугунными следующие преимущества:

  • они более устойчивы для работы с высоким давлением в трубопроводе (зависит от типа запорного механизма);
  • долговечны, не подвержены коррозии (нержавейка);
  • устойчивы к гидроударам, перепадам температурного режима.

Обратите внимание! Без электрозапорных устройств функционирование современных коммуникаций жизнеобеспечения, промышленное производство (с применением транспортировки жидкостей и газов) невозможны.

Особенности монтажа

Для установки задвижки на трубу к ней приваривают фланцы, после чего болтами крепят на предусмотренное место. Установка называется фланцевой. Она позволяет в любой момент демонтировать, проверить, отремонтировать или заменить устройство. Перед установкой задвижки следует проверить целостность фланцев, состояние и расположение уплотнительных колец между фланцами. Завершающим этапом установки задвижки является равномерное и плотное затягивание крепёжных болтов.

Установка электропривода на задвижку также не представляет трудностей.

Для этого следует:

  • установить на задвижку специальную приводную втулку электропривода;
  • проверить положение электропривода и задвижки – их состояние должно быть одинаковым «открыто/закрыто»;
  • установить электропривод на задвижку (на втулку);
  • закрутить все соединительные болты.

Если вы приобрели привод, соответствующий вашей арматуре, то установка занимает пару минут. Все детали, отверстия под крепежи, крепежи точно подойдут по локации, длине.

Электрический привод трубопроводной арматуры

Электрический привод трубопроводной арматуры

Электрический привод – универсальный способ местного и дистанционного управления трубопроводной арматурой, с успехом применяемый для широкого спектра ее типов и размеров.

Современный электропривод трубопроводной арматуры объединяет систему управления, электродвигатель и редуктор.

Однофазные электродвигатели постоянного и переменного тока используют для управления небольшой неполнооборотной или многооборотной арматурой. Трехфазные асинхронные двигатели позволяют обеспечить управление трубопроводной арматурой большей мощности.

К числу преимуществ электропривода относится его хорошая сочетаемость с современными средствами управления: компьютерами, приборами телеметрии и т. д. Электропривод чрезвычайно удобен при дистанционном управлении трубопроводной арматурой, он гарантирует надежную взаимосвязь и хорошее взаимодействие между двигателем и пультом управления, мгновенно срабатывая даже при очень больших расстояниях между ними.
Электропривод обеспечивает стабильность положения арматуры. Он прост в управлении, его легко монтировать, перенастраивать, переналаживать.

Существуют разные режимы работы электропривода: редкая частота включений, когда цикл «закрытие/открытие» происходит несколько раз в течение рабочей смены; кратковременные включения в количестве несколько десятков в течение часа и режим регулирования, когда за этот же отрезок времени электропривод выполняет сотни, а иногда тысячи запусков.

Электроприводы трубопроводной арматуры выпускаются в общепромышленном и взрывозащищенном исполнении. Так, взрывозащищенное исполнение должно иметь электрооборудование приводов трубопроводной арматуры, устанавливаемой на газопроводах.

К недостаткам электропривода можно отнести отказ двигателя в случае повреждения электропитания, чувствительность к высоким температуре и влажности.

Электрическим видом арматуры принято называть устройство, которое является всего лишь одной из множества разновидностей простых электрических приводов. В данном случае такой привод предназначен для автоматизации трубопроводной арматуры. Подобные приводы устанавливаются не только в отопительных системах, но и во многих других, автоматизируя многие технологические процессы.

Как правило, электроприводы используются для управления арматурой на расстоянии, то есть для ее дистанционного закрытия или открытия.


КЛАССИФИКАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Классификация может быть осуществлена сразу по нескольким признакам. Например, по роду тока, который необходим для управления электроприводом, они могут быть оснащены двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока.

Стоит отметить, что двигатели с переменным током используются гораздо чаще, чем приводы с двигателями постоянного тока.

Кроме того, и те, и другие могут иметь в своей конструкции силовой ограничитель, а могут функционировать без него. Если привод оснащен силовым ограничителем, то можно разделить этот вид на несколько подвидов, которые классифицируются по принципу работы силового ограничительного устройства:

  • фрикционный привод;
  • фрикционно-кулачковый;
  • электромеханический;
  • электромагнитный;
  • электрический;
  • электронный.

Все приводы запорной арматуры оснащены редуктором. По конструкции этого механизма их можно классифицировать следующим образом:

  • червячного типа;
  • планетарного;
  • цилиндрического;
  • кулисно-винтового;
  • сложного, то есть состоящего сразу из нескольких видов передач.

Вся суть работы привода состоит в том, что отдельная его часть при подаче тока перемещается, закрывая или открывая арматуру. По виду перемещения и его величине приводы делят на следующие типы:

  • многооборотного типа;
  • неполноповоротного;
  • прямоходного.

КОНСТРУКЦИЯ СТАНДАРТНОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЗАПОРНОЙ АРМАТУРЫ

По своей конструкции такие устройства состоят из шести основных частей или механизмов:

  • электродвигатель;
  • силовой ограничитель;
  • путевой выключатель;
  • редуктор;
  • крепежное приспособление;
  • дублер ручного типа.

Электродвигатель является основным источником движения запорно-отпорного устройства.

Силовой ограничитель имеет своим основным предназначением предупреждение поломок, а также перегрузок арматуры. В некоторых случаях это устройство ставится вместе с депфирующим механизмом, то есть тормозным механизмом, который исключает влияние инерции находящихся в движении элементов на арматуру.

Путевые выключатели нужны для установления положения, в котором находится рабочий орган. Кроме того, отключение от источника питания электродвигателя осуществляется тоже этим механизмом.

Редуктор является преобразователем скорости и вида движения выходных элементов в соответствии с необходимыми параметрами арматуры.

Крепежное приспособление, как правило, состоит из соединителя фланцевого типа и муфты. Фланцевый соединитель является соединителем между электроприводом и арматурой, а муфта — валом привода и арматурой.

Дублер ручного типа представляет собой обыкновенный рычаг управления в виде колеса. Предназначен для управления арматурой вручную, например, во время производства наладки или при отсутствии электричества. Как правило, такое устройство имеет в своем составе специальный переключатель на ручное управление, который помогает избежать травм во время использования при подаче электрического тока.

В своем составе все приводы имеют датчики. Эти датчики показывают, в какой степени открыта арматура в каждый отдельный момент времени. На запорной арматуре, оснащенной электроприводом, такие датчики используются для указания степени открытия или закрытия арматуры на расстоянии. На регулирующей же арматуре — для обратной связи.

Кроме того, в конструкции обязательно должны быть различные соединения, минимум два:

  • питание;
  • сигнальный кабель, по которому проходят сигналы от датчиков.

ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ И ОТРИЦАТЕЛЬНЫЕ СТОРОНЫ

Использование приводов электрического типа имеет целый ряд положительных моментов, которыми не обладает, например, запорная арматура с пневмоприводами:

  • электроприводом может быть обеспечено централизованное управление всеми классами и типами арматуры;
  • способность работы с арматурой практически любого размера, а также на месте условного перехода от максимального до минимального размера;
  • электроприводом потребляется только один вид энергии, поэтому есть необходимость подвода только электричества. При установке такого рода привода могут быть вынесены различные соединения, которых достаточно мало и которые весьма несложные;
  • такой вид данного устройства может быть монтирован как непосредственно на управляемую арматуру, так и на расстоянии от нее;
  • при снятии для обслуживания и ремонта не создается опасность того, что рабочий орган самопроизвольно изменит свое положение;
  • есть возможность установки привода на арматуру, оснащенную устройством управления ручного типа без его переоборудования;
  • постоянство питания, которое обуславливается отсутствием в электросети таких недостатков, как обледенение, засорение и других.
  • Стоит заметить и то, что сейчас нет больше ни одного типа привода, который работал бы только от одного вида энергии, оставаясь при этом способным обеспечить сигнализацию крайних и промежуточных положений рабочего органа. Все датчики, будь то показатели положения рабочего органа или показатели наличия заеданий подвижных частей, работают исключительно за счет электричества.
  • Несмотря на все достоинства, существуют у таких приводов и свои недостатки:
  • Однако для управления отсечной арматурой, то есть арматурой быстрого действия, рекомендовано использование именно электроприводов. Они позволяют в значительной степени снизить влияние инерционных масс самого устройства на арматуру.
  • Не рекомендовано использовать привод данного вида в случаях, когда его питание должно осуществляться от отдельного источника питания — в данном случае лучше использовать энергию в виде сжатого воздуха. Не рекомендуется использовать его и тогда, когда есть необходимость в том, чтобы управляющий орган занял одно из крайних положений при отключении энергии. Еще одним случаем невозможности использования электропривода является объект особой взрывоопасности.
  • приводы, как правило, оборудованы демпфирующим устройством — червяной парой. Она, в свою очередь, обладает очень небольшим коэффициентом полезного действия, который в большинстве случаев не превышает 50%. По этой причине ресурс червяной пары ограничен всего несколькими десятками тысяч циклов, что очень мало для регулирования арматуры больших и даже средних условных проходов;
  • все механизмы достаточно часто выходят из строя, что обуславливается большой степенью износа отдельных элементов. По этой причине необходимо постоянно производить обслуживание и уход за электроприводом;
  • все контакты такого привода будут создавать дополнительные помехи, что критично, если данное устройство расположено рядом с какими-либо коммуникациями электрического типа.
Читайте также  Самодельная зачистка для полипропиленовых труб

Приводы и исполнительные механизмы

Приводы и исполнительные механизмы

Электрический привод арматуры — это устройство, являющееся видом электрических приводов, служащее для механизации и автоматизации трубопроводной арматуры, и широко применяющееся во всех отраслях промышленности, играя важнейшую роль практически во всех технологических процессах. Чаще всего электропривода используются для дистанционного управления арматурой, еë открытия и закрытия, а также для определения положения арматуры. Кроме электрических приводов, существуют пневматические, гидравлические и электромагнитные арматурные привода.

Механизмы исполнительные электрические однооборотные либо прямоходные предназначены для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств.

Принцип работы механизмов заключается в преобразовании электрического сигнала поступающего от регулирующего или управляющего устройства во вращательное перемещение выходного вала, либо линейное перемещение выходного штока.

  • Электроприводы для задвижек, клапанов и т.п.

Многооборотные электрические исполнительные механизм и приводы (электроприводы) предназначены для передачи крутящего момента арматуре (как правило это задвижки и клапаны) при ее повороте на один оборот и более. Механизмы и приводы предназначены для приведения в действие запорно-регулирующей арматуры в системах автоматического регулирования технологическими процессами, в соответствии с командными сигналами регулирующих и управляющих устройств.

  • Электроприводы для затворов дисковых, кранов шаровых, поворотных заслок и т.п.

Однооборотные (или неполноповоротные) электрические исполнительные механизмы и приводы предназначены для передачи крутящего момента арматуре (как правило это затворы,краны,поворотные заслонки и т.п.) при ее повороте на один оборот или менее (от 0 до 360°).

  • Электроприводы для клапанов, различных заслонок и т.п.

Прямоходные электроприводы предназначены для приведения в действие запорно-регулирующей арматуры (как правило это клапаны, заслонки). Они передают усилие штоку арматуры при его поступательном перемещении и применяются с в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами регулирующих и управляющих устройств.

Все типы электрических исполнительных механизмов:

  • однооборотные рычажные исполнительные механизмы МЭО
  • однооборотные фланцевые исполнительные механизмы МЭОФ
  • а так же, НОВИНКА ! Механизмы исполнительные однооборотные PrimAR-M PrimAR-MF
  • линейные или прямоходные исполнительные механизмы (электроприводы МЭП)
  • новая линейка исполнительных механизмов МЭП-С
  • приводы ПВМ, МЭО в атомномном исполнении, механизмы иностранных производителей и мн.др.

Электроприводы для воздушных заслонок, воздушных клапанов и пр.

Приводы пневмотические для трубопроводной арматуры:
— многооборотные пневмоприводы (задвижки, клапаны)
— неполноповоротные или однооборотные пневмоприводы (затворы дисковые, краны шаровые)
— прямоходные пневмоприводы (клапаны, заслонки)

Редукторы ручные для трубопроводной арматуры

Приборы контроля и регулирования технологических процессов

Запорная арматура с электроприводом и пневмоприводом

Управление режимами работы коммуникаций различного назначения может быть возложено на автоматизированные системы, в которых применяется запорная арматура с электроприводом и пневмоприводом. Применение таких устройств позволяет оперативно менять режимы работы различных систем, реагировать в случае возникновения аварийных ситуаций.

Виды приводов запорной арматуры

Механизированный привод является оптимальным решением для сложных и разветвленных систем, хотя он может успешно применяться и в бытовых системах отопления и водоснабжения.

Различают несколько основных видов механизированных приводов исполнительных устройств:

  • Электропривод – позволяет преобразовать вращательное движение электродвигателя в поступательное движение рабочего органа арматуры. В комплект устройства, кроме двигателя, входят различные механизмы (редуктор, механические узлы, передающие усилие).
  • Пневмопривод применяется при наличии источника сжатого воздуха. Может устанавливаться в условиях взрывоопасной атмосферы (угольные шахты, производства, связанные с наличием в воздухи взвешенной веществ). Запорная арматура с пневмоприводом отличается надежностью и неприхотливостью в обслуживании.

По такому же принципу работает и гидравлический привод, единственное различие — в качестве рабочего вещества выступает техническая жидкость, а не сжатый воздух.

  • Еще один вид привода, который стал в последнее время применяться все чаще — электромагнитный привод. Отличается минимальным наличием подвижных деталей, что позволило обеспечить существенную надежность устройства.

Устройство простейшего электропривода

В конструкцию обычного электрического привода входят следующие узлы.

Электрический двигатель – устройство, обеспечивающее движение всех деталей механизма. Применяются двигатели, рассчитанные на различное напряжение и вид электрического тока. В зависимости от габаритов и веса исполнительного механизма может существенно отличаться по мощности.

Силовой ограничитель – обеспечивает защиту механизма при возникновении перегрузок в работе устройства. Иногда применяется совместно с демпфером, снижающим влияние собственного веса движущихся элементов привода.

Концевые выключатели предназначены для отключения электродвигателя при достижении рабочим органом определенного положения. Чаще всего настраиваются на срабатывание при полностью открытой или закрытой арматуре, но в некоторых устройствах можно снимать напряжение и в промежуточных положениях.

Редукционное устройство, которым оснащаются приводы запорной арматуры, предназначено для уменьшения числа оборотов вала двигателя, преобразования вида движения рабочих органов.
Соединение корпуса арматуры и электропривода в большинстве случаев осуществляется при помощи фланцевого устройства. А вал привода и арматура стыкуется при помощи муфты, которая часто выполняет и функцию предохранителя от повышенных нагрузок.

В устройствах, управляемых автоматическими системами применяют датчики положения задвижки, которые показывают состояние арматуры в определенный момент времени. Вся информация передается в систему по линиям сигнализации (специальный кабель небольшого сечения).

Запорная арматура в обязательном порядке должна оснащаться ручным приводом, который позволит ею управлять в случае выхода электрооборудования из строя.

Кроме того, электропривод запорной арматуры должен отключаться, это позволит исключить возможность самопроизвольного включения при выполнении наладочных работ и ручном управлении.

Пневмопривод запорной арматуры

Устройство такого привода значительно проще. Основным его элементом является пневмоцилиндр. В зависимости от того, в какую его часть подается сжатый воздух, происходит движение штока в заданном направлении. По тому же принципу действует и гидропривод, но его конструкция несколько сложней, в его устройство входит гидродвигатель, создающий избыточное давление жидкости.

Пневмопривод для запорной арматуры, также как и электрические устройства, оснащается датчиками положения, концевыми выключателями. Отсутствие вращающихся деталей существенно упрощает конструкцию, делает ее стоимость ниже и повышает надежность устройства.

Недостатки электромеханических приводов

Несмотря на целый ряд преимуществ, которые обеспечивает применение электропривода, необходимо помнить и о некоторых особенностях его применения, к достоинствам которые отнести нельзя:

  • Большое количество подвижных деталей делает необходимым регулярное техническое обслуживание механизма. Вследствие особенностей рабочего режима такие узлы очень часто выходят из строя, причиной чаще всего является износ деталей.
  • Применяемая в качестве демпфирующего устройства червячная пара отличается низким КПД, особенно это ощутимо в устройствах, предназначенных для управления коммуникациями среднего и большого диаметра. Рабочий ресурс механизма не превышает 10-15 тысяч циклов.
  • Электрическая часть механизма способна создавать значительные помехи в проходящих рядом сетях управления и сигнализации.
  • Применение электропривода не допускается при наличии взрывоопасной атмосферы в месте установки.
  • Привод нельзя применять, если существует необходимость перемещения рабочего органа в одно из крайних положений при отключении электроэнергии.

Если для подключения электропривода необходимо устройство отдельного источника питания, то его применение не является целесообразным.

Преимущества электромеханических приводов

Но, несмотря на все недостатки, запорная арматура, оснащенная электроприводом, применяется во многих случаях.

Это можно объяснить тем, что все недостатки практически полностью компенсируются преимуществами устройства:

  • Электропривод может быть смонтирован на любой тип запорной арматуры, независимо от принципа ее работы (задвижки, шиберные затворы).
  • Его можно установить на арматуру с ручным приводом без предварительной модификации устройства, переделка практически не требуется.
  • Питание привода осуществляется исключительно от электрической сети, подключение другого вида энергии не требуется.
  • Возможен монтаж непосредственно на трубопровод, но при необходимости привод может быть установлен и на некотором расстоянии от него.
  • Электрическая сеть не подвергается воздействию внешних факторов, как это бывает в случае применения пневмо- и гидроприводов (замерзание рабочих веществ, засорение системы). В особо ответственных случаях монтируются независимые источники электропитания (генераторы, резервные аккумуляторы).
  • При отключении электропитания отсутствует опасность самопроизвольного смещения рабочих органов, что повышает безопасность выполнения работ по обслуживанию и ремонту.
  • Существует возможность подобрать комплект оборудования для трубопроводов различного диаметра.

При эксплуатации коммуникаций с разветвленной или сложной конфигурацией, сетей, имеющих значительную протяженность, применение электро- и пневмоприводов позволяет создать эффективную систему управления производственными процессами.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: