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.