Трубопроводная арматура с электроприводом

Электромеханические приборы, предназначенные для управления потоком жидкости, газа или суспензии методом изменения площади проходного отверстия называются трубопроводной арматурой. Их монтируют на трубопроводы, аппараты или ёмкости для обеспечения регулирования уровня расхода среды при её транспортировке.

Применение электроприводов

Современная промышленность предполагает возможность автоматизации всех основных технологических процессов. Трубопроводная арматура с электроприводом, дополненная электронным блоком, позволяет решить задачи управления потоком рабочей среды. Причём можно вести оперативный контроль состояния работоспособности системы.

Запорная часть этих устройств приводится в механическое передвижение электроприводом. Прибор имеет функции не только открытия/закрытия задвижки, но и её фиксации для защиты от не герметичности. Также система отключает двигатель привода при заклинивании затвора.

Трубопроводная арматура с электроприводом востребована как на промышленных объектах в комплексных системах, так и водопроводах бытового назначения — отопления и водоснабжения.

Благодаря применению электропривода удаётся значительно увеличить качество управления потоком среды, повысить надёжность работы системы. В устройстве есть возможность непрерывно контролировать величину крутящего момента. Это позволяет своевременно выявить сбои в функционировании арматуры, на начальных стадиях зафиксировать инерционность или амортизацию запорного оборудования, вовремя произвести ремонт системы.

Виды электроприводов трубопроводной арматуры

Электроприводы имеют классификацию по особенностям некоторых элементов их конструкции. По характеру движения шпинделя запорного механизма они делятся на:

• Поступательные — обладают прямым ходом движения затвора, имеют гладкий шток, используются у регулирующих клапанов;
• Вращательные — шпиндель запорного механизма совершает круговое движение при закрытии/открытии прохода

Они, в свою очередь, делятся на:

• Однооборотные — совершается неполный оборот, рабочий ход запорного звена для закрытия/открытия дисковых затворов или шаровых кранов составляет 90°;
• Многооборотные — выходной кинематический механизм совершает более 360°.

Такими механизмами снабжены:

По типу редуктора передачи вращательного момента на ведомый вал классифицируют электроприводы. Механизм их может быть:

• червячным;
• цилиндрическим;
• планетарным;
• коническим;
• сложным, состоящим из двух ли несколько вариантов передач.

По устройству системы определения положения рабочей части арматуры бывают:

• с концевыми выключателями электронного типа;
• то же с механическими;
• с интеллектуальным модулем.

При этом мощность электромотора и его передаточное число возрастает пропорционально увеличению выходного крутящего момента.

Устройство электропривода

Электропривод трубопроводной арматуры состоит из нескольких основных частей, рассмотренных ниже.

Электродвигатель

Электромоторы применяются с питанием от постоянного либо переменного типа напряжения, также имеют различный его номинал, их обмотки потребляют силу тока соответственно используемой мощности. Классифицируются скоростью оборотов, конструкцией, геометрическими размерами и весом.

Редуктор

Редукторный механизм предназначается для изменения скорости вала электромотора, также ещё может быть перемены вида движения шпинделя запорных механизмов. Это самое массивное устройство, может достигать 70% от всей массы электропривода.

Двухстороння муфта

Механизм соединения приводных валов, позволяющий ограничить перегрузки, вызванные возможным заклиниванием деталей исполнительных устройств.

Блок концевых выключателей

Переключатели цепей питания электродвигателя при достижении штоком определённых положений предназначены для его отключения в крайних положениях (закрыто/открыто). Однако их можно установить на приведение в действие коммутации при любом положении штока, также задействовать индикацию.

Маховик ручного дублера

Наличие ручного привода — это обязательное условие, устройство снабжено переключателем, отключающим питание электропривода. В «ручном» положении цепи питания электродвигателя и концевые выключатели обесточиваются для безопасного проведения работ.

Датчик и указатель положения привода

Состояние открытия затвора арматуры механически дублируется указателем положения, расположенном на самом запорном устройстве. Для электрического определения степени открытия используется датчик, который с помощью электронного блока позволяет дистанционно отображать положение задвижки.

Фланцевое соединение позволяет максимально жёстко закрепить электропривод к арматуре.

Принцип действия системы электропривода

Задача трубопроводной арматуры с электроприводом — управлять подвижной частью запорного механизма. Это электромеханический модуль с преобразователями, он управляется блоком посредством линий связи и внешних коммуникационных устройств. В качестве преобразователя электроэнергии в механическое действие служит электромотор с редуктором. А связь между коммуникациями реализуется механическими, электрическими и электронными средствами.

Электродвигатели

Механическая сила, требуемая для работы запорных механизмов, преобразуется электродвигателями из электрической энергии. В электроприводах трубопроводной арматуры используются приборы, рассчитанные на постоянный или переменный тип тока. Чаще всего для питания данных устройств применяется непосредственно сетевое напряжение со стандартными параметрами: ~220В (однофазная сеть) или ~380В (трёхфазная) с частотой 50Гц.

Редукторный или безредукторный тип электропривода

Наиболее важный параметров редуктора электропривода — величина крутящего момента. Обычно используют электродвигатель с частотой вращения ротора, превышающей требуемую для работы запорного звена. Уменьшение скорости оборотов с помощью редуктора повышает значение крутящего момента.

Редуктор — это сложная механическая конструкция, придающая оконечному изделию дополнительный вес и прибавку к стоимости. Разработаны электроприводы без редуктора, на базе тихоходных электромоторов, есть варианты электромоторов вентильно-индукторного типа, скорость вращения которых имеет электронную регулировку.

Блок управления

Электронные приборы управления способны вести эффективное выполнение операций и регулирование элементами трубопроводной арматуры:

• Электродвигатель;
• Редуктор;
• Запорный механизм.

Также эти устройства служат для сохранности основных узлов, фиксируют данные о положении рабочего звена.

Достоинства использования электропривода

Электропривод трубопроводной арматуры имеет такие достоинства:

• Высокий уровень автоматизации;
• Контроль состояния основных звеньев;
• Богатый ресурс возможностей;
• Большой ассортимент;
• Удобство обслуживания и др.

Основным преимуществом трубопроводной арматуры с электроприводом является возможность дистанционного управления и отслеживание за работой устройства на больших расстояниях.