Схема задвижки с электроприводом
Задвижка с электроприводом работает по известному и простому принципу поворотного диска, в задачи которого вменяется своевременное и надежное сдерживание потока воды или другой жидкости. Так, диск занимает строго перпендикулярное положение относительно оси потока, причем делает это после получения соответствующего сигнала. В разных конфигурациях возможны варианты оснащения возвратной пружиной, но есть модели и без нее.
Рабочий механизм расположен внутри корпуса, состоит он из двух (как правило) седел, установленных либо параллельно, либо под углом относительно друг друга. Для надежности в положении «закрыто» присутствуют специальные уплотнители, которые осуществляют дополнительную герметизацию затвора.
Сам затвор также движется, только само движение осуществляется за счет штока или шпинделя (в разных моделях отличается). Шпиндель же в комплекте с ходовой гайкой – это не что иное, как резьбовая пара, в задачи которой вменяется осуществление рабочего перемещения самого затвора в необходимых вариантах.
Варианты приводов
Электрические приводы, который используются в данном типе арматуры, производятся в условиях современного производства. Жесткие ГОСТы подразумевают:
- определенные климатические параметры,
- высокий уровень защиты от взрыва,
- муфту, которая имеет ограничение крутящего момента и бывает разных типов.
Во многом выбор привода обусловлен тем, где будет работать конструкция – в помещении, под навесом или же под открытым небом.
Климатические особенности, соответствующие ГОСТу 15150-69, отображаются в маркировке:
- температурные параметры от плюс сорока градусов и до минус сорока пяти обозначаются литерой «У» с цифрами 1 или 2;
- температура от + 40 до – 60 имеет иную маркировку – УХЛ и цифрами 1 и 2;
- температура от + 50 до минус десяти – литера «Т» с цифрами 1 и 2.
При этом существует и определенный запас, ведь испытания подтверждают отличные показатели работы электроприводов УХЛ1 и УХЛ2 в задвижках при температурном пороге в – 70 градусов, точно также, как приводы Т1 и Т2 работают при + 60 оС. Узел с электроприводом отвечает за свой участок работы, однако он всегда важен в общем списке поставленных задач.
В современных приводах существует два типа управления – ручное механическое и дистанционное при помощи пульта. И то, и другое управление обладают надежностью, а различаются лишь некоторыми производственными особенностями и комфортом.
Электропривод в задвижке отвечает за такие действия:
- Своевременно закрыть и открыть механизм, удерживать его в промежуточных положениях, если этого требует технологический процесс.
- Автоматически отключать узел в случае аварийных ситуаций, а также при достижении крайних положений.
- Сигнал на пульте (в случае с дистанционным управлением), оповещающий о крайнем положении запорного устройства задвижки.
Задвижка с электроприводом, которая подобрана точно под стандарт, обладает не только надежностью, но и удобством в эксплуатации, без чего невозможна нормальная эксплуатация. Помимо качественных материалов и технологий современный потребитель всегда выбирает отличные эксплуатационные качества и приемлемые цены.
Где применяются задвижки с электроприводом
Основное место применения – это системы водопроводов, кондиционирования, отопления и прочие, где в обязательном порядке необходимо автоматизировать процесс, а также добавить к этому возможность удаленного управления. Зачастую автоматический режим необходим и там, где такие узлы устанавливаются в сложных в обслуживании труднодоступных местах.
Задача выбора конкретной модели осложнена, если доступ к ней затем будет ограничен, то есть, необходимо выбрать наиболее подходящий вариант, рассчитать срок беспроблемной работы задвижки. Если техническое обслуживание будет очень сложным, то оно, несомненно, будет экономически невыгодным, что сделает всю сеть, в которой установлена задвижка, нерентабельной.
Еще один параметр, который обязательно требует именно такой конструкции – системы с большими диаметрами условного прохода. Здесь подразумевается, что для открытия и закрытия совершается впечатляющее количество оборотов, а значит, нет возможности обеспечить быстрое перекрытие потока. Автоматизация в данном случае позволит отстроить работу всей систем ы в нужных границах, что приведет и к экономической эффективности, и к соблюдениям существующих норм безопасности.
с электроприводами производства ОАО «ЗЭиМ»
Диапазон настройки крутящего момента на выходном валу, Н.м.
Число оборотов выходного вала, об., min – max
Частота вращения выходного вала, об./мин.
Напряжение и чистота питания
Мощность электродвигателя, Вт
Масса электропривода, кг, не более
с электроприводами производства ОАО «Тулаэлектропривод»
Марка электрического привода
Номинальный крутящий момент на выходном валу
Число оборотов выходного вала, об., min – max
Частота вращения выходного вала, об./мин.
Напряжение и чистота питания
Мощность электродвигателя, Вт
Масса электропривода, кг, не более
Схема задвижки с электроприводом
Что такое задвижка с электроприводом?
Это разновидность запорной или регулирующей арматуры, управление которой может проводиться дистанционно или автоматически по аварийным сигналам или блокировкам. Для этого на ней устанавливается блок электропривода, состоящий из:
- двигателя;
- редуктора;
- муфты;
- датчиков конечного положения.
Взрывозащищенное исполнение электропривода для задвижек предполагает установку в блоке реверсивных магнитных пускателей. Это позволяет улучшить коммутацию и эксплуатационные свойства двигателя.
Крутящий момент от привода к штоку арматуры передается через грузовую гайку. Для его увеличения установлен редуктор. В случаях, когда не сработали выключатели концевого положения, для недопущения разрушения арматуры используется муфта, ограничивающая крутящий момент. При достижении уставки срабатывания подается сигнал на остановку двигателя.
Устройство электропривода задвижки позволяет управлять ею с местного поста. Для этого предусмотрен кнопочный пульт. В случае отсутствия электропитания или поломки двигателя арматурой можно управлять вручную. Переход осуществляется переводом рычага в соответствующее положение. В качестве ручного привода (дублера) используется штурвал.
Технические характеристики
Тип запорного устройства и его характеристики зависят от параметров трубопровода и перемещаемой среды. Мощность электропривода клапана выбирают в зависимости от размера корпуса и диаметра присоединений к трубопроводу. Так как проходная часть корпуса имеет большое гидравлическое сопротивление, то для перекрытия потока необходимо приложить достаточное усилие. Это достигается не только увеличением мощности электродвигателя, но и типом редуктора (с коническими или цилиндрическими шестернями).
Важным параметром для задвижки является время полного открытия (закрытия) проходной части. В связи с тем, что эта величина составляет 30-80 секунд, то использование таких заслонок в качестве быстродействующих клапанов не имеет смысла.
На трубопроводах, имеющих высокие параметры рабочих сред, устанавливают вварные задвижки. Если движущийся поток имеет большую температуру, то привод монтируют рядом с запорной арматурой, т.к. корпус закрывается теплоизоляцией. Отдельно стоящий двигатель меньше подвержен тепловому воздействию.
Приводы электрифицированных запорных устройств различаются между собой типом используемого двигателя и конструкцией редуктора. В большинстве задвижек используются моторы переменного тока с цилиндрическими или червячными редукторами.
Запорный орган у задвижек выполнен в виде клинового затвора, обоймы которого чаще всего изготавливаются в виде 2 дисков, между ними вставлен распорный элемент. При движении шпинделя вниз, происходит перекрытие канала, а герметичность достигается плотным прилеганием половинок затвора к седлам, расположенным наклонно.
Некоторые конструкции предусматривают перекрытие потока среды обрезиненным клином. Такая арматура может применяться в трубопроводах с жидкостью, не имеющей механических примесей. В противном случае электроприводной клапан будет негерметичен. Не разрешается использование запорной арматуры в качестве регулирующей.
Где используют задвижки с электроприводом?
Электрифицированная арматура применяется как в бытовых, так и промышленных системах. Задвижки с электроприводом целесообразно устанавливать на трубопроводах диаметром более 50 мм, транспортирующих холодную и горячую воду, пар и технические жидкости. Однако в некоторых областях, например, в атомной энергетике, оправдано применение запорной арматуры на трубах меньшего диаметра.
Способ управления задвижкой зависит от выполняемых функций и места установки. Запорную электрифицированную арматуру применяют в промышленности в качестве активного элемента автоматической системы управления технологическим процессом. Это позволяет управлять ею не только дистанционно, но и участвовать в работе блокировок.
Запорная арматура нашла широкое применение в системах водоснабжения. Там может устанавливаться как прямопроходные, так и задвижки с суживающейся проточной частью. Однако использовать последние в магистральных трубопроводах большого (1,5-2 м) диаметра не разрешается из-за возникновения на арматуре высокого перепада давления.
В нефтегазовой промышленности задвижки с электроприводом устанавливаются на трубопроводах транспортировки продуктов добычи. Оснащение систем пожаротушения общественных зданий и промышленных сооружений позволило организовать автоматическую подачу воды к очагу возгорания по командам автоматической пожарной сигнализации.
Монтаж задвижек с электрическим приводом
Установка электрифицированной арматуры проводится квалифицированной бригадой монтажников. Перед началом работ задвижку необходимо расконсервировать, удалить лишнюю смазку, снять заглушки и проверить работоспособность. Параметры (Ду, Ру), указанные в паспорте изделия, должны соответствовать аналогичным данным трубопровода.
Установка задвижки проводится в вертикальном либо горизонтальном положении. Монтировать арматуру штоком вниз не рекомендуется, т.к. во внутренней камере устройства будет собираться шлам и грязь, что может привести к заклиниванию шпинделя. Для электроприводной арматуры диаметром более 100 мм дополнительно устанавливают неподвижную опору.
Способ подключения задвижки к трубопроводу зависит от материала корпуса. Чугунную арматуру присоединяют при помощи фланцев. В этом случае на торцах труб должны быть приварены подобные ответные элементы. Болтовое соединение и установленные между фланцами прокладки обеспечивают герметичность узла. Запрещается проводить монтаж арматуры на несоосных участках трубопровода, и компенсировать дефекты приварки ответных элементов установкой дополнительных прокладок.
Соединение трубы и корпуса стальной задвижки в большинстве случаев проводится электросваркой. При монтаже арматуры затвор должен находиться в промежуточном положении. Патрубки, вваренные в корпус запорного устройства, обязаны иметь длину не менее 30 см. Для замены дефектной задвижки ее вырезают с телом трубопровода. Подготовку кромок на патрубках арматуры проводят на токарном станке.
После окончания монтажа изделия собирают схему управления задвижкой. Она состоит из силовой части и элементов автоматики. Последние подают управляющий сигнал от ключа (кнопки) или системы защит и блокировок. Электрическая часть расположена в электрошкафу, который установлен возле задвижки. После подключения привода проверяются все виды управления, включая перевод на ручной дублер.
Гидравлические (пневматические) испытания изделия проводятся в составе трубопровода или системы. Запрещается устранение выявленных дефектов подтягиванием болтов. После проведения всех проверок монтаж считается завершенным.
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.
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.
Схема управления реверсивной задвижкой c электроприводом AUMA в формате dwg
Представляю вашему вниманию схему управления реверсивной задвижкой с электроприводом типа AUMA SA выполненную в программе AutoCad в формате dwg.
Перед тем как рассматривать саму схему управления задвижкой с электроприводом типа AUMA SA. Нужно разобраться в самом принципе конструкции многооборотного привода SA.
Базовая комплектация привода представлена на рис.1 и состоит из следующих элементов:
- электродвигатель;
- червячный редуктор;
- блок выключателей (электромеханический и электронный), в данном случае используется электромеханический блок выключателей;
- ручной маховик для аварийного управления;
- электрическое присоединение и присоединение к арматуре.
Рис.1 — Комплектация электропривода типа AUMA SA
Назначения каждого элемента описано ниже.
Электромеханический блок выключателей
Назначение и комплектация электромеханического блока выключателей описано ниже.
Более полная информацию на электроприводы типа АUMA представлена в технической документации. Данная документация находиться в архиве, со схемой управления задвижкой.
Схема управления задвижкой c электроприводом AUMA
Данная схема выполнена на основании схемы ASV 111.1111 TPA 00R1AA-101-000, но с привязкой к проекту.
Сразу хотел бы обратить ваше внимание, что привод SA закрывает по часовой стрелке, а открывает против часовой стрелке.
Схема состоит из следующих устройств:
- автоматический трехполюсный выключатель – QF1 (защита цепей питания двигателя ~380В);
- линейные контакторы – КМ1 и КМ2;
- автоматический однополюсный выключатель – SF1 (защита цепей управления ~220В);
- кнопки «СТОП», «Открыть» и «Закрыть» с самовозвратом – SB1, SB2, SB3;
- переключатель выбора режима управления (Ручное/Автоматическое) – SA1;
- промежуточные реле – KL1 – KL4;
- сигнальные лампы — HL1,HL2, HL3.
Принцип работы схемы я буду рассматривать когда управление выполняется в ручную, то есть от кнопок SB1, SB2, SB3, переключатель SA1 при этом находиться в положении «Ручное».
Перед тем как управлять задвижкой, предварительно должны быть взведены автоматические выключатели QF1 и SF1.
Управлять задвижкой можно при условии, что:
- отсутствует сигнал по встроенной в сам привод тепловой защите задвижки (контакты 19-20 термовыключателя F1 замкнуты);
- задвижка не заклинена, при этом контакты концевых выключателей DSR 3-4 и DOEL 7-8 разомкнуты, соответственно на катушку реле KL3 не подается напряжение и его контакты 11-12 – замкнуты.
Если данные условия выполнены, то на катушку реле KL4 подается напряжение и его контакты 21-24 замкнуты, тем самым подготавливается цепь на управление задвижкой.
Открытие задвижки выполняется при нажатии кнопки SB2 подается напряжение на катушку контактора КМ2. При этом контакты 64-63 КМ2 шунтирует кнопку SB2, делается это для того, чтобы катушка контактора была постоянно под напряжением и он не отключался при отпускании кнопки SB2.
В это время ротор двигателя начинает вращаться против часовой стрелки, задвижка при этом начинает — открываться. Порядок чередования фаз – С, В, А.
Закрытие задвижки выполняется при нажатии кнопки SB3 подается напряжение на катушку контактора КМ1. Также выполняется шунтирование кнопки SB3 контактами 64-63 КМ1.
В это время ротор двигателя начинает вращаться по часовой стрелке, задвижка при этом начинает — закрываться. Порядок чередования фаз – А, В, С.
Для защиты арматуры от перегрузки на протяжении всего хода используются отстающие концевые выключатели DSR 1-2, DOEL 5-6, WSR 9-10 и WOEL 13-14.
Для сигнализации используются опережающие концевые выключатели: DSR 3-4, DOEL 5-6, WSR 11-12 и WOEL 15-16.
Для индикации движения электропривода используется «Блинкер», во время движения контакт 17-18 «Блинкера» кратковременно замыкается-размыкается, тем самым создается мигание сигнальных ламп HL1 (Открыто) или HL2 (Закрыто), в зависимости от того открывается или закрывается задвижка.
Во избежания образования конденсата в блоке выключателя используется – обогреватель R1.
В архиве вы сможете найти следующие материалы:
- схема управления задвижкой c электроприводом AUMA в формате dwg;
- рекомендуемая схема подключения задвижки c электроприводом AUMA SA.2 ASV 111.1111 TPA 00R1AA-101-000;
- техническая документация на электроприводы производства компании AUMA.
https://kabel-house.ru/remont/shema-zadvizhki-s-elektroprivodom/