4.3. Приводы для управления трубопроводной арматурой

Для механизированного и автоматизированного управления арматурой применяются электроприводы, электромагнитные, пневматические и гидравлические приводы (поршневые и мем­бранные).

Наиболее широкое применение получили электроприводы, использующие наиболее доступный вид энергии — электроэнер­гию. Эти приводы имеют существенные преимущества: они ис­пользуют электроэнергию в период работы, могут включаться на месте или дистанционно, что облегчает автоматическое управле­ние процессами.

Электропривод (рис. 4.18) состоит из электродвигателя 1, редуктора 3, ручного дублера 2 с приспособлением для переклю­чения с ручного управления на электрическое и наоборот и сочленения привода с задвижкой.

Ручное управление арматурой является наиболее старым, надежным и простым методом. Оно осуществляется вращением маховика или рукоятки, закрепленной на шпинделе или ходовой гайке. В подавляющем большинстве конструкций арматуры ис­пользуется винтовой механизм. Преимущества его перед другими заключаются в простоте конструкции, возможности получения больших усилий и создании условий самоторможения.

Рис. 4.18. Прямоточный запорный клапан 15иж958бк с электроприводом

Чтобы уменьшить усилие на рукоятке маховика (рис. 4.19), применяют редукторы с зубчатой и червячной передачей.

Такие приводы имеют компактную конструкцию, сравни­тельно малое число деталей, большие передаточные числа и де­шевы в изготовлении.

В связи с необходимостью устанавливать арматуру в мес­тах, труднодоступных для обслуживающего персонала, возникла необходимость в ручном дистанционном управлении арматурой. Одним из первых способов является применение цепной переда­чи. Цепь используется для приведения во вращение шкива, наса­женного на вал привода.

Применяется привод с помощью валов, соединенных шар­нирами Гука.

В момент закрывания арматуры, когда уплотняющие кольца клина и корпуса соприкасаются, происходит резкое торможе­ние движения, при этом момент на выходном валу возрастает за счет использования кинетической энергии ротора двигателя.

Чтобы обеспечить нор­мальную работу арматуры, закрывание должно произ­водиться с моментом, дос­таточным для обеспечения плотности замка затвора, иначе может произойти поломка деталей.

Рис. 4.19. Редуктор для ручного управления с зубчатой конической передачей для правой ходовой резьбы.

После закрывания затвора под действием увеличенного момента и в связи с повышением коэф­фициента трения при трогании с места мощность элек­тродвигателя для открыва­ния затвора может оказаться недостаточной. Чтобы из­бежать этого, все электро­приводы имеют устрой­ство, ограничивающее мо­мент на выходном валу при закрывании арматуры. Для этой цели применяют­ся муфты ограничения крутящего момента (МОКМ) (механический способ) или реле ограничения максимальной силы тока в электродвигателе (электрический способ).

К МОКМ относятся муфты с радиальным кулачком, с торцовым кулачком, с подвижным червячком и муфты фрикционного действия.

Гидравлический привод (поршневой или мембранный). Наиболее важными достоинствами поршневого привода (рис. 4.20) являются: возможность использования энергии рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу, простота конструкции. Ограничение усилия достигается наиболее простым методом – ограничением давления в приводе. Поршневой привод позволяет создавать большой ход и большие усилия при поступательном движении и используется в запорной, регулирующей и предохранительной арматуре.

Мембранный гидравлический приводиспользуется лишь в регуляторах прямого действия, когда рабочей средой является жидкость. В этом случае применяются резиновые мембраны, иногда и металлические, кото­рые обычно работают не в каче­стве силового элемента, а в ка­честве чувствительного и управ­ляющего элементов.

Рис. 4.20. Гидропривод для параллельной задвижки

Пневматический привод. Гидравлические поршневые при­воды не могут обеспечить быст­рого срабатывания арматуры. Иногда срабатывание должно происходить в доли минуты; в этом случае для управления арма­турой используется сжатый воз­дух (или пар). Сжатый воздух используется для управления как запорной арматурой, так и регулирующей. Когда ход клапа­на небольшой, применяется мем­бранный привод, и лишь при больших перемещениях при­меняется поршневой. Поршень при газообразной рабочей среде имеет манжеты либо поршневые кольца.

Пневматический мембран­ный привод. Мембраны изго­тавливаются из резины толщиной 2-4 мм с тканевой прокладкой или без нее. По форме сечения мембрана может быть плоской, плоской собранной и формованной (рис. 4.21).

Во всех случаях передача усилия с мембраны на шток осу­ществляется с помощью опорного диска (или грибка), образую­щего для мембраны опорную площадку. Пневматический мем­бранный привод может работать с пружиной и без нее. В пру­жинных приводах сжатый воздух перемещает мембрану, обрат­ный ход совершается под действием пружины. В беспружинных механизмах перемещение мембраны в обе стороны осуществля­ется сжатым воздухом, газом.

Рис. 4.21. Пневматический мембранный привод.