Электрическая схема управления задвижкой

В водо- и газоснабжении, в нефтегазовой, химической отрасли для управления потоком жидкости или газа применяются задвижки с электроприводом.

Электропривод приводит в действие механизм, перекрывающий или открывающий задвижку. Использование электрического управления позволяет легко реализовать автоматику управления.

В качестве простейшей автоматики, осуществляющей переключение между двумя состояниями (либо «закрыто», либо «открыто»)можно применить электроконтактный манометр.

Такой манометр имеет две регулируемые стрелки минимального и максимального значения. При достижении стрелки одного из двух величин давления происходит замыкание общего провода с выводом min или max.

Для примера рассмотрим подключение электропривода задвижки ГЗ-А.

Данный электропривод многооборотный, питается трехфазным переменным током. ГЗ-А содержит цепи управления дистанционной сигнализацией, которые для наглядности не будем рассматривать в примере.

Управлять работой схемы будет электроконтактный манометр типа ДМ. В качестве коммутационных элементов применим магнитные пускатели ПАЕ третьей величины с четырьмя контактами, работающими на замыкание и с двумя – на размыкание, из размыкающих контактов задействуем только один (Рис. 2).

Допустим, в начальный момент задвижка находится в закрытом положении. При снижении давления жидкости или газа манометр замыкает провод фазы С через контакт min, и нормально замкнутый контакт КПЗ3 на якорь пускателя ПО, а по цепи от нейтрального провода – через конечный выключатель положения «открыто» КВО и муфтовой выключатель МВО. Магнитный пускатель ПО обходит цепь манометра ДМ замыкая контакт КПО2. Для исключения срабатывания цепи запуска закрытия задвижки, ПО блокирует пускатель ПЗ, разрывая цепь питания размыкающими контактами КПО3. При полном открытии задвижки размыкается контакт КВО и схема обесточивается.

При достижении максимального давления замыкается вывод max манометра ДМ. На пускатель закрытия ПЗ через контакты манометра и нормально замкнутый контакт КПО3 подключается к фазе С с одной стороны, а с другой – через контакты закрытия концевика КВ3 и муфтового выключателя МВЗ – к нулевому проводу. ПЗ замыкает цепь питания своего якоря контактами КПЗ2, обеспечивая полный цикл закрытия задвижки. Контакты П3 включают электропривод на реверс, обратным, по сравнению с контактами ПО, подключением фазовых проводов А и С. При полном закрытии задвижки схема ПЗ обесточивается концевым выключателем КВЗ.

Муфтовые выключатели предназначены для защиты двигателя при высоком крутящем моменте вала. Повторное замыкание контактов МВО и МВЗ происходит при обратном вращении двигателя.

Электроконтактный манометр типа ДМ способен коммутировать до 0,5 А, что обеспечивает прямое подключение пускателей ПАЕ, якоря которых потребляют при включении максимум 0,25 А при напряжении 127 В. Коммутируемая контактной группой пускателя максимальная нагрузка составляет 17кВт, а для включения электропривода достаточно мощности в 0,18кВт. На практике рекомендуется включать цепи управления магнитным пускателем через промежуточные реле (Рис. 3) для предотвращения обгорания контактов манометра.

При использовании промежуточных реле количество задействованных контактов магнитных пускателе (ПО и ПЗ) сокращается до трех. Каждое промежуточное управляют двумя контактами, работающими на замыкание (для обхода цепи питания электроконтактного манометра и включения якоря контактора) и одним на размыкание (для предотвращения срабатывания цепи обратного хода двигателя). В остальном схема аналогична приведенной на Рис. 3.

Реже встречаются задвижки с однофазным электроприводом.

Рассмотрим автоматику управления электроприводом SP0. Данный электропривод интересен тем, что питание электродвигателя в минимальной комплектации отключается самим приводом при достижении крайних состояний – положений «открыто» и «закрыто».

Допустим, что задвижка закрыта (Рис. 4). При замыкании манометром фазового провода через вывод min и нормально замкнутые контакты кв реле времени РВ срабатывает промежуточное реле РПО. Это реле замыкает свою цепь питания контактами ко2, включает магнитный пускатель ПО контактами ко1 и подключает нулевой провод к реле времени РВ через контакты ко3. При полностью открытой задвижке конечный выключатель S3 подключает вывод 20 к выводу 22, замыкая линию фазы и включая реле времени. Через промежуток времени, определяемый реле РВ, контакт кв размыкает питание всей схемы открытия.

Схема управления закрытием задвижки аналогична рассмотренной схеме – при достижении верхнего предела давление манометр включает промежуточное реле РПЗ и пускатель ПЗ, также замыкается нулевой провод на реле времени. При полном закрытии задвижки замыкаются выводы 23 и 26 через переключатель S4, запуская реле времени. Через размыкание общего контакта кв обесточивается схема закрытия.

Включение реле времени необходимо для компенсации инерционности электроконтактного манометра. Без задержки возможно многократное срабатывание схемы до размыкания выводов min или max от общего провода.

Читайте также:  Электрический котел плюсы и минусы

Пишите комментарии,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Современный монтаж запорной арматуры, в подавляющем большинстве случаев, ведется с применением электрозадвижки для трубопроводов. Особенно в системах трубопроводов воды, нефти и газа. Связано это с тем, что механические задвижки в современных условиях уже морально устарели. А возможность перекрывать поток через трубопровод дистанционно, гораздо удобней, экономичней и быстрее, чем непосредственное перекрывание вентиля. Это дает возможность строить сложные автоматизированные системы управления потоками жидкости или газа в разных направлениях промышленности или водоснабжения.

Принцип работы электрозадвижки

В конструктивном исполнении существует несколько видов задвижек:

  1. Клиновые. Плоская заглушка перекрывает поток перпендикулярно, как бы вбивается клин.
  2. Поворотные. Заслонка располагается в самой трубе и при ее повороте поток перекрывается.
  3. Параллельные. Делятся на одно- или двух кольцевые. Поток перекрывается после опускания дисков в специальные углубления.
  4. Шланговые. Затвор осуществляется путем сильного сжатия шланга.

В большинстве случаев при работе электропривода используется клиновое исполнение задвижек

Чтобы из механической задвижки сделать задвижку с электроприводом, достаточно к существующей конструкции добавить асинхронный двигатель и червячный редуктор. Вращение вала передается на редуктор, который приводит в движение задвижку.

Рис. 1: Червячный редуктор

Использование электропривода позволяет дистанционно управлять процессом отпирания/запирания заглушек, что получило широкое применение во многих сферах.

Рис. 2: Внешний вид электрозадвижки

В зависимости от параметров системы на конечный выбор конструкции электрозадвижки будет влиять следующие факторы:

  • агрессивность среды потока
  • рабочее давление в системе
  • условия окружающей среды
  • необходимые системы защиты и безопасности.

Электрозадвижка всегда дублируется в механическом исполнении на случаи отсутствия питания. Для переключения на ручной режим на месте расположения трубопровода и задвижки выносят элементы управления переключением на ручной режим работы.

Блок схема устройства электрозадвижки показана на рис. 3.

Рис.3: Блок схема управления задвижкой

Приводы оснащаются концевым выключателем с помощью которого регистрируются положения задвижки и поступают сигналы в систему управления по достижении ей крайних положений. Муфта ограничения крутящего момента позволяет обезопасить трубопровод от повреждений при заклинивании задвижки или попадании в место перекрытия посторонних предметов, предотвращает повреждение всей системы.

Электрическая схема подключения электрозадвижки в общем виде без системы контроля датчиков давления или сложной системы управления электроприводом выглядит следующим образом:

Рис. 4: Электрическая схема подключения электропривода

На данной схеме сигналы с концевых выключателей останавливают работу двигателя, и задвижка находится или в состоянии «открыто» или «закрыто».

Материалы изготовления электрозадвижек

Изготавливаются задвижки из следующих видов металлов:

Наибольшее распространения получили исполнения из стали из чугуна, как наиболее надежные в работе способные прослужить достаточно долго без нареканий, что и является основным критерием выбора. Исполнения из бронзы и латуни зачастую используются в специфических системах трубопроводов, где значения выбора материала изготовления задвижек имеет большое значение.

В чем преимущество использования электрозадвижек?

Очевидным преимуществом использования электрозадвижек является возможность дистанционного управления системой, особенно это получило распространение на пожарных водопроводах. В это входит не только понятия открывание и запирание потоков, но и регистрация нештатных ситуаций и предотвращение аварийных ситуаций. Стоимость электрозадвижки хоть и выше, чем стандартной механической, но получаемые преимущества быстро окупают все расходы в процессе эксплуатации.

Также обеспечиваются другие преимущества:

  • возможность монтажа трубопроводов в труднодоступных местах, где не будет необходимости постоянно осуществлять управление системой непосредственно на трубопроводе.
  • быстрое реагирования на текущую ситуацию.
  • значительно более быстрое отпирание/запирание больших диаметров труб, в сравнении с ручными задвижками.
  • возможность построения сложных трубопроводных систем, в том числе автоматических без участия оператора.

Классификация задвижек с электроприводом.

С распространением использования запорной арматуры в начале 19 века была разработана и принята таблица фигур запорной арматуры. В ней были установлены ряд правил для более легкого и удобного чтения и обозначение различных исполнений запорной арматуры. Так как задвижка — это только один из видов запорной арматуры имеет смысл указать как будет выглядеть маркировка задвижек с электроприводом, на примере 30с941нж.

Рис. 5: Задвижка 30с941нж

«30» – обозначает непосредственно тип арматуры, а именно задвижки.

«с» – обозначает материал из которого изготовлен корпус запора, в данном случае сталь углеродистая.

«9» – тип используемого привода, в данном случае электромоторный.

«41» – обозначает номер изделия на заводе-изготовителе.

«нж» – материал уплотнителя, нержавеющая сталь.

Остальные типы маркировки указаны на рис. 6.

Рис. 6: Таблица фигур запорной арматуры

Другим важным параметром при выборе задвижки является DN (или ДУ). DN принятый современный стандарт обозначения условного прохода. ДУ (диаметр условный) устаревшее название, постепенно выходящее из оборота. Условный проход обозначает внутренний диаметр трубы, выраженный в миллиметрах. Например, DN50 (или ДУ50) обозначает трубу с внутренним диаметром в 50 мм. Условным размер называют не случайно, т.к. при изготовлении труб выдержать точные размеры внутреннего диаметра не имеет экономического смысла, поэтому он может в небольших пределах варьироваться, однако считать этот размер точным нельзя.

Читайте также:  Схемы радиаторного отопления в частном доме

Не менее важным является параметр PN (или РУ) обозначающий предел давления, при котором обеспечена нормальное функционирование устройства. Например, PN15 означает, что данное изделие гарантирует функционирование при давлении в системе в 15 Бар.

Соответственно в зависимости от исполнения задвижки и диаметра трубы на котором она будет использоваться осуществляется подбор типа электропривода к данной задвижке. Разница в использовании электропривода на трубу с ДУ50 и ДУ600 очевидна, поэтому на один и тот же тип задвижки может выбираться разный электропривод.

Из отечественных изготовителей приводов самыми распространенными являются изделия заводов ОАО «ЗЭиМ» и ОАО «Тулаэлектропривод». Наибольшее распространения получили двигатели серии ПЭМ-А11 использующиеся на самые распространенные размеры труб от ДУ50 до ДУ150.

Виды электрозадвижек и систем управления

По системам управления электроприводами различают несколько типов:

  • Многооборотные. Элекрозадвижки способные запирать поток не только в двух положениях открыто/закрыто, а с возможностью контроля потока еще в нескольких промежуточных положениях.
  • Взрывозащитные. Системы с усиленной конструкцией на случай возникновения нештатных ситуаций. Используются в основном в системах с взрывоопасными жидкостями. В основном нефтяной, химической и газовой промышленности.
  • Интегрированные. Задвижки, оборудованные системой датчиков контроля состояния потока. Способные в автоматическом режиме менять положение задвижке в зависимости от текущей ситуации в арматуре.

Правила установки и регулировки

Перед началом установки задвижки в обязательном порядке необходимо убедиться в ее корректной работе. Для этого клин необходимо нанести смазку на силиконовой основе, если она отсутствует, то пролить обычной водой. Потом необходимо провести ее до состояния закрытия и вернуть в открытое состояния до упора. Убедившись, что проверка на работоспособность задвижки прошла успешно на полном цикле в ручном режиме и при работе электропривода. Убедитесь, что в трубопроводе отсутствуют посторонние предметы и приступайте к ее монтажу. Если выяснится, что заслонка не работает после монтажа это приведет не только к экономическим, но и моральным неудобствам.

Также до установки убедитесь, что изделие вам подходит по всем параметрам, если с ДУ будет трудно ошибиться, то вот значение PN обязательно необходимо проверить. Этот параметр должен обязательно соответствовать условиям эксплуатации.

Крепление задвижки к ответному фланцу должно осуществляться болтами определенного диаметра, в зависимости от ДУ оно меняется. Их значения приведены в таблице ниже.

Рис. 7: Таблица рекомендованных диаметров болтов для крепления задвижек в зависимости от значений диаметра трубы и давления в системе

Количество болтов крепления и их расположения фланцевых отверстий должны соответствовать ГОСТ 12821. Далее устанавливаете электропривод и производится окончательная установка и монтаж систем управления.

Срок службы и рекомендации по эксплуатации

Гарантийный срок стандартных задвижек составляет 2 года, срок службы – 10 лет. Средний ресурс не менее 2500 циклов. При верно выбранном значении PN и бережной эксплуатации изделия без чрезвычайных ситуаций прибор может прослужить исправно гораздо дольше. Крайне не рекомендуется обслуживать изделие персоналу не обученном работе, настройке и эксплуатации задвижек. В случае если в системе возможны запредельные значения давления, необходимо установить в ней опоры или компенсаторы.

Нельзя использовать арматуру в качестве опоры для трубопровода, это сильно уменьшает срок эксплуатации прибора. Запрещено менять набивку сальника или осуществлять его до набивку.

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.
Читайте также:  Тепло в гараже зимой

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

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.

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.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *