Конструкция электроприводной запорной арматуры

Электрифицированные задвижки — это современный тип запорной трубопроводной арматуры, который успешно применяется для установки на магистральных и технологических линиях, осуществляющих отвод отходов и сточной воды, горячее/холодное водоснабжение объектов различного назначения, а также в сооружениях, перекачивающих нефть и масло, в системах теплоснабжения, кондиционирования, газоснабжения, объектов энергетики.

Важно! Электрозадвижку запрещается использовать для регулировки напора и скорости передвижения содержимого трубопровода. От таких действий может произойти резкое повышение давления и гидравлический удар, что приведёт к выходу из строя агрегата.

Конструктивное сходство и различие разных модификаций запорного оборудования

Тело всех устройств этого типа, оснащённых электроприводом, состоит из корпуса и крышки, образующих пустотную конструкцию, в полости которой размещается узел рабочего механизма и часть движущейся среды под давлением.

Конструкция электроприводной запорной арматуры

Для подключения к процессу имеется два отвода под приварку либо с резьбой под наворачивание муфты или фланца.

Рабочий механизм состоит из двух седел, параллельных между собой или смонтированных под углом.

Они в положении «закрыто» всей плоскостью прижимаются к затвору с уплотнительным материалом на поверхности, предусмотренным для повышения степени герметизации.

Затвор внутри корпуса электрозадвижки соединён со одним концом шпинделя (штока) и с его помощью передвигается под прямым углом к направлению течения рабочей среды, проходящей через него.

Второй конец шпинделя выходит через крышку, уплотняющие прокладки и подсоединяется к электроприводу.

Применение электрифицированных задвижек непосредственно связано с их техническими характеристиками и специфичностью строения конструкции.

Запорная арматура этого типа изготавливается в нескольких модификациях, различающихся:

  • направлением течения рабочего вещества — одностороннее, двухстороннее;
  • конструкцией запирающего механизма: клиновые (имеют жёсткий клин, двухдисковый клин или упругий клин), параллельные (с одним диском, с двумя дисками или с шибером);
  • типом шпинделя — выдвижной и не выдвижной шпиндель;
  • материалом изготовления — стальные, чугунные, алюминиевые, бронзовые, латунные, титановые электрозадвижки;
  • по способу производства — литые, сварные, штампованные или сочетающие литьё и сварку, штамповку и сварку;
  • конструктивными особенностями проточной корпусной части — полнопроходные, с суженным отверстием;
  • исходным местоположением запирающей детали электрозадвижки — нормально открытые; нормально закрытые;
  • методом герметизации соединения корпус/крышка — сальник без самоуплотнения, сальник с самоуплотняющим свойством, с затвором, с наличием гидрозатвора или комбинацией гидрозатвора и затвора;
  • типом передачи усилия от электропривода к запорающему органу — привод вращательного или поступательного типа.

Конструкция электроприводной запорной арматуры

  • В состав электропривода всех разновидностей устройств входят два основных узла — двигатель и редуктор, преобразующий скорость движения коленвала мотора.
  • Электрозадвижки в основном работают от двигателя переменного тока, но могут подключаться к мотору, с питанием от независимого источника — сети, подающей постоянный ток.
  • Для оснащения электропривода используются указатели и датчики положения рабочего органа, необходимые для удалённого контроля за степенью открытия агрегата в любой временной промежуток, а также ограничители, предупреждающие его перегрузки.
  • Поступление данных с датчиков и электропитания производится через специальные кабели, для крепления к электрифицированной задвижке используется фланцевое или муфтовое соединение.

Важно! Для автоматического контроля за работой запорного устройства, а так же во избежание негативного влияния несанкционированных перепадов напряжения в сети, электропривод подключается к шкафу управления.

Положительные и отрицательные стороны в их работе

Электрозадвижки обладают рядом достоинств:

  • минимальной степенью гидравлического сопротивления при полном открывании проходного отверстия;
  • поток содержимого вещества внутри изделия движется прямолинейно, без поворотов;
  • могут перекрывать течение вязкой среды;
  • возможностью установки в условиях ограниченного пространства, так как обладают небольшой строительной длиной;
  • могут подавать потоки сред в любом направлении;
  • простотой монтажных работ, ремонта, техобслуживания;
  • малый расход сопутствующих стройматериалов при монтаже.

Конструкция электроприводной запорной арматуры

К минусам электрозадвижек можно отнести:

  • низкую скорость срабатывания;
  • необходимость электрошкафа для подключения;
  • невозможность применения для систем, транспортирующих среды с кристаллизирующимися включениями;
  • ограничение по допуску на скачки уровня давления на запорном органе, для использования на взрывоопасных объектах.

Запорные устройства в наружных сетях тепло — и водоснабжения

На линиях, обеспечивающих поставку на объекты холодной и горячей воды, в основном устанавливаются электрифицированные клиновые задвижки, имеющие затвор, у которого уплотнительные поверхности образуют между собой угол, а запирающая деталь имеет клинообразную форму.

Важно! Такие затворы должны выдерживать высокое внутрисистемное давление и иметь дополнительный запас прочности на случай его повышения.

Для магистралей ХВС используют чугунные изделия с диаметром 15 — 2000 мм, рассчитанные под внутрисистемное давление среды не более 25 МПа.

На трубы, проводящие горячую воду, рекомендуется устанавливать более стойкие к температурным перепадам стальные электрозадвижки или из нержавеющей стали, а также модели покрытые особым составам, обладающим антикоррозийными свойствами.

Их строительные и присоединительные типоразмеры, вес и другие параметры технических характеристик зависят от определённой модификации.

Технические характеристики наиболее востребованных чугунных запорных устройств с электроприводом

Марка 30ч906бр 30ч39р 31ч917бр
Номинальное давление, МПа (кгс см²) 1 (10) 1,6 (16) 1,0 (10)
Номинальный диаметр 50 — 500 50-300 50-300
Диапазон температура содержимого вещества в трубопроводе +225ºС От -30ºС до +130ºС +225ºС
Диапазон температур окружающей среды От -30ºС до +40ºС От -30ºС до +45ºС +80ºС
Соответствие классам герметичности, установленным ГОСТом 9544-93 С; Д А В; С; Д
Тип присоединения к процессу фланцевый фланцевый фланцевый
Срок службы, лет 5 5 5
Средний ресурс, час 40000 40000 40000
Наработка на отказ, час 9000 9000 9000

Технические характеристики наиболее востребованных стальных запорных устройств с электроприводом

Марка 30с915нж с 30с927нж с не 30с941нж (ЗКЛПЭ 2-16) 30с942нж
Номинальное давление, МПа (кгс см²) 4 (40) 2,5 (25) 1,6 (16) 1,0 (10)
Номинальный диаметр 50 — 400 300-1000 50 — 1200 150 — 300
Диапазон температура содержимого вещества в трубопроводе От -40ºС до +450ºС От -40ºС до +450ºС От -40ºС до +450ºС От -70ºС до +300ºС
Диапазон температур окружающей среды От -40ºС до +50ºС От -30ºС до +45ºС От -30ºС до +40ºС От -40ºС до +40ºС
Соответствие классам герметичности, установленным ГОСТом 9544-93 А А С; Д В; С; Д
Тип присоединения к процессу фланцевый фланцевый фланцевый фланцевый
Вид климатического исполнения по ГОСТу 15150-84 У1 У1; Т1 У1; Т1 У; Т
Срок службы, лет 10 10 10 10
Средний ресурс, цикл 2500 2500 2500 2500
Наработка на отказ, цикл 500 500 500 500

Магистральные канализационные запорные устройства

На магистральных сооружениях из труб, отводящих канализационные стоки, шлам и пульпу устанавливается запорная арматура шиберного типа.

Шиберные электрозадвижки — имеют параллельно расположенные уплотнительные поверхности элементов затворного механизма и затвор, выполненный в форме ножевой пластины (шибера).

Конструкция электроприводной запорной арматуры

Основные детали устройств формуются из:

  • чугуна или его сплавов с графитом;
  • стали (нержавеющей, углеродистой, низкоуглеродистой);
  • сплавов цветных металлов;
  • термопластичного полимера винилхлорида (ПВХ).

Для повышения продолжительности эксплуатационного срока на всех плоскостях металлических пластин наносится полиэфирное или эпоксидное покрытие.

Устройство и принцип действия

  1. Принцип действия шиберных электрифицированных задвижек на сетях МЦК заключается в передачи усилия через шток на ножевую пластину из прочной стали, которая при продольном перемещении выполняет открывание и закрывание проходного отверстия.

  2. Герметичность при соединении корпуса с крышкой обеспечивает сальник, состоящий из графита, синтетического или хлопчатобумажного волокна.

  3. Для выставления крайних позиций используются концевые выключатели, для повышения уровня герметичности в полости корпуса устанавливаются эластомерные уплотнители, к которым прижимается шибер под влиянием давления рабочей среды.

  4. С основным трубопроводом изделие соединяется фланцами или с помощью сварки.

Важно! Шиберную электрифицированную задвижку нужно ставить на неподвижную временную платформу, чтобы избежать излишней нагрузки на входные патрубки.

Основные параметры и технические характеристики шиберных запорных устройств:

  1. Номинальное давление, МПа (кгс/см²) — 1,6 — 12,5 (16 — 125);
  2. Номинальный диаметр, мм — от 100 мм до 1200 мм;
  3. Диапазон температур рабочей среды (в зависимости от типа уплотнения) — от -15ºС до +200ºС;
  4. Диапазон температур окружающей среды — от -40ºС до +120ºС;
  5. Класс герметичности затвора по ГОСТу 54808 — А;
  6. Вид климатического исполнения по ГОСТ 15150-84 — У1; ХЛ1;
  7. Средний срок эксплуатации — 30 лет;
  8. Норма периодичности ремонтных работ и техобслуживания — один раз в 5 лет.

Запирающие устройства во внутренних сетях тепло — и водоснабжения

Запорная арматура для внутренних систем теплоснабжения и водопровода многоквартирного дома монтируется на каждом вводном участке сети, у основания и вверху стояков с вертикальной закольцовкой и на кольцевой линии в разводке сети для возможности её выключения из процесса для проведения ремонта.

Конструкция электроприводной запорной арматуры

Диаметр и размер сечения электрозадвижек должен соответствовать параметрам труб. Запорная арматура, используемая в трубопроводах хозяйственно — бытового предназначения обычно имеет небольшой диаметр 20 — 100 мм.

Цена на такие изделия невелика и зависит не только от размера, а и от использованного для изготовления материала. Так, например, можно купить изделие диаметром 20 мм из чугуна 30ч906бр за 30 дол., а диаметром 20 мм из стали 30С941НЖ за 50 дол.

Можно также купить по вполне доступной цене высококачественные полнопроходные электрозадвижки, которые производит испанская компания «Женебре». Они могут применяться в системах подачи как холодной, так и горячей воды с максимальной температурой среды до +115ºС и величиной давления рабочей среды не выше 1,6 МПа.

Их корпус выполнен из чугуна марки GGG-40, покрыт для защиты от негативного влияния коррозийных процессов снаружи и изнутри эпоксидной смолой. В оснащение изделие входит не выдвижной шток, для усиления герметичности используется обрезиненный клин, для присоединения к процессу предусмотрено фланцевое соединение.

Монтаж запорной арматуры на противопожарных водоводах

Подавляющее число зданий промышленного назначения, ряд многоэтажных жилых домов, административно — бытовых комплексов в обязательном порядке подлежат оборудованию системой пожаротушения.

Пожарный водовод, как правило, оборудуется электрозадвижкой диаметром 100 мм или 150 мм. Она подключается к обводной линии водомера, смонтированного на вводном участке ХВС, должна автоматически открываться от кнопок, запускающих пожарные насосы или при срабатывании датчиков противопожарной автоматики.

Смотреть видео:

Управляемая арматура с механическим электрическим приводом

Наиболее широко для управления арматурой используются электромоторные приводы, которые называют ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ.

Стоит отметить, что электроэнергия для управления арматурой используется и в приводах, одним из основных узлов которых является электромагнит, и которые поэтому называют ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ.

ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ применяют для комплектования запорной и регулирующей арматуры (в последнем случае их часто называют электрическими исполнительными механизмами).

ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ могут устанавливаться непосредственно на арматуре или в месте, удобном для обслуживания, а управление арматурой в этом случае производится дистанционно через соответствующие передаточные элементы (муфты, валы и т.п.). В этом варианте электроприводы часто устанавливаются на специальные колонки, в связи с чем их называют колонковыми. Такая схема применяется на тепловых и атомных электростанцияхи в некоторых других случаях.

Конструкция электроприводной запорной арматуры

Использование электроприводов для управления арматурой все больше расширяется. Это объясняется автоматизацией технологических процессов, в которых применяется арматура, повышением параметров рабочих сред, требованиями повышения скорости срабатывания арматуры и рядом других условий, вытекающих из современного уровня технологии в отраслях – потребителях арматуры.

Эти обстоятельства приводят к увеличению спроса на электроприводную арматуру и расширению номенклатуры выпускаемых приводов. Так, наряду с традиционными многооборотными приводами для задвижек и запорных клапанов выпускаются ОДНООБОРОТНЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ для шаровых кранов, поворотных дисковых затворов и заслонок.

Сейчас более тридцати арматуростроительных предприятий России и других стран СНГ выпускают арматуру, которая предусматривает комплектацию её электроприводами. При этом имеются ввиду приводы не только основного традиционного их изготовителя – специализированного завода «Тулаэлектропривод», но и десятка других заводов в различных регионах страны.

Для того, чтобы электропривод мог осуществлять функции управления арматурой, в его конструкции предусматриваются следующие основные узлы:

  • электродвигатель – источник движения для закрывания и полного открывания прохода арматуры, а также для остановки затвора в любом промежуточном положении, которые осуществляются нажатием соответствующих кнопок на пульте управления;
  • редуктор, при помощи которого передается движение от электродвигателя к выходному валу привода, соединенному с механизмом перемещения затвора арматуры;
  • путевой выключатель – для передачи сигнала на пульт управления о положении затвора и его автоматической остановки в заданном положении;
  • устройство (как правило, муфты) ограничения крутящего момента – для защиты электродвигателя от перегрузок путем автоматической его остановки при достижении заданной величины крутящего момента на выходном валу;
  • ручной дублер – для ручного управления арматурой при пуско-наладочных работах и при аварийном отсутствии электропитания привода.

Перечисленные здесь узлы могут иметь различные конструктивные исполнения в электроприводах, выпускаемых разными заводами, различных по мощности и предназначенных для разных условий эксплуатации. Однако общим для всех электроприводов является обязательный набор тех функций, которые здесь были названы.

Для электроприводов, которые устанавливаются непосредственно на арматуру, следует отметить два момента:

  • соединение привода с корпусными деталями арматуры;
  • зацепление выходного вала привода с соответствующим элементом арматуры, передающим движение на ее затвор.

Корпус привода имеет фланец (обычно квадратный), который устанавливается на соответствующий фланец, имеющийся на крышке арматуры. Центровка привода относительно оси шпинделя арматуры обеспечивается специальным посадочным пояском. Крепление осуществляется четырьмя шпильками и гайками.

Выходной вал привода имеет на своем торце кулачки, которые входят в зацепление с соответствующей кулачковой муфтой арматуры.

В некоторых случаях вместо кулачков на выходном валу привода выполняется внутренний квадрат, в который входит соответствующий наружный квадрат хвостовика арматуры.

Сразу отметим, что соединение при помощи квадрата используется для электроприводных клапанов малых DN. На клапанах больших DN и задвижках устанавливаются электроприводы, передающие движение на арматуру через кулачковое зацепление.

Управление арматурой включает в себя не только осуществление необходимых перемещений затвора. В запорном органе должны быть созданы усилия, необходимые для обеспечения герметичности при закрывании арматуры и нормального её открывания.

Усилия, развиваемые приводом, должны преодолевать воздействия рабочей среды на элементы запорного органа. Эти воздействия зависят от типа арматуры и конструктивного исполнения запорного органа, но прежде всего – от главных параметров арматуры: диаметра трубопровода и рабочего давления среды.

Разумеется, чем больше диаметр и чем больше давление, тем более мощным должен быть привод для управления конкретным типоразмером арматуры. Поэтому для приводного устройства из многих его характеристик главной, определяющей можно назвать характеристику силовую.

Выражается эта характеристика величиной крутящего момента (Мкр), который развивается на выходном валу привода и передается на соответствующий механизм арматуры.

Многообразием номинальных диаметров и давлений рабочей среды с учетом конструктивных разновидностей арматуры объясняется очень широкий диапазон величин крутящих моментов, которые должны развивать электроприводы для управления арматурой. Этот диапазон ориентировочно составляет от 2,5 до 1000 кгс. м.

  • Совершенно очевидно, что технически очень сложно, а экономически абсолютно нецелесообразно пытаться создать такой привод, который мог бы справиться с управлением арматурой любых типов, диаметров и давлений.
  • Многооборотные электроприводы, которые устанавливаются непосредственно на арматуру (кроме электроприводов для арматуры энергетической) делятся на шесть типов: М, А, Б, В, Г, Д.
  •  Каждый тип привода отличается величиной максимального крутящего момента (Мкр) на выходном валу:
Тип электропривода М А Б В Г Д
Максимальный Мкр, кгс. м. 2,5 10 30 100 250 1000

Каждый из этих типов приводов имеет немало различных исполнений, которые характеризуют:

  • одностороннее или двустороннее ограничение крутящего момента;
  • диапазоны регулирования Мкр (например, привод А может быть отрегулирован на Мкр 2,5-6 и 6-10 кгс. м., а привод В – на Мкр 25-63 и 63-100 кгс.м.);
  • способы подключения электрокабеля (сальниковое или штепсельное);
  • скорость вращения выходного вала;
  • передаточное отношение редуктора;
  • мощность электродвигателя;
  • диапазон количества оборотов выходного вала;
  • исполнения по взрывозащите и некоторые другие.

Число исполнений каждого типа привода бывает весьма значительным. Так, наиболее часто применяемые приводы типа А имеют 33, Б-36, В-81 исполнение.

Конструкция электроприводной запорной арматуры

Но независимо от исполнений каждый тип привода имеет только ему присущие присоединительные размеры, которые по своим прочностным характеристикам соответствуют передаваемому Мкр.

Таким образом, по присоединительным размерам (но не по другим характеристикам!) все приводы одного типа – взаимозаменяемы.

А устанавливать на арматуру один тип привода вместо другого – невозможно (не состыкуются фланцы и зацепления).

Устройства эти чаще всего выполняются в виде электромеханических муфт, сочетающих в себе пружины, настроенные на определённые усилия и контактные выключатели, передающие сигнал на отключение электродвигателя, когда достигнута заданная величина усилия на выходном валу привода.

Муфты могут иметь различные конструктивные исполнения, но принципиально они делятся на два видаодностороннего и двустороннего действия (их соответственно называют: односторонняя или двусторонняя муфта ограничения крутящего момента). Первые срабатывают только при закрытии, а вторые – как при закрытии, так и при открытии арматуры.

Применение электроприводов с двусторонней муфтой необходимо, если в конструкции арматуры (запорных клапанах, задвижках) имеется «верхнее уплотнение» для защиты сальника от воздействия рабочей среды. Для использования верхнего уплотнения перемещение затвора арматуры при открытии должно происходить до упора, что может вызывать недопустимую нагрузку на электродвигатель.

Ранее также указывалось, что электропривод снабжен путевым выключателем, при помощи которого обеспечивается остановка привода в требуемом положении (крайнем или промежуточном) и сигнализация на пульт положений затвора арматуры.

Эти узлы встраивают в конструкцию привода, или выполняют в виде самостоятельных комплектующих изделий.

Но в любом случае, главной характеристикой путевого выключателя является диапазон числа оборотов выходного вала привода для полного закрытия или открытия комплектуемой арматуры.

Это связано с тем, что путевые выключатели нецелесообразно делать универсальными, пригодными для арматуры любого DN (с числом оборотов шпинделя для полного хода затвора от 1 до 800). Поэтому путевые выключатели имеют различные исполнения по этой характеристике.

В подтверждение этого положения ниже приведены некоторые примеры, свидетельствующие о различных исполнениях электроприводов по числу оборотов приводного вала.

Так, каждый из приводов нормального (не взрывозащищенного) исполнения с двусторонними муфтами ограничения Мкр, выпускаемых заводом «Тулаэлектропривод» и некоторыми другими заводами, имеет по несколько исполнений, учитывающих диапазон числа оборотов выходного вала (соответствующие путевые выключатели встроены в конструкцию привода):

Тип электропривода М А Б, В, Г Д
Число оборотов выходного вала, обеспечиваемых путевым выключателем 1 … 6 4 … 24 1…10

Сферы применения и монтаж задвижек с электроприводом

Задвижка с электроприводом играет большую роль в системе автоматического управления перемещением рабочих сред.

Она устанавливается на трубопроводах, к которым затруднен доступ обслуживающего персонала, или линия находится в помещении с ограниченным посещением из-за наличия в нем вредных факторов (ионизирующего излучения, высокой температуры и др.

). Дистанционное управление электрифицированной арматурой может осуществляться как с местного поста, так и удаленно.

Конструкция электроприводной запорной арматуры

Задвижка 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.

Задвижка с электроприводом: особенности работы устройства

Задвижка с электроприводом — это запорная арматура для трубопровода, шток которой приводится в движение благодаря подаче электрического тока.

Такие устройства используются для быстрого регулирования потока (воды, масла, пара). Управление приборами осуществляется вручную или дистанционно.

Они позволяют расширить возможности регулировки в зависимости от температурных параметров или показателей давления.

Принцип работы

Задвижка, в конструкции которой присутствует электрический привод, используется зачастую на сетях водоснабжения. Также она может применяться в отопительных системах и при монтаже вентиляции. Монтаж можно осуществлять только в тех случаях, когда в трубопроводах не используются агрессивные жидкости.

Электрический привод на клапане позволяет сильно упростить управление системой водоснабжения и отопления. Раньше регулировать положение вентиля приходилось вручную, а сейчас всю работу выполняет этот прибор. Электрозадвижка используется во многих отраслях промышленности. Особенно это имеет смысл в тех местах, которые являются опасными для человека.

Конструктивная схема может немного отличаться в зависимости от рабочей среды. Во время выбора оборудования следует учитывать, для чего именно предназначен конкретный тип механизма (воды, нефти и так далее).

У агрегата есть корпус и фланцы. Подключение к трубопроводу может осуществляться параллельно или под углом. Качественная герметизация обеспечивается с помощью дополнительных уплотнителей.

Между корпусом и верхней крышкой тоже есть кольцевидная прокладка. Она не позволяет протекать жидкости. Электрические задвижки имеют асинхронный двигатель, в котором установлен короткозамкнутый ротор. К ротору подсоединён червячный редуктор. У привода есть выключатель и ручной дублёр.

Конструкция имеет поворотный диск, который или открывает подачу жидкости, или полностью перекрывает. Эту функцию берёт на себя контрольный блок, функционирующий на основе данных, полученных с датчиков. Запорный механизм срабатывает только после подачи сигнала.

Работа клапана обеспечивается штоком. Этот элемент и гайка образуют резьбовую пару. Когда шток не выпирает, такое устройство не монтируется на ответственном объекте, потому что конструктивные особенности этих моделей усложняют обслуживание и ремонт. Изделие может срабатывать из-за изменения расхода жидкости, показателей давления или температуры. Всё это отслеживается при помощи датчиков.

Используемые материалы

От материала, используемого для изготовления электрической запорной арматуры, зависит качество и долговечность прибора. Также он обуславливает будущую область применения.

Зачастую производят вентили, которые сделаны из:

  1. Нержавеющей или оцинкованной стали.
  2. Бронзы.
  3. Чугуна.
  4. Латуни.

У каждого материала есть свои плюсы и минусы, но на функционировании непосредственно самого устройства в технологическом смысле это никак не влияет.

В любом случае открытие и перекрытие задвижки будет происходить благодаря электрическому приводу.

Обычные вентили из бронзы или латуни являются очень популярными, а те, что имеет электропривод, менее распространены. Зачастую приобретаются чугунные и стальные изделия.

Преимущества устройства

Основное преимущество в применении вентиля с электрическим приводом заключается в наличии возможности управлять его работой дистанционно. Также можно автоматизировать весь технологический процесс.

Несмотря на то что подобное оборудование стоит гораздо больше, чем обычные клапаны с ручным приводом, во время использования дополнительные расходы себя окупят. Это происходит благодаря точной работе и простому обслуживанию механизма.

Основные преимущества электрической задвижки:

  1. Довольно сильно уменьшаются гидравлические потери.
  2. Можно сравнительно быстро открыть или закрыть трубопровод большого сечения.
  3. Есть возможность применять оборудование в труднодоступных местах и сложных производственных условиях.
  4. Удобное управление.
  5. Простое обслуживание.

Использование таких устройств позволяет очень быстро отреагировать на экстренные ситуации. Благодаря этому можно предотвратить дополнительные расходы.

Область применения

Подобная запорная арматура нашла распространение как в бытовых в системах, так и в промышленных. Такие задвижки имеет смысл устанавливать только на тех трубопроводах, сечение которых превышает 50 мм. Но в некоторых отраслях применяют электрические вентили и на трубах с меньшим диаметром.

Управление устройством зависит от того, где оно будет установлено и какие функции придётся выполнять. Электрические клапаны активно применяют в различных сферах в качестве элемента, способного сделать технологический процесс более эффективным. Из-за этого таким прибором можно управлять не только дистанционно, но и вручную.

Наиболее широкое применение автоматические клапаны нашли в системах водоснабжения. Там монтируются прямоходные вентили и устройства с сужающейся проточной частью. Но следует помнить, что второй тип нельзя применять на магистральных трубопроводах, так как сужение диаметра увеличивает перепад давления на задвижке.

В нефтяной и газовой промышленности вентиль с электрическим приводом устанавливается на трубопроводах, по которым осуществляется транспортировка продукта. Также широко применяется устройство в общественных зданиях для систем пожаротушения. Автоматический вентиль позволяет осуществить подачу воды именно к точке возгорания после приёма команды от пожарной сигнализации.

Основная классификация

Клапаны разделяют по принципу передачи усилия на поступательные и вращательные. Первые приводы перекрывают трубопровод с помощью штока. Во вращательных вентилях от двигателя вращение передаётся редуктором.

Разновидностей конструкции редукторов много. Благодаря такому разнообразию можно выбирать разные габариты, величину значения крутящего момента, а также менять направление вращения валов. Эти механизмы бывают:

  1. С червячной передачей.
  2. Сложной конструкции.
  3. Цилиндрические и конические.
  4. С планетарной передачей.

В червячном и планетарном типе устройств можно менять скорость вращения вала, из-за чего появляется возможность увеличить значение крутящего момента.

Также червячный механизм обладает функцией самоторможения, то есть, когда усилие не двигает червяк и вал электродвигателя, электропривод останавливается. Это значит, что вентиль останется в том положении, которое назначено блоком управления.

Фиксация в этом случае не требует дополнительной энергии, даже когда давление внутренней среды будет высоким.

Существует две основных разновидности электрических приводов, которые отличаются исходя из их целевого назначения:

  1. Неполноповоротные.
  2. Многооборотные.

В первых приводах открытие и закрытие происходит в один оборот. Эти устройства применяются, когда достаточно выполнить поворот всего лишь на 90 градусов, например, в шаровых кранах.

В многооборотных запорных арматурах электрические приводы выполняют более одного поворота вала. Эти устройства используют для регулирующих заслонок.

Здесь необходима высокая точность, а также очень плавное перекрытие трубы.

Разновидности запорной электроарматуры

Электрические запорные клапаны не имеют ограничений по сечению трубопровода. Соединение осуществляется с помощью фланцев.

Конструктивно запирающая арматура подразделяется на:

  1. Дисковую. Перекрывающая мембрана сделана в виде диска, который устанавливается или перпендикулярно, или под каким-либо углом к потоку. Эти устройства очень простые в обслуживании и недорогие. Экономичным вариантом является применение комбинированного типа. Здесь мембрана изготавливается из нержавеющей стали, а все остальные металлические элементы из обычной. Нельзя использовать на трубопроводах с высоким давлением.
  2. Клиновую (она ещё называется конической). Основным элементом механизма является клин, размещённый на выдвижном шпинделе. Применяется для перекрытия труб с «чистым» носителем, так как устройство быстро подвергается коррозии и ломается.
  3. Параллельную. У клапанов есть 2 седла с дисками, которые располагаются параллельно. Бывают шиберные и шланговые типы.

Также механизмы различают по расположению ходового элемента. Существует кран с выдвижным и невыдвижным шпинделем. Разная конструкция влияет на сферу применения, а также на возможности вентиля.

У выдвижного шпинделя резьба расположена вне корпуса задвижки. Поэтому для монтажа необходим достаточный простор. Но плюсом конструкции является то, что внешние элементы защищены от повреждений внутренней средой.

У невыдвижного типа резьба всегда расположена внутри корпуса задвижки. Такой запорный механизм довольно легко установить в труднодоступном месте и небольшом пространстве.

Но если в трубопроводе находится агрессивная среда, то механизм будет постоянно подвергаться её разрушительному действию.

Это рано или поздно приведёт к поломке, но ремонт будет осложнён из-за труднодоступности месторасположения задвижки.

Особенности монтажа

Монтаж электрической арматуры зачастую выполняется только квалифицированными бригадами. Перед началом проведения установки устройство нужно расконденсировать, убрать лишний смазочный материал, а также удалить заглушки и проверить работоспособность. Все технические параметры, прописанные в паспорте изделия, должны полностью соответствовать данным трубопровода.

Монтаж можно выполнять как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Не рекомендуется устанавливать арматуру в перевёрнутом виде, так как возле штока будет собираться грязь, а это постепенно приведёт к заклиниванию шпинделя. Клапанам с электрическим приводом диаметром более 10 см нужно оборудовать дополнительную неподвижную опору.

Подключение устройства к трубопроводам напрямую зависит от материала, из которого оно выполнено. Например, чугунную задвижку подсоединяют с помощью фланцев.

Для этого к торцам труб придётся приварить такие же отвлечённые элементы. Это соединение благодаря болтам и резиновой прокладке обеспечивает высокую герметичность.

Нельзя компенсировать дефекты сварки с помощью добавления дополнительных уплотнителей.

Стальной электроклапан обычно монтируется при помощи электросварки. Во время установки затвор должен быть полуоткрытым. Для замены сломанного вентиля его вырезают вместе с частью трубопровода.

После завершения монтажа начинается сборка блока управления механизма. Он включает в себя элементы автоматики, а также силовую часть. Первые подают сигнал от кнопки на привод. Силовая часть размещается в электрошкафу, установленном возле клапана. Последним этапом будет проверка всех видов управления.

Гидравлические испытания выполняются уже на подключённой конструкции. Нельзя устранять обнаруженные дефекты при помощи подтягивания болтов. Монтаж может считаться завершённым только после проведения всех проверок.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector