Виды электроприводов для запорной арматуры

Выполнена поставка клапана Flowserve Worcester Controls, модель 15F386N R7, с резьбовым торцевым соединением и пневматическим приводом F39 E17 (расходный клапан FCV-62230 с  седлом 1/8″).

Заказчик: энергетическая компания, г. Москва.

Инновационные модульные электроприводы клапанов Rotork CK разработаны для решения разнообразных прикладных задач в области энергетики и водоснабжения. Основанная на надежности и безопасности, которые присущи всем продуктам компании, серия CK расширяет возможности технологии управления потоком Rotork.

Эффективное проведение автоматизации и механизации производственных процессов на промышленных предприятиях, в составе которых находятся трубопроводы и связанное с ними оборудование, невозможно без механизированного и дистанционного управления трубопроводной арматурой.

Для успешного выполнения таких задач в промышленности используют механизированные приводы трубопроводной арматуры.

Сегодня вопросам энергосбережения уделяется пристальное внимание как со стороны компаний, занимающихся разработкой и производством оборудования, так и со стороны эксплуатирующих организаций. Среди таких производителей выделяется датская компания Danfoss, энергосберегающие транскритические холодильные системы которой были установлены более чем в 15-ти гипермаркетах по всему миру.

Компания Pentair Valves & Controls на десятой международной конференции и выставке Valve World (Мир арматуры), проходившей в г. Дюссельдорф (Германия), в период с 29 ноября по 1 декабря 2016 года, продемонстрировала широкий ассортимент арматуры, управляющих и приводных устройств, технических решений.

Приводы трубопроводной арматуры представляют собой устройства, используемые для механизации и автоматизации арматуры, управления процессами ее открытия и закрытия, определения и регулирования места положения запирающего элемента, выполнения диагностических функций.

Производители приводов трубопроводной арматуры

Редуктор и выходной элемент

Важным составляющим элементом значительной части приводов является редуктор, который помогает снизить частоту вращения привода и повысить крутящий момент, а также служит для преобразования вида и скорости движения выходного (силового) элемента. Редуктор может быть зубчатого, червячного, конического, цилиндрического, планетарного и ряда других исполнений. В свою очередь, выходной элемент используется для передачи усилия и перемещения штока или шпинделя, имеющего соединение с затвором.

Классификация приводов трубопроводной арматуры

По величине и виду движения выходного звена выделяют неполноповоротные, многооборотные и возвратно-поступательные (линейные) приводы. Выходное звено в неполноповоротных приводах осуществляет до одного поворота, а во многооборотных свыше одного поворота. В линейных приводах выходное звено производит возвратно-поступательные движения.

В зависимости от вида конструктивного устройства и назначения приводы трубопроводной арматуры подразделяют на ручные и механизированные.

В ручных приводах для вращения маховика или рукоятки, соединенной со шпинделем арматуры, используются усилия человека. Для приведения в движение шпинделя крупногабаритной арматуры требуется создание значительных усилий.

В таких случаях дополнительно устанавливают редукторы, позволяющие существенно снизить величину усилия при вращении маховика.

В состав механизированных приводов входят следующие разновидности приводов:

• Электрические. Они отлично подходят для централизованного управления широким спектром арматуры независимо от ее размеров. Среди преимуществ данного вида приводов выделяют быстродействие, управляемость, хорошее взаимодействие между приводом и пультом управления, простоту монтажа и настройки, возможность получения информации о месте расположения рабочего органа и подачи сигнала о заедании или появлении посторонних предметов в месте движения затвора, использование только одного вида энергии.
• Пневматические. Чаще всего используются в неполноповоротных и линейных приводах защитной арматуры, реже регулирующей. Широко распространены на территории и объектах предприятий, на которых функционирует система централизованной подачи сжатого воздуха. Основные достоинства пневматических приводов: конструктивная простота, надежность, возможность использования на опасных промышленных объектах, меньшая стоимость в сравнении с электрическими приводами.

• Гидравлические. Могут применяться с арматурой широкого ряда размеров. При этом они незаменимы при работе с крупногабаритной арматурой, требующей больших усилий, которые трудно реализовать в пневмо- и электроприводах. Достоинства: при небольших габаритах устройства способны создавать значительные давления рабочей среды, плавность хода и отсутствие ударов, возможность сохранения запаса энергии для аварийной работы. Гидроприводы широко применяются на судах и морских нефтяных платформах.
• Электромагнитные. Арматура с электромагнитными приводами и его сочетаниями с пневмо- и гидроприводами можно часто встретить в системах автоматизированного управления технологическими процессами, где с их помощью осуществляется управление направлениями движения жидкой и газообразной рабочей среды. Основные преимущества: отличное быстродействие и точность исполнения команд, простота конструкции и технологичность изготовления, длительный ресурс работы. 

Область применения

В связи со стремительным ростом количества промышленных объектов, а также их технического перевооружения, связанного с необходимостью механизации  и автоматизации производственных процессов, существует большая потребность в применении разных видов приводов трубопроводной арматуры во многих отраслях промышленности и сферах производства, среди которых можно выделить следующие:

• газовая отрасль (объекты добычи газа и его распределения, газопроводы, компрессорные станции, хранилища, установки СПГ);
• нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность;
• предприятия химической и энергетической отрасли;
• цементные заводы, мельницы и другие предприятия по производству и расфасовке сыпучих материалов;
• морские и речные суда, танкеры;
• сосуды, работающие под давлением, в различных сферах производства.     

Все новости раздела «Приводы трубопроводной арматуры»

Приводы и исполнительные механизмы

Электрический привод арматуры — это устройство, являющееся видом электрических приводов, служащее для механизации и автоматизации трубопроводной арматуры, и широко применяющееся во всех отраслях промышленности, играя важнейшую роль практически во всех технологических процессах. Чаще всего электропривода используются для дистанционного управления арматурой, еë открытия и закрытия, а также для определения положения арматуры. Кроме электрических приводов, существуют пневматические, гидравлические и электромагнитные арматурные привода. 

Механизмы исполнительные электрические однооборотные либо прямоходные  предназначены для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств.

Принцип работы механизмов заключается в преобразовании электрического сигнала поступающего от регулирующего или управляющего устройства во вращательное перемещение выходного вала, либо линейное перемещение выходного штока.

Многооборотные электроприводы для задвижек и клапанов

• Электроприводы для задвижек, клапанов и т.п.

Многооборотные электрические исполнительные механизм и приводы (электроприводы) предназначены для передачи крутящего момента арматуре (как правило это задвижки и клапаны) при ее повороте на один оборот и более.

Механизмы и приводы  предназначены для приведения в действие запорно-регулирующей арматуры в системах автоматического регулирования технологическими процессами, в соответствии с командными сигналами регулирующих и управляющих устройств.

Однооборотные / четвертьоборотные электроприводы для затворов, кранов, заслонок

• Электроприводы для затворов дисковых, кранов шаровых, поворотных заслок и т.п.

Однооборотные (или неполноповоротные) электрические исполнительные механизмы и приводы предназначены для передачи крутящего момента арматуре (как правило это затворы,краны,поворотные заслонки и т.п.) при ее повороте на один оборот или менее (от 0 до 360°).

Прямоходные электроприводы для клапанов, заслонок

• Электроприводы для клапанов, различных заслонок и т.п.

Прямоходные электроприводы предназначены для приведения в действие запорно-регулирующей арматуры (как правило это клапаны, заслонки). Они передают усилие  штоку арматуры при его поступательном перемещении и применяются с в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии  с командными сигналами регулирующих и управляющих устройств.

• Пневмоприводы
• Приводы пневмотические для трубопроводной арматуры: — многооборотные пневмоприводы (задвижки, клапаны) — неполноповоротные или однооборотные пневмоприводы (затворы дисковые, краны шаровые)
• — прямоходные пневмоприводы (клапаны, заслонки)

Редукторы «ручные приводы»

Редукторы ручные для трубопроводной арматуры

Типы и особенности электроприводов для запорной арматуры

Электропривод трубопроводной арматуры:

Первые электроприводы представляли собой обычный электромотор, который приводился в движение подачей напряжения.

При достижении крайнего положения «закрыто» или «открыто» электромотор продолжал вращаться или подавать усилие на шток арматуры, что могло стать причиной поломки арматуры, срыва резьбы или уплотнений.

Современный электропривод — это сложная электромеханическая система, служащая для механизации и автоматизации трубопроводной арматуры. Электропривод может быть оснащен большим количеством датчиков, реле и даже микросхемами, которые существенно расширяют возможности управления трубопроводной арматурой.

Основные элементы, входящие в состав электропривода:

• планетарный или червячный редукторный механизм, передающий вращение электродвигателя на шток арматуры;
• концевые выключатели, которые позволяют остановить вращение штока арматуры при достижении конечного положения открыто-закрыто;
• моментные выключатели, которые останавливают электропривод при возникновении перегрузки на штоке арматуры. Например, арматура не может быть закрыта из-за попадания посторонних объектов в запорный орган;
• промежуточные выключатели, срабатывающие при достижении заданных положений выходного вала;
• механический указатель положения;
• индикатор работы электропривода, индикатор аварийного состояния;
• аналоговые потенциометры, магнитные датчики указателя положения;
• предохранители, термодатчики, механические размыкатели, обеспечивающие защиту электропривода от перегрева;
• нагреватели электропривода, обеспечивающие его бесперебойную работу в условиях пониженной температуры окружающей среды;
• блок управления, позволяющий управлять электроприводом удаленно по цифровым интерфейсам, объединять электроприводы в сеть.

Преимущества применения частотно регулируемых приводов для управления АД

1. Облегчает пусковой режим привода.
2. Позволяет двигателю долго работать, независимо от степени загрузки.
3. Обеспечивает большую точность регулировочных операций.
4. Позволяет контролировать состояние отдельных узлов в цепях промышленной электрической сети.

   За счет этого возможно вести постоянный учет количества времени, наработанного двигателями, чтобы потом оценивать их результативность.

5. Наличие электронных узлов дает возможность диагностировать неисправности в работе двигателя дистанционно.
6. К устройству можно подключать различные датчики обратной связи (давления, температуры).

   В результате скорость вращения будет стабильна при постоянно меняющихся нагрузках.

7. При пропадании сетевого напряжения включается управляемое торможение и перезапуск.

В результате:
• повышается уровень КПД за счет чего можно сэкономить порядка 30-35 % электроэнергии;
• количество и качество конечного продукта возрастает;
• снижается износ комплектующих механизмов;
• возрастает срок службы оборудования.

Неполнооборотный, многооборотный, прямоходный, рычажный:

В зависимости от величины и вида перемещения штока арматуры, электроприводы делятся на конструктивно разные типы приводов: неполнооборотный, многооборотный, прямоходный, рычажный.

Неполнооборотные электроприводы (их так же называют однооборотными или четвертьоборотными) устанавливаются на арматуру, закрытие-открытие которой происходит при повороте штока на 90°. К такой арматуре относятся краны шаровые, затворы дисковые поворотные и др.

Особенность автоматизации неполнооборотной арматуры — необходимость в большом стартовом крутящем моменте. Это обусловлено конструкцией арматуры, в которой запорный орган плотно прилегает к уплотняющим материалам.

Однако с развитием технологий появляются более продвинутые конструкции, обеспечивающие герметичность и при этом уменьшающие трение — например дисковые затворы с эксцентриситетом.

• Многооборотные электроприводы
• Прямоходные электроприводы
• Рычажные электроприводы

устанавливаются на задвижки, шиберные задвижки, задвижки с обрезиненным клином, запорные клапаны, вентили. Требования к крутящему моменту многооборотных приводов менее жесткие, чем у неполнооборотных приводов. Трение, возникающее в процессе открытия или закрытия арматуры, практически не влияет на вращение штока. Кроме установки непосредственно на арматуру, многооборотные электроприводы могут быть установлены в комбинации с редуктором и на неполнооборотную арматуру. Комбинация электропривода с редуктором — отличное решение, позволяющее установить менее мощный (а значит и менее дорогостоящий) электропривод на арматуру больших диаметров. служат для автоматизации вентилей с гладким штоком, регулирующих клапанов и другой арматуры. Электропривод преобразует вращательное движение электромотора в поступательное движение штока. устанавливаются на арматуру, которая управляется исключительно рычажными механизмами — заслонки, жалюзи, клапаны и т.д.

Классификация электроприводов

Классификация может быть осуществлена сразу по нескольким признакам. Например, по роду тока, который необходим для управления электроприводом, они могут быть оснащены двигателем переменного тока и двигателем постоянного тока.

Стоит отметить, что двигатели с переменным током используются гораздо чаще, чем приводы с двигателями постоянного тока.

  Чем красить трубы отопления и как это правильно сделать

Стоит отметить, что двигатели с переменным и постоянным током могут иметь в своей конструкции силовой ограничитель

Кроме того, и те, и другие могут иметь в своей конструкции силовой ограничитель, а могут функционировать без него. Если привод оснащен силовым ограничителем, то можно разделить этот вид на несколько подвидов, которые классифицируются по принципу работы силового ограничительного устройства:

• фрикционный привод;
• фрикционно-кулачковый;
• электромеханический;
• электромагнитный;
• электрический;
• электронный.

Все приводы запорной арматуры оснащены редуктором. По конструкции этого механизма их можно классифицировать следующим образом:

• червячного типа;
• планетарного;
• цилиндрического;
• кулисно-винтового;
• сложного, то есть состоящего сразу из нескольких видов передач.

Вся суть работы привода состоит в том, что отдельная его часть при подаче тока перемещается, закрывая или открывая арматуру. По виду перемещения и его величине приводы делят на следующие типы:

• многооборотного типа;
• неполноповоротного;
• прямоходного.

Общепромышленный, взрывозащищенный:

Электроприводы используются для автоматизации арматуры во всех сферах инженерных систем, начиная от простого водоснабжения и заканчивая объектами добывающей, металлургической, нефтехимической промышленности и даже атомной энергетики. В каждой сфере промышленности существуют определенные требования к технике безопасности. В данном контексте принято говорить об исполнении электропривода

. По своему исполнению электроприводы делятся на общепромышленные, взрывозащищенные, а так же электроприводы для АЭС, для шахт, и электроприводы морского исполнения.Общепромышленные электроприводы — наиболее распространенные и часто используемые приводы для автоматизации взрывобезопасных промышленных объектов.

В конструкции общепромышленных приводов предусмотрена пылевлагозащита определенного класса, защита от коррозии, допустимый перепад температур окружающей среды. Чем сложнее условия эксплуатации, тем сложнее конструкция привода и дороже его цена.

Общепромышленные приводы разработаны с тем учетом, чтобы не перегружать конструкцию излишними качествами там, где это не нужно, и обеспечивать исправную работу в течении всего срока эксплуатации.

Основные сферы применения — горячее и холодное водоснабжение, водоотведение, паровые сети, системы пожаротушения, кондиционирования и вентиляции, трубопроводы пищевой и химической промышлености, технические трубопроводы любых негорючих материалов — жидких, твердых (абразивных) и газообразных. К эксплуатации во взрывоопасных зонах предъявляются особые требования, которые должны быть соблюдены.

Взрывозащищенные электроприводы на порядок сложнее общепромышленных.

Взрывозащита — это меры, которые обеспечивают безопасность оборудования для работы во взрывоопасных средах, процессов его производства, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации, а также утилизации.

К техническим решениям относят применение оборудования (в первую очередь электрооборудования), не способного вызвать взрыв. Взрывозащищенные электроприводы обозначаются маркировкой Ex. По области применения оборудование делится на следующие группы:

• I — оборудование, предназначенное для применения в подземных выработках шахт, рудников, опасных в отношении рудничного газа и (или) горючей пыли, а также в тех частях их наземных строений, в которых существует опасность присутствия рудничного газа и (или) горючей пыли (категория смеси — I );
• II — оборудование, предназначенное для применения во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок (категория смеси — II по газу);
• III — оборудование, предназначенное для применения во взрывоопасных пылевых средах (категория смеси — II по пыли).

Электроприводы в морском исполнении устанавливаются в прибережных зонах, верфях, на нефтедобывающих платформах, и даже на судах и подводных лодках. На морских судах электроприводы используются для дренажных, топливных, балластных, спринклерных систем и систем пожаротушения.

Морские суда характеризуются ограниченностью пространства, что налагает более жесткие требования к массогабаритным характеристикам установленного на них оборудования. Приводы морского исполнения должны отвечать всем требованиям по устойчивости к ударной и вибрационной нагрузкам для морских судов и подводных лодок.

Все элементы корпуса делаются из бронзы, все внешние винты – из высокопрочной нержавеющей стали. Это обеспечивает устойчивость к воздействию морской воды в течение долгого времени.

Электроприводы запорной арматуры

АО «БЭМЗ» занимается разработкой и изготовлением электроприводов своей торговой марки БЕТРО с 1995 года.

В настоящее время серийно изготавливаются многооборотные электроприводы общепромышленного исполнения типов А, Б, В, Г по техническим условиям ТУ3791-002-71508995-2005 . Ознакомительные листовки размещены столбцом справа.

На них представлены габаритные и присоединительные размеры электроприводов БЕТРО, технические характеристики и конкурентные преимущества. За последние 10 лет отгружено более 25 000 электроприводов, большая часть из которых эксплуатируется в составе арматуры Чеховского завода энергетического машиностроения и Барнаульского котельного завода.

Электроприводы БЕТРО применяются при эксплуатации энергетической арматуры высокого давления в том числе и критических параметров.

Главным критерием при выборе является качество выпускаемых нами электроприводов БЕТРО. Ведь применение волнового редуктора с промежуточными телами качения позволяет электроприводам БЕТРО безотказно работать на всех тепловых станциях России и стран СНГ.

Качество электропривода зависит не только от конструкции, но и системы контроля качества. У завода очень серьезные и глубокие традиции и требования к качеству выпускаемой продукции. Предприятие работает по жестким стандартам не один десяток лет. Сегодня на заводе официально действует СЕРТИФИКАТ СООТВЕТСТВИЯ «ВОЕННЫЙ СТАНДАРТ».

При производстве электроприводов БЕТРО используется ряд современных прогрессивных технологий в области термической и поверхностной обработки материалов. Одной из первых передовых технологий при производстве электроприводов на нашем предприятии была внедрена технология термической обработки металлов — оксикарбонитрация.

Термообработка в вакууме с остаточным давлением не более 1×10-5 мм рт.ст. с температурой до 1400º С, в т.ч. отжиги с целью получения магнитных свойств.

  Винтовые пищевые насосы: описание, назначение, применение

Все указанные процессы проводятся при автоматическом регулировании температуры, почасовом контроле хода процесса, металлографическом анализе каждой обрабатываемой партии деталей.

Электроприводы БЕТРО — это:

• Лучшие массогабаритные показатели
• Широкий диапазон настройки моментов
• Продолжительный срок эксплуатации

Вам нужен электропривод, Вы не ошиблись с выбором.

Внимание! Заказать электропривод Бетро с завода-изготовителя без посредников можно только по нижеуказанным контактным данным

1. Контакты: телефон отдела продаж 8-(383-41)-4-20-33; E-mail
2. Официальный сайт завода-изготовителя:
3. Почтовый адрес: 633009, Новосибирская область, город Бердск, улица Зеленая роща, дом 7, корпус 7, АО «БЭМЗ»

Пылевлагозащита (степень защиты оболочки):

• Класс пылевлагозащиты IP
• — система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твёрдых предметов и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96). Маркировка степени защиты оболочки электрооборудования осуществляется при помощи международного знака защиты (IP) и двух цифр, первая из которых означаетзащиту от попадания твёрдых предметов , вторая —
• защиту от проникновения воды
• 6

.

Но классификация по IP не дает информации о взрывоопасности или о влиянии условий окружающей среды (повышенная влажность, температура, коррозийность, взаимодействие с едкими газами/жидкостями и прочее).

Если первая цифра равна 0, то оболочка не обеспечивает защиту ни от доступа к опасным частям, ни от проникновения внешних твёрдых предметов. При цифре оболочка обеспечивает полную защиту от пыли (герметичность).

• 1 — защита от предметов диаметром более 50мм, нет защиты от сознательного контакта;
• 2 — защита от предметов диаметром 12,5мм и более — например от пальцев;
• 3 — защита от предметов диаметром 2,5мм и более — от кабелей, инструментов;
• 4 — защита от предметов диаметром от 1мм — большинство проводов, болтов и т.п.;
• 5 — пылезащищенность, некоторое количество пыли может проникать внутрь, однако это не нарушает работу устройства; полная защита от контакта;
• 6 — полная пыленепроницаемость.

Аналогично, если вторая цифра равна 0, то оболочка не обеспечивает защиту от вредного воздействия воды. Цифра 8 указывает на то, что оболочка обеспечивает защиту от воздействия при длительном погружении в воду.

• 1 — защита от вертикально капающей воды;
• 2 — защита от воды, которая льётся вертикально или под углом до 15° к вертикали;
• 3 — защита от воды, которая льётся вертикально или под углом до 60° к вертикали;
• 4 — защита от брызг, падающих в любом направлении;
• 5 — защита от водяных струй с любого направления;
• 6 — защита от морских волн или сильных водяных струй;
• 7 — защита от кратковременного погружения на глубину до 1 метра;
• 8 — полная водонепроницаемость. Устройство может работать в погружённом режиме;
• 9 — полная водонепроницаемость под давлением. Устройство может работать в погружённом режиме при высоком давлении жидкости.

Преимущества и недостатки использования электроприводов

Фланцевый регулирующий клапан с приводом

Потребление энергии электроприводом клапана происходит только при движении, а его отключение не вызывает смещения по инерции. Среди других преимуществ электроприводов выделяют:

• постоянную скорость функционирования;
• низкую стоимость потребляемой энергии;
• плавную регулировку устройств, предназначенных для управления потоками перемещаемой среды;
• точность настройки и точное позиционирование;
• экологическую безопасность при установке на трубопроводах;
• возможность подключения дополнительного оборудования и датчиков для контроля и управления.

В отличие от регулирующих клапанов с пневмоприводом аналогичные устройства с электроприводом не склонны к засорению и отличаются низким уровнем шума во время работы. При авариях клапаны с электроприводами могут быть подключены к независимым источникам питания — резервным аккумуляторам и генераторам.

Основные недостатки клапанов для регулировки параметров перемещаемой среды — высокая стоимость и возможность перегрева двигателя при непрерывной работе в течение длительного времени. Из-за них повышается суммарная величина затрат на монтаж магистралей и требуется контроль состояния элементов привода. К другим недостаткам механизмов с электрическим приводом относятся:

• Возможность возникновения помех в управлении расположенных вблизи сетей, которые появляются из-за воздействия поля электромагнитных приводов.
• Сложность использования в условиях большой влажности и пожароопасных зонах. В этом случае можно применять устройства специального исполнения с высокой степенью защиты двигателя или заменить их клапанами с пневмоприводом.
• Необходимость регулярного технического обслуживания, поскольку исполнительный механизм состоит из множества подвижных деталей и элементов.

Уменьшение влияния негативных особенностей достигается благодаря точной кинематической схеме и грамотной разработке конструкции привода. Комплектация защитными средствами повышает срок службы и делает устройства более удобными для эксплуатации.

( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )

Типы и особенности электроприводов для запорной арматуры

Электроприводы получили широкое применение в сфере автоматизации процессов управления трубопроводными системами и используются сегодня в самых разных сферах хозяйственной деятельности.

Они обеспечивают оперативное дистанционное регулирование объемов и давления рабочей жидкости, перемещаемой по трубопроводу, а также контроль состояния элементов трубопроводной арматуры, быструю отсечку и возобновление перекачки по трубопроводу.

Использование электроприводов в данных процессах исключает зависимость от человеческого фактора на местах, позволяя наращивать управляемость и безопасность системы, а также снижать экономические издержки.

Устройство и принцип работы электроприводов

Электропривод представляет собой сложный электромеханический узел.

В большинстве случаев он состоит из электрической силовой части (соленоида или электродвигателя), системы преобразования направления вращения и крутящего момента (редуктора), электронного блока, а также набора выключателей и датчиков. Последние контролируют положение затвора и подают сигнал на включение-выключение двигателя, в зависимости от заданных параметров.

Принцип работы электропривода состоит в передаче механического усилия от электродвигателя к элементам затвора, перекрывающего сечение трубопровода.

В качестве таких деталей могут использоваться самые разные виды запорной арматуры – штоки, клиновые и шиберные задвижки, запорные или регулирующие клапаны, поворотные дисковые затворы и шаровые краны.

Поступательная или вращательная энергия привода преобразуется редуктором и приводит в движение запорный элемент арматуры.

Использование механической передачи в редукторе позволяет решить проблему согласования скорости вращения и многократного увеличения момента силы без повышения мощности самого двигателя.

Электропривод позволяет установить любое заданное положение клапана благодаря наличию электронного блока управления. Он также контролирует значения потребляемого электропитания, крутящего момента и положение заслонки.

Указанные параметры позволяют определить точное состояние элементов запирающего устройства и самого электропривода, а также обеспечить своевременное информирование обслуживающего персонала о возникновении нештатной ситуации в работе узла.

Электронное управление электроприводом позволяет также поддерживать заданные параметры в системе при переменной входящей нагрузке, пограничных и нестабильных режимах работы.

Основная классификация электроприводов

По принципу передачи управляющего усилия на клапан различают:

• приводы поступательного движения, обеспечивающие перекрытие сечения трубопровода штоковым способом;
• вращательные приводы, приводящие клапан в движение за счет преобразования энергии вращения вала двигателя при помощи редуктора.

В свою очередь редукторы по своему конструктивному исполнению отличаются большим многообразием и позволяют подбирать значение крутящего момента, общие габаритные размеры самого привода и изменять направление вращения валов. Среди них выделяют:

• редукторы с червячной передачей;
• цилиндрические и конические редукторы;
• редукторы с планетарной передачей;
• редукторы сложной конструкции.

Редукторы с червячной и планетарной передачами позволяют изменять частоту вращения вала и существенно повышать значение крутящего момента.

При этом червячная передача обладает свойством самоторможения, когда нагрузка на ведомое колесо (то есть непосредственно связанное с затвором) не приводит в движение червяк, а через него – вал электродвигателя.

На практике это означает, что клапан будет зафиксирован в том положении, которое ему было сообщено двигателем, а удержание его в данном состоянии не потребует дополнительной энергии, несмотря на давление рабочей среды в трубе.

Червячная передача

Цилиндрическая передача

Разновидности конструкции вращательных приводов определяются их целевым назначением. На практике различают:

• неполноповоротные (однооборотные) приводы, в которых управление клапаном осуществляется за один оборот вала двигателя. Такие приводы используются в системах, где достаточно обеспечить поворот клапана на 90 градусов (поворотные затворы и шар-краны);
• многооборотные, в которых управление рабочим звеном запорной арматуры производиться более чем за один оборот ведущего вала. Такие электроприводы применяются для разного рода заслонок и регулирующих клапанов, где требуется высокая точность и плавность перекрытия сечения трубы.

Электроприводы производства фирмы AUMA (Германия)

Компания AUMA (Armaturen- Und Maschinen-Antriebe) более полувека поставляет передовые решения для автоматизации трубопроводной арматуры.

Она занимает лидирующие позиции на рынке электроприводов и редукторов для трубопроводов, используемых в промышленности, энергетике, коммунальном хозяйстве и сферах, связанных с транспортировкой жидких продуктов.

Ведущие производители запорной арматуры рекомендуют устанавливать вместе со своей продукцией изделия, произведенные под брендом AUMA.

Указанная компания производит много- и неполнооборотные электроприводы в широком ассортименте, который включает в себя узлы управления трубопроводами малого и большого диаметра, с большим и малым крутящим моментом.

Электроприводы выпускаются в стандартном и взрывобезопасном исполнении, приспособленном для эксплуатации в агрессивных промышленных средах или при наличии опасных газов.

Сами электроприводы имеют модульную конструкцию, поэтому могут комплектоваться специализированными редукторами, взрывобезопасными системами управления с различным функционалом.

Однооборотные электроприводы стандартного назначения типов SG 03.3 — SG 05.3 и SG 05.1 — SG 12.1 позволяют управлять поворотными элементами затворов на трубопроводах различного сечения.

Стандартный угол поворота затвора составляет 90 градусов, однако модульная конструкция позволяет устанавливать специальные редукторы, обеспечивающие поворот до 360 градусов.

Для труб диаметром менее 150 мм, в которых не требуются большие значения крутящего момента, применяются приводы SG 03.3 — SG 05.3 с диапазоном момента 32-63 Нм.

Электроприводы серии SG 05.1 — SG 12.1 рассчитаны на диаметры трубопроводов свыше 150 мм, что подразумевает под собой большие нагрузки на клапан в результате давления перекачиваемой среды. Поэтому данные типы приводов имеют диапазон крутящего момента в пределах от 90 до 1200 Нм с периодом срабатывания от 4 до 63 секунд.

Все перечисленные приводы могут комплектоваться различными системами управления – от простых до комплексных электронных блоков с фиксацией данных о прокачанных объемах среды и режимах работы привода.

В совокупности с высокими техническими характеристиками самих приводов, такие системы управления позволяют значительно расширить сферу их применения.

В условиях воздействия агрессивных промышленных сред и при работе со взрывоопасными продуктами и возможностью утечки опасной жидкости или газа, применяются электроприводы типа SGExC 05.1 — SGExC 12.1.

Так же, как и стандартные модели приводов, они могут выдавать различные крутящие моменты и характеризуются широкими пределами значений рабочего времени.

Такие электроприводы комплектуются управляющими блоками различной сложности и функционала, имеющими защищенную автоматику и электрические контакты.

Помимо защиты электроники приводы и управляющие системы рассчитаны на большой диапазон температурных параметров и выполнены в специальной оболочке, имеющей высокую механическую прочность и стойкость к коррозии.

Различные значения крутящего момента достигаются благодаря использованию отдельных типов приводов, а также специализированных червячных редукторов или их комбинаций. Так, приводы SGExC 05.1 — SGExC 12.

1 рассчитаны на крутящий момент от 90 Нм до 1200 Нм с рабочим временем поворота запорного элемента на угол 90 градусов от 4 до 63 секунд.

Комбинация приводов типа SA…ExC с червячными редукторами GS позволяет реализовать сверхвысокие значения крутящего момента вплоть до 360 000 Нм с рабочим временем от 9 до 780 секунд.

Червячные редукторы данного типа также могут применяться с многооборотными электроприводами SA, результатом чего является фактическое их превращение в неполнооборотные приводы с высоким крутящим моментом.

Это дает возможность применять их в трубопроводах большого диаметра, используемых в коммунальном хозяйстве или продуктопроводах в энергетике.

Многооборотные приводы c отсечным рабочим режимом в зависимости от типа и конфигурации используемого редуктора могут отличаться различным временными диапазонами непрерывного функционирования.

В зависимости от данных особенностей такие электроприводы способны выдавать крутящий момент до 32000 Нм с выходной частотой вращения от 4 до 180 об/мин. К ним относятся модели типов SA 07.1 — SA 48.1, при этом модификации SA 07.1 — SA 16.

1 могут комбинироваться с различными по сложности и функционалу системами управления.

Типы приводов SAR 07.1 — SAR 30.1 предусматривают прерывистый режим работы S4 с закрытием заслонок на 25%.

Специальные версии приводов позволяют обеспечивать закрытие заслонок в режиме S4 на 50%, а в режиме S5 – на 25 %.

Их крутящие моменты отличаются от приводов отсечного режима и находятся в диапазоне от 15 Нм до 4,000 Нм (до 1600 Нм, если момент регулируемый) с частотой вращения вала до 45 об/мин.

Так же, как и неполнооборотные приводы, компанией AUMA выпускаются взрывозащищенные узлы с безопасными системами управления различной сложности. К ним относятся приводы типов SA … ExC 07.1 — SA … ExC 16.1, имеющие основные технические параметры, аналогичные приводам отсечной работы типов SA 07.1 — SA 48.1.

Для удобства применения взрывобезопасные приводы могут комбинироваться с взрывозащищенными коническими редукторами GK или цилиндрическими редукторами GST, которые позволяют изменять угол между входными и выходными валами и направление их вращения, за счет его существенно увеличиваются значения крутящего момента.

Виды приводов трубопроводной арматуры

Для управления трубопроводной арматурой используется несколько видов приводов:

• Электромеханические
• Электромагнитные
• Пневматические
• Гидравлические

Электромеханические приводы чаще всего используется для запорной и регулирующей арматуры. К такой относятся шаровые краны, затворы, задвижки, седельные клапаны.

При подаче тока на привод происходит движение механических частей в приводе, которые в свою очередь вращают или опускают/поднимают механические части запорной арматуры.

В зависимости от того, где такой привод применяется он может быть четверть оборотным (характерно для шаровых кранов и дисковых затворов) или многооборотный (типично для задвижки). Диаметры трубопроводной арматуры могут быть до Ду1200 или даже выше, в зависимости от крутящего момента.

Электромагнитные приводы используются исключительно для запорной арматуры диаметрами до Ду200, а так же в ряде случаев на предохранительно-запорных клапанах до Ду700 (но это скорее исключение).

При подаче тока на электромагнитный привод происходит генерация магнитного поля, которое поднимает или опускает намагниченные механические части запорной арматуры, которые контролируют прохождение рабочей среды по трубопроводу.

На подобном принципе основа работа электромагнитных (или соленоидных) клапанов.

Пневматические приводы характеризуются самым быстрым временем реакции, однако для их работы требуется наличие сжатого воздуха, подведённого к приводу. В качестве примера можно рассмотреть клапаны и краны с пневматическим приводом.

Такие приводы разделяются принципиально на два вида: с возвратной пружиной и без возвратной пружины. При наличии возвратной пружины сжатый воздух необходимо подавать только в один из патрубков привода, при прекращении подачи привод закрывается автоматически.

При отсутствии возвратной пружины переключение между режимами осуществляется путём подачи воздуха в разные патрубки.

Гидравлические приводы — используется на запорной арматуре больших диаметров (до Ду2000) или там где нужен высокий крутящий момент (при большом давлении в трубопроводе).

По действию схож с пневмоприводом, в качестве рабочей среды используется вода или масло под большим давлением.

Не смотря на высокую стоимость гидравлической энергии, такие привода удобны тем, что скорость их работы легко регулируется изменением давления подаваемой жидкости.