Клапаны регулирующие с электроприводом: Особенности регулирующих клапанов с электроприводом

Разное

21.11.2019
Комментарии: 0

Содержание

Особенности регулирующих клапанов с электроприводом

К востребованному типу трубопроводной арматуры относятся регулирующие клапаны, оснащенные электроприводом. Они служат для контроля параметров перемещаемых газов и жидкостей. Устройства для регулировки используются в энергетике, сетях газоснабжения, отопления и вентиляции. Они необходимы для функционирования промышленных трубопроводов, систем по снабжению горячей водой, тепловых пунктов и котельных.

Виды и характеристики электроприводов

В основе работы клапанов с сервоприводом — преобразование электроэнергии в механическое усилие, приводящее к перемещению запорного механизма. Различают следующие варианты приводов для таких устройств:

  • Электропривод. Он представляет собой совокупность электродвигателя, передаточного механизма и управляющей системы. Клапаны малого диаметра комплектуются однофазными силовыми элементами постоянного и переменного тока, а трехфазными асинхронными оснащается регулирующая арматура большей мощности. Электрический привод клапана позволяет управлять параметрами перемещаемой среды на расстоянии, используя дистанционное устройство.
  • Электромагнитный привод. Применяется для клапанов, которые комплектуются одним из приводов — соленоидным или с электромагнитной муфтой. Соленоидные электроприводы используются для управления системами двухпозиционной регулировки, представленными запорной арматурой. В устройствах с автоматическим контролем функции исполнительных элементов служат электромагнитные муфты трения или скольжения. Электромагнитный привод бывает блочным или встроенным, и оперативно реагирует на подаваемые сигналы.

Многообразие вариантов комплектации электроприводов позволяет выпускать устройства для применения в разных сферах. Их популярность обусловлена эксплуатационными свойствами и техническими характеристиками исполнительных механизмов.

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.

Функционирование электроприводных клапанов

Схема регулирующего клапана с электроприводом

Принцип действия клапанов, оснащенных электроприводом, можно рассмотреть на примере двухходового вентиля для газовых магистралей с фланцевым механизмом крепления. Для него характерны следующие режимы функционирования:

  • Полное перекрывание.
  • Номинальный расход перемещаемой среды. В этом случае на фланцевый клапан поступает питание, благодаря чему рабочий элемент приходит в движение. Его положение обеспечивает подачу газа в нужном объеме.
  • Промежуточный. Он предусматривает ограничение перемещаемой среды на 10-50 % от номинального потребления. Переход на промежуточный режим происходит после подачи напряжения на катушку электромагнитной фланцевой задвижки и активизации вала регулирующего механизма.

При отсутствии дополнительных настроек клапан принимает номинальный расходуемый объем перемещаемых веществ за стандартный режим.

Классификация устройств по разным признакам

Одним из критериев классификации клапанов для регулировки транспортируемой среды является метод фиксации с трубами. Он представлен двумя вариантами крепежа — с помощью сварки или фланцев.

Сварное соединение применяется при строгих требованиях к герметичности и надежности узлов, которые возникают при транспортировке агрессивных веществ. Оно отличается небольшим весом и компактными размерами, но может использоваться только при монтаже сооружений из стали.

Фланцевые клапаны укомплектованы специальными плоскими пластинами имеющими форму кольца, прямоугольника или квадрата с отверстиями под крепежные элементы. Герметичность фланцевых соединений обеспечивается за счет уплотнительной поверхности, а прочность фиксации достигается благодаря использованию шайб и гаек. Материал изготовления и конструкция фланцев зависят от параметров транспортируемой среды, условий эксплуатации запорно-регулирующей арматуры и других факторов. К преимуществам таких соединений относятся простота установки и возможность многократного монтажа и снятия клапанов, если необходимо провести ремонт или профилактический осмотр.

Важная информация: габариты уплотнительных поверхностей фланцев и присоединительные размеры при номинальном давлении до 200 PN определяется по ГОСТу 12815-80, а свыше 200 PN — согласно ГОСТ 9399-81 или в соответствии с конструкторской документацией на конкретную модель.

В зависимости от типа запорного механизма устройства, используемые для управления потоками перемещаемых жидкостей и газа, бывают:

  • Золотниковые. В качестве рабочего элемента служит золотник, поворот которого на определенный угол регулирует объем транспортируемой среды. Поскольку жидкости не оказывают существенного сопротивления рабочему элементу, то изменение его положения не требует значительных усилий. Использовать клапаны такого типа в магистралях с высоким давлением нельзя из-за недостаточной герметичности узлов.
  • Седельные. Изменение параметров перемещаемой среды обеспечивается за счет плунжера, который уменьшает проходное сечение фланцевых клапанов. Они могут быть односедельными для магистралей небольшого диаметра и двухседельными, предназначенными для установки на крупных трубопроводах.
  • Мембранные. Функции рабочего элемента в мембранных клапанах выполняет эластичная мембрана, для изготовления которой используют резину или фторопласт. Мембранные устройства для регулировки отличаются устойчивостью к воздействию агрессивных веществ и коррозии и могут быть укомплектованы разными приводами.

Важная информация: согласно положениям ГОСТ 12893-2005 перемещение плунжера после сборки клапана должно происходить плавно, без заеданий и рывков. Уплотнительные поверхности рабочего элемента следует проверять на отсутствие вмятин и других дефектов, которые можно обнаружить при визуальном контроле.

Варианты исполнения клапанов с электроприводами

В зависимости от сферы применения фланцевые клапаны с электроприводом представлены следующими модификациями:

  • Воздушным клапаном. Он применяется в системах проточной и вытяжной вентиляции и служит для контроля количеством подаваемого воздуха. Кроме того, воздушный регулирующий вентиль позволяет избежать попадания дыма в вентиляцию при возникновении пожара: достаточно перекрыть клапан, и распространение продуктов горения прекратится. Он устанавливается в труднодоступных местах, поэтому комплектуется приводом, который потребляет электричество в качестве источника питания. Такая модель позволяет регулировать параметры системы на расстоянии с помощью автоматики.
  • Газовым регулирующим фланцевым клапаном. Устройство предназначено для полного перекрывания газопроводов с разным проходным сечением. На магистралях также используют газовые двухходовые и трехходовые клапаны с пневмоприводом.
  • Огнезадерживающим фланцевым клапаном с электроприводом.     Служит для предотвращения распространения пожара и устанавливается в перекрытиях между стенами или в вентиляционных каналах.
  • Двухходовыми и 3-х ходовыми устройствами. Они востребованы в сетях централизованного и автономного отопления, в водоснабжении, на тепловых пунктах и в системах вентиляции. Двухходовые устройства применяются для ограничения расхода перемещаемой жидкости и обеспечивают смешение в нужной пропорции. В отличие от двухходовых моделей клапаны с тремя патрубками используются для разделения или смешения потоков перемещаемой жидкости.
Двухходовой регулирующий клапан с электроприводомТрехходовой регулирующий клапан с электроприводом

Мембранные клапаны с приводами, устойчивые к агрессивным и летучим жидкостям, востребованы на предприятиях химической промышленности. В быту используют обратные мембранные клапаны, обеспечивающих защиту сетей отопления от гидравлических ударов.

3361. Клапан регулирующий с электроприводом (DN 3…50) | «Вентар»

Инновационный регулирующий клапан Bürkert, модель 3361 – это оптимальное решение для задач по регулированию в сложных условиях эксплуатации. Электропривод прямоходного седельного клапана с шариковой винтовой передачей с особой точностью позиционирует регулирующий конус. При этом скорость позиционирования регулирующего клапана исключительно высока и составляет 6 мм/с, т.е. реакция на сигналы процессов происходит практически без задержки, кроме того, скорость можно регулировать в зависимости от потребностей заказчика. Перепады или колебания давления в среде не влияют на положение клапана. Любой корпус клапана, оптимизированный под проток, может быть оснащен седлами различного размера (до 5 шт. на каждый корпус) для точной адаптации под требования клиента. В случае необходимости, при отключении подачи энергии приведение в безопасное положение (нормальное положение) может осуществляться с помощью дополнительного энергоаккумулятора. Электропривод и регулирующий клапан представляют собой идеально согласованную конструкцию с прочной поверхностью. Это позволяет соблюсти гигиенические требования в отношении быстрой мойки и удаления всех остатков. Суровые условия окружающей среды не представляют проблем для модели 3361, т.к. он обладает классом защиты IP65/IP67, а также высокой нечувствительностью к вибрациям. Благодаря надежному саморегулируемому уплотнению штока со сменными V-образными уплотнениями обеспечивается максимальный срок службы и максимальная герметичность. Модель 3361, подходящий для использования с полевыми шинами, предлагает пользователю множество вспомогательных функций для контроля процессов, диагностики клапанов и профилактического техобслуживания, что является решающим преимуществом современной автоматизации процессов.

  • Высокоточное и динамичное регулирование
  • Несколько значений коэффициента пропускной способности (Kvs) для одного корпуса клапана, благодаря наборам со сменными седлами разного размера
  • Конструкция, устойчивая к влиянию погодных условий, перепадам и колебаниям
  • Простота в обслуживании благодаря поверхности, выполненной с учетом гигиенических требований
  • Различные возможности диагностики благодаря сбору эксплуатационных показателей и данных о клапане

Клапаны запорно регулирующие с электроприводом (двухходовые, трехходовые) Danfoss

Клапан запорно-регулирующий с электроприводом

В качестве двухпозиционных регулирующих клапанов с электроприводом для систем тепло- и водоснабжения применяются:

Двухпозиционные регулирующие клапаны AMZ112 и AMZ113 с электроприводом.

В системах теплообеспечения, отопления, ГВС, солнечного теплоснабжения и управления котлами никак не обойтись без запорно регулирующего клапана. Клапан регулирующий с электроприводом особо ценится в таких случаях. Он может управляться как импульсно, так и вручную. Это своего рода шаровой кран, оборудованный электроприводом. Материалом для изготовления клапана регулирующего с электроприводом служит никелированная латунь. Данные клапана работают при условном давлении 16 бар, допустимый перепад давления при этом составляет 5 бар. Они питаются от сети под напряжением 220в и потребляют мощность 24в.

Клапан запорно-регулирующий с электроприводом может работать в таких средах, как вода или 30%-ном растворе гликоли. Он выдерживает температуру рабочей среды в интервале от +2 до +130ºС, при этом температура окружающей среды может составлять от 0 до +50 ºС.

Разновидности регулирующих клапанов с электроприводом:

  • Двухходовой запорно регулирующий клапан;
  • Трёхходовой клапан.

Они отличаются друг от друга, помимо количества позиций, по двум параметрам:

  • Условные проходы
  • Пропускная способность

Клапан регулирующий двухходовой с электроприводом может иметь условные проходы от 15 до 50. За это он имеет дополнительное название «проходной клапан». Его пропускная способность составляет от 17 до 290 м3/час.

Клапан регулирующий трехходовой с электроприводом может иметь условные проходы от 15 до 25. Его пропускная способность составляет от 3,8 до 11,6 м3/час.

Выбирая клапан регулирующий поворотный с электроприводом, необходимо учитывать габариты трубопровода, рабочий интервал температур и номинальное давление в системе. Это позволит вам подобрать регулирующий клапан грамотно и с поправкой на вашу систему, а значит, его срок эксплуатации будет долговечен.

Приобрести регулирующие клапана с электроприводом можно, заказав их у нас на сайте. Мы реализуем двухходовые и трёхходовые регулирующие клапаны. Продаваемые у нас клапаны удобно монтируются в любую систему и надёжно управляют её работой. Мы предоставляем комфортный сервис и качественную продукцию по адекватным ценам.

Купив у нас запорно-регулирующий клапан с электроприводом, вы сможете не волноваться за работу своей системы. Наши консультанты приложат все усилия, чтобы вы смогли подобрать наиболее уместную для вашей системы модель.

Регулирующая арматура для отопления, трубопровода и котлов купит в Санкт-Петербурге

Регулирующая арматура непрямого действия – это вид трубопроводной арматуры, которая обеспечивает регулирование потока рабочей среды от внешнего сигнала в отличии от клапанов прямого действия, где управление происходит самой средой. На сегодняшний день самый распространённый вариант – это регулирующий клапан с электроприводом. Регулирующий клапан с пневмоприводом менее развит, однако ничуть не хуже выполняет возложенные на него задачи. При этом клапан регулирующий фланцевый – самый распространённый вариант для любого вида регулирующей арматуры непрямого действия.

Давайте рассмотрим все плюсы и минусы, а также сходства и различия двух различный вариантов управления:

 

  1. Независимо от того, что это регулирующий клапан с пневмоприводом или регулирующий клапан с электроприводом, он состоит из двух основных элементов – самого клапана и исполнительного механизма. Он может быть из любых материалов и типа присоединения, но больше всего распространён клапан регулирующий фланцевый. Резьбовой вариант больше применяется в системах кондиционирования, а присоединение под приварку – в тяжелой энергетике.
  2. С электроприводом наиболее востребован в системах отопления или в котельных – он прост в монтаже и подключении, нет никаких специфических требований в области степени защиты привода, а на объекте всегда есть питание как 220, так и 380В.
  3. Клапаны регулирующие с электроприводом в стандартном исполнении, когда управление идет по питанию – то есть трехпозиционное управление – наиболее дешевый вариант – пневмопривода работают от позиционера установленого на сам клапан или от контроллера, вынесенного на отдельную плиту.
  4. С пневмоприводом устанавливается на объекты, где управление осуществляется воздухом – это промышленные предприятия или пищевые производства. На таких объектах использование воздуха более оправдано, а из кабелей питания достаточно протягивать только слаботочные сети от датчиков к позиционерам.
  5. С пневмоприводом используется на взрывоопасных объектах – в данных случаях либо взрывозащита вообще не требуется, либо требуется только для позиционера. Так же они используются вне помещений, так как электропривода на минусовые температуры так же требуют специальные смазки и обогрев.
  6. С пневмоприводом по своей скорости срабатывания значительно быстрее чем  с электроприводом, более оперативно реагирует на изменение параметров, а также обладает более точным позиционированием. Кроме того, позиционеры могут быть в комплектации с HART  протоколом, который применяется на промышленных предприятиях.
  7. Регулирующие клапаны с электроприводом для обеспечения безопасности, например для возврата в начальное положение, должен иметь либо возвратную пружину, либо блок суперконденсаторов и систему управления к нему, что значительно поднимает стоимость комплекта. Регулирующий клапан с пневмоприводом изначально выпускается либо в нормально закрытом, либо в нормально открытом исполнении. Исполнения с двусторонним пневмоприводом возможны, но очень редки.
  8. В ряде случаев Требуется дублирование ручным управлением. Большинство электроприводов обаладют такой функцией изначально. С пневмоприводом комплектуется ручным дублёром по требованию клиента. 
  9. Ручное управление для регулирующих клапанов так же возможно, но такие случаи востребованы только при  крайне редко меняющихся настройках системы или там, где стандартные балансировочные просто не выдерживают  рабочих сред. Например такой вариант более востребован на паровых гребенках – где требвется распределить потоки  сред без каких либо требований к регулированиюпо давлению или температуре.

Конструкция

Регулирующий клапан непрямого действия состоит из двух основных элементов:

  1. Корпус. Он может быть как двухходовым, так и трехходовым. Кроме того, возможно исполнение в виде сегментного клапана или с поворотной тарелкой. Такое исполнение, а также вариант шиберного может быть еще в межфланцевом исполнении. Вне зависимости от типа присоединения к трубопроводу, изготавливается в корпусах из любых материалов, а том числе футерованным эластомерами – от чугуна до нержавеющих сталей. Следующим важным элементом в конструкции выступает плунжер и седло – в зависимости от сред и перепадов на клапане существует большое количество вариантов как по форме, так и по материалам. И последним элементом выступает сальниковый блок. Он так же по конструкции очень отличается и зависит от рабочих сред и применения. Так как это промышленное применение – то только Фланцевый регулирующий, либо межфланцевый или под приварку могут комплектоваться столь различными вариантами рабочих элементов или сальниковых блоков.
  2. Привод. Как Вы уже поняли – это либо электропривод, либо пневмопривод. Более подробно про каждый вариант управления написано в разделах к каждому типу сервопривода.

 

Как подбирается?

Подбор осуществляется в два этапа – либо регулирующий клапан с электроприводом, либо регулирующий клапан с пневмоприводом.

  1. На первом этапе подбирается клапан. Производится расчет его пропускной способности, и учитывая рабочую среды, тип присоединения и остальные параметры выбирается наиболее оптимальный по своим параметрам. Подробнее о правилах подбора Вы можете ознакомится в разделе Академия.
  2. На втором этапе подбирается привод. – выбирается тип привода и его управление. Учитываются все нюансы по установке и защите. После этого, учитывая необходимое усилие, подбирается нужна модель привода из имеющегося типоряда.

Вы всегда можете воспользоваться услугами сотрудников компании Академия Тепла для подбора регулирующей арматуры. Для этого Вам необходимо сказать и заполнить опросный лист, а затем отправить его в офис нашей компании. Мы сделаем Вам предложение на наиболее оптимальное по цене и качеству оборудование.

Danfoss Клапаны регулирующие седельные и электроприводы

Клапаны регулирующие седельные — это сантехническая арматура, применяемая для регулировки давления в различных трубопроводных системах. Эти устройства используются для регулировки потока воды в водопроводах горячего и холодного водоснабжения, паропроводах, воздухо- и газопроводах и других транспортных систем подачи жидкостей и газов. Изделия этого типа нашли широкое применение в теплоэнергетике, пищевой и легкой промышленности в других технических сферах.

Устройство и разновидности

Устройство регулирующего седельного клапана достаточно простое. Каждый из них имеет внутри подвижный элемент, именуемый плунжером, он изменяет сечение прохода, смещаясь вдоль потока воды или другой среды. Плунжеры бывают игольчатыми, тарельчатыми, а также стержневыми. Устройства такого типа производятся различными компаниями, существует множество разновидностей, типов и конструкций. Прежде всего, они отличаются способом регулировки – оснащенные электрическим приводом, самые современные, и на ручном управлении.

По количеству регулирующих запоров, изделия делят на односедельные и двухседельные. В двухседельных запоры, 2 штуки, расположены на одной оси и работают параллельно. В разнообразных системах теплоснабжения используют двухходовые проходные, угловые и трехходовые седельные клапаны. Первый вариант вставляется в прямой отрезок трубопровода, он не изменяет направление течения. Угловые поворачивают поток на 90°. Трехходовые имеют 3 патрубка — их применяются для смешивания транспортируемых сред. По способу соединения с трубой, регулирующие клапаны, так же как и запорные, бывают фланцевые, резьбовые муфтовые, и врезные.

Электроприводы регулирующих клапанов

Электропривод клапана регулирующего седельного — ключевой элемент устройства. Как и в поворотном клапане, электропривод создает за счет работы электродвигателя усилие, но передает его не на вращение, а на поршень, создавая поступательное движение, изменяя тем самым сечение прохода. Кавитация, процесс образования пузырьков жидкости, который сопровождается гидравлическими ударами, нейтрализуется за счет специальных отверстий в седле. Используя уплотнение плунжера, электрический привод может создавать значительное усилие и качественную регулировку потока, несмотря на весьма высокие образующиеся давления.

Электроприводы от компании DANFOSS

В качестве примера разновидностей электроприводов рассмотрим варианты этих устройств к клапанам от компании DANFOSS. Эта датская фирма один из европейских лидеров по производству различной сантехнической арматуры. Седельный регулирующий клапан DANFOSS заслужил хорошую репутацию среди российских потребителей. Электроприводы к изделиям датского производителя бывают различных типов, они подразделяются по принципу действия, конструкции, наличию ДУ, быстродействию и другим параметрам.

По принципу действия различают редукторные приводы, термоэлектрические и электрогидравлические. Первый тип привода самый распространенный и движение запора осуществляется за счет редуктора. Термоэлектрический привод срабатывает за счет расширения вследствие нагрева электрической спиралью рабочего вещества в сильфоне. Такие приводы применяются в вентиляционных установках. Электрогидравлические приводы работают за счет давления в рабочей жидкости, создаваемого насосом.

Величина хода штока привода DANFOSS меняется от 2 мм до 50, а усилие, которое создают некоторые приводы этой фирмы, достигает 5000 ньютон! Напряжение питания электроприводов 220 или 24 вольта. Управляющие сигналы устройства бывают двухпозиционные, трехпозиционные и аналоговые. В некоторых моделях предусмотрена защитная функция в виде возвратной пружины, которая перекрывает или наоборот открывает поток при отключении в здании электричества. Быстродействие электроприводов также достаточно сильно разнится — есть приводы, в которых шток перемещается за 3-4 секунды (быстрые), а есть такие, где скорость перемещения составляет 1 миллиметр за 8-15 секунд (медленные).

Стоимость седельного регулирующего клапана

Наша компания предлагает приобрести различные модели запорной и регулирующей трубной арматуры. В каталоге представлены описания продукции от различных производителей, включая устройства от DANFOSS. Их седельный регулирующий клапан цена которого в нашем интернет магазине одна из самых доступных на рынке, пользуется большим спросом.

Если вы хотите приобрести арматуру для любых трубопроводов, но у вас есть дополнительные вопросы — просто позвоните к нам! Наши сотрудники окажут всю необходимую поддержку, предоставят документацию и помогут подобрать самые лучшие устройства, наиболее полно удовлетворяющие вашим требованиям. У нас огромный выбор седельных регулирующих клапанов!

Клапан регулирующий с электроприводом КР-1 armtorg.ru

Клапан регулирующий с электроприводом КР-1
Клапаны регулирующие электрическим приводом КР-1 предназначены для регулирования расхода жидких, паро- и газообразных сред, неагрессивных к материалам клапана. Типовое применение: регулирование расхода теплоносителя в системах отопления и горячего водоснабжения зданий, регулирование подачи пара в системах пастеризации пищевых производств и т. д.

Клапаны выпускаются в двух исполнениях

С сильфонной герметизацией сальникового узла и электроприводами Sauter AVM;
С самоуплотняющимися фторопластовыми кольцами и электроприводами МЭПК-1600.

Клапаны регулирующие с электроприводами Sauter AVM

Абсолютная герметичность сальникового узла;
Разгруженный по давлению клеточный клапан;
Конструкция клапана предотвращает его перекос относительно седла;
Применяемые материалы исключают возможность прикипания клапана к седлу;
Компактные электроприводы Sauter AVM с низким энергопотреблением;
Настройка скорости перемещения клапана.

Главная особенность клапана КР-1 с электроприводами Sauter AVM – применение вместо
традиционного сальникового уплотнения разделительного сильфона, который полностью
предотвращает возможность утечки среды через сальниковый узел и как следствие
образование накипи и прикипания штока. При этом конструкция клапана предотвращает
возможность выхода из строя сильфона в результате гидроудара.
Приводы в базовой комплектации имеют синхронный электродвигатель с электронной
системой управления и отключения, электромагнитную муфту и необслуживаемую
трансмиссию, электронное распознавание конечных точек и отключение мотора
временным реле, дублирующий ручной привод. Приводы серии AVM124 дополнитель-
но имеют возможность ручной установки скорости перемещения клапана и выбор
характеристики регулирования (линейная/равнопроцентная).

Клапаны регулирующие с электроприводами МЭПК-1600

Разгруженный по давлению клеточный клапан;
Конструкция клапана предотвращает его перекос относительно седла;
Применяемые материалы исключают возможность прикипания клапана к седлу;
Сальниковое уплотнение из фторопластовых самоуплотняющихся колец.

Технические характеристики КР-1

Диаметр условного прохода Dn, мм

25

32

40

50

80

100

125

150

Условная пропускная способность Kn, м³/ч

6,3

10

16

25

63

100

160

250

Условное давления Pn, МПа

1,6

Относительный нерегулируемый расход в % от Kn

0,4

Температура рабочей среды, ºС

от 0 до +225

Герметизация сальникового узла

Сильфон

Фторопластовые кольца

Тип привода

Sauter AVM115, AVM124

МЭПК-1600


Тип привода

Номинальное усилие, Н

Ход, мм

Время движения, с

Питание, В

Потребляемая мощность, Вт

Температура окружающего воздуха

Sauter AVM115 F120

500

8

120

230

2

-10…55

Sauter AVM124 F130

800

8

30/60/120

230

3,4

5…60

МЭПК-1600

1600

40

63

230

43

5…60


 

Dn, мм

Hmax, мм

Bmax, мм

L, мм

Масса, кг                                           (материал корпусных деталей)

Тип привода

Сч20

20Л

12Х18Н9ТЛ

Рис. 1

25

405

230

160

8,8

9,5

9,6

Sauter AVM124 F130

32

425

240

180

11,2

12

12,1

40

445

250

200

14,2

15,1

15,2

50

475

265

230

19,1

20,5

20,7

80

555

305

310

34,2

36,5

36,7

Рис. 2

25

312

205

160

7,4

8,1

8,2

Sauter AVM115 F120

32

345

215

180

9,8

10,6

10,7

40

352

225

200

12,8

13,7

13,8

50

382

240

230

17,7

19,1

19,3

80

462

280

310

32,7

35

35,2

Рис. 3

100

600

 

350

39,2

  

МЭПК-1600/125-40-99

125

635

 

400

52,2

  

150

710

 

480

79,2

  

виды, принцип работы, применение и правила монтажа

Здравствуйте, уважаемый читатель! В промышленных трубопроводах, по которым беспрерывно продвигается огромный поток жидкостей, необходимо регулировать это движение, уменьшая или увеличивая скорость потока, давление в трубах. В таких случаях незаменимую роль играет клапан запорно регулирующий с электроприводом. В нашей статье рассмотрим его виды и характеристики, способы подключения, правила использования, познакомимся с советами специалистов по установке и эксплуатации агрегата.

Что это такое и для чего он нужен

Запорный кран с различными типами приводов представляет собой устройство, с помощью которого можно полностью или частично перекрывать движущийся поток жидкости в трубопроводе.

Особенность конструкции с электроприводом заключается в том, что позволяет производить эти действия дистанционно, практически в любой точке магистрали.

Назначение и сферы применения

Регулирующие клапаны позволяют автоматически управлять на расстоянии процессом регулирования расхода жидкости, силы давления в трубопроводах.

Применяются в крупных магистральных, технологических и коммунально-сетевых каналах, по которым транспортируется среда.

Электроприводные устройства могут быть как запорными, с функцией только полного перекрытия трубы, так и с функцией регулирования силы потока путем полного или частичного его приостановления.

Управление и технические характеристики

Управление клапаном осуществляется за счёт линейного перемещения штока с плунжером. Пуск устройства осуществляется нажатием пусковой кнопки на пульте. Под действием электротока привод передает усилие на плунжер. Тот, перемещаясь вверх-вниз, меняет площадь сечения пропускного отверстия.

Основными техническими характеристиками запорно регулирующей арматуры являются:

  1. значение номинального давления в системе, которое способно выдержать устройство;
  2. размер диаметра условного прохода в мм;
  3. условная пропускная способность в м3/ч;
  4. пределы температурных значений, при которых агрегат функционирует нормально;
  5. напряжение в сети, предназначенное для электропривода.

Тип подключения

По типу подключения запорно-регулирующие устройства подразделяют на

  • фланцевые,
  • штуцерные,
  • муфтовые,
  • цапковые,
  • сварные.

Первый вариант наиболее предпочтительный. Как правило, клапаны подобного типа уже укомплектованы фланцами. Их используют в сетях с высоким давлением. Через фланец агрегат можно прикрепить к любым, подходящим по размеру условного прохода трубам. Также не зависит, какого типа устройство будет подключаться.

Сварной метод соединения не рекомендуется использовать, когда предстоит установить обратный механизм, съемные модели и задвижки. Применяют его только для стальных агрегатов.

Устройство

Простейший регулирующий клапан состоит из корпуса с фланцами, в котором расположены седло, шток с плунжером на конце и уплотняющий узел, отвечающий за герметизацию всей запорной арматуры.

Когда плунжер закрывает только часть проходного отверстия, расход воды в системе уменьшается. Плотно опущенный в седло плунжер перекрывает поток, давление в трубе после арматуры падает до нуля.

Если в бытовых трубопроводах применяются шаровые краны, то в магистралях промышленного назначения и коммунальных сетях предпочтения отдаются золотникам и задвижкам с электродвигателем.

Принцип работы

Принцип действия клапана с электроприводом во много схож с работой обычного вентиля. Отличают их способ управления и функциональность.

По принципу действия выделяют перекрывающие, смешивающие или разделяющие магистральный поток устройства.

К перекрывающим агрегатам относят двухходовые седельные затворы, широко применяемые в коммунальных тепловых сетях.

Для смешения и разделения потока используют трёхходовые варианты, имеющие три патрубка для подсоединения к магистрали.

Виды и отличия конструкций

Клапаны по устройству привода разделяют на управляемые:

  • вручную;
  • электроприводами;
  • пневмоприводами;
  • электромагнитным способом.

По запорному механизму конструкции подразделяют на:

  • запорные, рассчитанные только на перекрытие среды;
  • мембранные, с резиновой мембраной в корпусе, приспособленные для работы в газовых сетях;
  • обратный, закрывающийся при перемене направления потока;
  • золотниковый, регулирующий интенсивность потока за счет перемещения подвижного золотника;
  • седельный, с линейным перемещением штока с плунжером, закрывающего или открывающего с помощью седелок путь для потока.

Преимущества и недостатки

Достоинства пневматического привода заключаются в его демократичной цене, устройства с такими управлением дешевле электрических аналогов.

Клапаны с электромагнитным приводом значительно облегчают процесс дистанционного управления средой на длительном отрезке магистрали, позволяют внедрять электронную систему управления.

Устройство само сможет снимать точные показатели состояния того же теплоносителя в трубопроводах, передавать оператору сведения об уровне давления, количестве жидкости в потоке и даже переустанавливать позиции запорных деталей конструкции.

Однако цена и сложность аппаратов будет возрастать.

Советы по выбору

Оптимальный выбор устройства должен обеспечить высокую точность в регулировании. Необходимо учесть множество факторов, чтобы принять правильное решение по приобретению агрегата.

Важно обратиться к опытному и зарекомендовавшему себя на рынке поставщику, обладающему заслуженной репутацией.

При подборе арматуры обращайте внимание на:

  • маркировку изделия, где указаны пропускная способность и номинальное давление для прибора;
  • условия технического обслуживания устройства, можно ли провести его ремонт без снятия с линии;
  • возможно ли изменять пропускную способность прибора;
  • наличие конструктивных элементов в устройстве, снижающих величину шума.

Правила монтажа и эксплуатации прибора

Перед установкой аппарата проверяют крепежи, внутреннюю часть клапана и труб магистрали на предмет выявления и удаления посторонних частиц. Если возникла необходимость, прибор промывают и делают его продувку.

После установки проверяют аппарат на работоспособность.

В ходе эксплуатации необходимо периодически, не реже двух раз в год, осматривать прибор и проводить регламентные работы.

Проверяют общее состояние устройства и его крепежа.

Все работы с электроклапаном необходимо вести, руководствуясь прилагаемой к нему инструкцией.

Необходимые инструменты и материалы

Понадобится следующий набор инструментов:

шуруповерт с соответствующими насадками;

  • отвертка;
  • плоскогубцы;
  • шланг для промывки.

Материалы:

  • набор болтов;
  • медные трубки для проводов;
  • электропровод.

Схема подключения

Классическая схема монтажа двухходового регулирующего клапана

Ход работ

Устанавливая фланцы, следят за тем, чтобы не было перекосов. Нельзя применять излишнюю силу при устранении перекоса, иначе можно деформировать фланцы корпуса прибора.

При монтаже строго следят за тем, чтобы стрелка на корпусе совпадала с направлением движения потока.

После установки прибор открывают, тщательно промывают и продувают.

Проверяют герметизацию соединений и уплотнительного узла штока.

Проверку работоспособности устройства производят подключением к электросети. Клапан должен пятикратно сработать на полный ход без подачи среды. Все детали должны перемещаться легко и без рывков.

Частые ошибки и проблемы при установке

Приобретение изделия с завышенным условным проходом (ДУ). Пропускная способность выше нормируемой повлияет отрицательно на точность регулирования.

При выборе клапана с заниженным условным проходом он будет не в состоянии дать нужный расход пара при выставленных показателях давления. Это приведет к тому, что давление и температура среды в трубе после запорного устройства станут ниже значений, которые необходимы для нормального функционирования тепловой сети.

Несоблюдение технологии при монтаже арматуры.

Указанные ошибки способны вызвать нестабильность в работе системы регулирования и привести к неисправности клапана и электропривода.

Советы специалистов

В паропроводах перед регулирующей арматурой обязательно устанавливается конденсатоотводчик, обеспечивающий своевременный вывод конденсата.

В период монтажа нельзя вести сварку на трубопроводе с установленным клапаном, чтобы не повредить уплотнения.

От нежелательных последствий гидроударов трубопровод может защитить система обратных поворотных затворов, в которых запорным элементом является стальной диск. Они устанавливаются посредством фланцевых соединений через определенные промежутки, что позволяет эффективно противостоять гидроударам.

Видео

На данном видео наглядно продемонстрированы устройство и принцип работы запорно-регулирующего затвора.

Заключение

Надеемся, что статья для вас оказалась познавательной и полезной. Желаем вам удачи в ремонтных работах, подписывайтесь на наши статьи и делитесь своим опытом в социальных сетях.

Приводы и позиционеры регулирующих клапанов

Приводы

В блоке 5, «Теория управления», была использована аналогия для описания простого управления процессом:

• Мышца руки и кисть (привод) повернули клапан (управляемое устройство).

Рассмотрена одна форма регулирующего устройства, регулирующий клапан. Привод – следующая логическая область интереса.

Работа регулирующего клапана заключается в установке его подвижной части (плунжера, шара или лопасти) относительно неподвижного седла клапана.Привод клапана предназначен для точного позиционирования плунжера клапана в положении, определяемом управляющим сигналом.

Привод принимает сигнал от системы управления и, в ответ, перемещает клапан в полностью открытое или полностью закрытое положение, или в более открытое, или в более закрытое положение (в зависимости от того, «включен / выключен» или используется непрерывное управляющее воздействие).

Есть несколько способов обеспечить это срабатывание. Этот модуль будет сосредоточен на двух основных:

Другие важные приводы включают гидравлические приводы и приводы прямого действия.Они обсуждаются в Блоке 7 «Управляющее оборудование: самодействующие элементы управления».

Пневматические приводы – управление и опции

Пневматические приводы обычно используются для приведения в действие регулирующих клапанов и доступны в двух основных формах; поршневые приводы (рисунок 6.6.1) и диафрагменные приводы (рисунок 6.6.2)

Поршневые приводы

Поршневые приводы

обычно используются там, где ход диафрагменного привода слишком мал или усилие слишком мало.Сжатый воздух подается к твердому поршню, находящемуся внутри твердого цилиндра. Поршневые приводы могут быть одностороннего или двустороннего действия, могут выдерживать более высокие входные давления и могут иметь цилиндры меньшего объема, которые могут действовать с высокой скоростью.

Мембранные приводы

В мембранных приводах сжатый воздух подается на гибкую мембрану, называемую диафрагмой. На рисунке 6.6.2 показана подвижная диафрагма, эффективная площадь которой практически постоянна на протяжении всего хода привода.Эти типы приводов одностороннего действия, в том смысле, что воздух подается только на одну сторону диафрагмы, и они могут быть как прямого действия (пружина втягивает), так и обратного действия (пружина выдвигает).

Обратное действие (пружина выдвигает)

Рабочее усилие определяется давлением сжатого воздуха, приложенного к гибкой диафрагме. Привод сконструирован так, что сила, возникающая в результате давления воздуха, умноженная на площадь диафрагмы, преодолевает силу, прилагаемую (в противоположном направлении) пружиной (пружинами).

Диафрагма (рисунок 6.6.2) толкается вверх, вытягивая шпиндель вверх, и если шпиндель подсоединен к клапану прямого действия, заглушка открывается. Привод сконструирован таким образом, что при определенном изменении давления воздуха шпиндель будет перемещаться достаточно, чтобы переместить клапан на весь его ход от полностью закрытого до полностью открытого.

По мере уменьшения давления воздуха пружина (и) перемещает шпиндель в противоположном направлении. Диапазон давления воздуха равен заявленному номиналу пружины привода, например 0.2 – 1 бар.

При работе с большим клапаном и / или более высоким перепадом давления требуется большее усилие для достижения полного движения клапана.

Для создания большего усилия требуется большая площадь диафрагмы или больший диапазон пружины. Вот почему производители средств управления предлагают ряд пневматических приводов, подходящих к ряду клапанов, включая увеличивающуюся площадь диафрагмы и выбор диапазонов пружин для создания различных сил.

На схемах на рисунке 6.6.3 показаны компоненты базового пневматического привода и направление движения шпинделя при увеличении давления воздуха.

Привод прямого действия (возвратная пружина)

Привод прямого действия спроектирован с пружиной под диафрагмой, при этом воздух подается в пространство над диафрагмой. В результате с увеличением давления воздуха шпиндель перемещается в направлении, противоположном направлению привода обратного действия.

Влияние этого движения на открытие клапана зависит от конструкции и типа используемого клапана и показано на рисунке 6.6.3.

Однако есть альтернатива, показанная на Рисунке 6.6.4. Пневматический привод прямого действия соединен с регулирующим клапаном с заглушкой обратного действия (иногда называемой «подвесной заглушкой»).

Выбор между пневматическим управлением прямого и обратного действия зависит от того, в какое положение клапан должен вернуться в случае отказа подачи сжатого воздуха. Клапан должен быть закрыт или полностью открыт? Этот выбор зависит от характера приложения и требований безопасности. Имеет смысл закрывать паровые клапаны при отказе подачи воздуха, а клапаны охлаждения открываться при отказе подачи воздуха.Необходимо учитывать сочетание типа привода и клапана.

На рисунках 6.6.5 и 6.6.6 показан чистый эффект различных комбинаций.

Влияние перепада давления на подъем клапана

Воздух, подаваемый в камеру диафрагмы, является управляющим сигналом от пневматического регулятора. Наиболее широко используемое сигнальное давление воздуха составляет от 0,2 до 1 бара. Рассмотрим привод обратного действия (растягивающаяся пружина) со стандартной пружиной (пружинами) от 0,2 до 1,0 бар, установленный на клапан прямого действия (Рисунок 6.6.7).

Когда клапан и привод в сборе откалиброван (или «установлен на стенде»), он регулируется так, что давление воздуха в 0,2 бара только начинает преодолевать сопротивление пружин и перемещать плунжер клапана от его гнезда.

По мере увеличения давления воздуха плунжер клапана постепенно перемещается все дальше от своего седла, пока, наконец, при давлении воздуха 1 бар клапан не откроется на 100%. Графически это показано на рисунке 6.6.7.

Теперь рассмотрим эту сборку, установленную в трубопроводе в системе понижения давления, с 10 бар изб. На входе и регулированием давления на выходе до 4 бар изб.

Перепад давления на клапане составляет 10–4 = 6 бар. Это давление действует на нижнюю часть плунжера клапана, создавая силу, стремящуюся открыть клапан. Эта сила добавляется к силе, создаваемой давлением воздуха в приводе.

Следовательно, если в привод подается воздух под давлением 0,6 бар (на полпути между 0,2 и 1 бар), например, вместо того, чтобы клапан занимал ожидаемое положение открытия на 50%, фактическое открытие будет больше из-за дополнительных сила, обеспечиваемая перепадом давления.

Кроме того, эта дополнительная сила означает, что клапан не закрывается при давлении 0,2 бар. Чтобы закрыть клапан в этом примере, управляющий сигнал должен быть уменьшен примерно до 0,1 бар.

Ситуация немного отличается с паровым клапаном, регулирующим температуру в теплообменнике, поскольку перепад давления на клапане будет варьироваться в пределах:

  • Минимум, когда технологический процесс требует максимального нагрева, а регулирующий клапан открыт на 100%.
  • Максимум, когда процесс идет до температуры и регулирующий клапан закрыт.

Давление пара в теплообменнике увеличивается с увеличением тепловой нагрузки. Это можно увидеть в Модуле 6.5, Примере 6.5.3 и Таблице 6.5.7.

Если давление перед регулирующим клапаном остается постоянным, то при повышении давления пара в теплообменнике перепад давления на клапане должен уменьшаться.

На рисунке 6.6.8 показана ситуация с воздухом, подаваемым на привод прямого действия. В этом случае сила на плунжере клапана, создаваемая перепадом давления, действует против давления воздуха.В результате, если в привод подается воздух под давлением 0,6 бар, например, вместо того, чтобы клапан занимал ожидаемое 50% -ное открытое положение, процент открытия будет больше из-за дополнительной силы, создаваемой перепадом давления. В этом случае управляющий сигнал необходимо увеличить примерно до 1,1. бар, чтобы полностью закрыть клапан.

Можно повторно откалибровать клапан и привод, чтобы учесть силы, создаваемые перепадом давления, или, возможно, использовать различные комбинации пружин, давления воздуха и привода.Такой подход может обеспечить экономичное решение для небольших клапанов с низким перепадом давления и там, где не требуется точное управление. Однако практичность такова:

  • Клапаны большего размера имеют большие площади, на которые действует перепад давления, таким образом увеличивая создаваемые силы и увеличивая влияние на положение клапана.
  • Более высокие дифференциальные давления означают, что создаются более высокие силы.
  • Клапаны и приводы создают трение, вызывая гистерезис.Клапаны меньшего размера, вероятно, будут иметь большее трение по сравнению с общими задействованными силами.

Решение состоит в том, чтобы установить позиционер на клапан / привод в сборе. (Более подробная информация о позиционерах представлена ​​далее в этом Модуле).

Примечание: Для простоты в приведенных выше примерах предполагается, что позиционер не используется, а гистерезис равен нулю.

Формулы, используемые для определения усилия, доступного для удержания клапана на его седле для различных комбинаций клапана и привода, показаны на рисунке 6.6.9.

Где:

A = эффективная площадь диафрагмы

Pmax = максимальное давление на привод (обычно 1,2 бар)

Smax = максимальная заводская настройка пружины

Pmin = минимальное давление на привод (обычно 0 бар)

Smin = Минимальная стендовая установка пружины

Усилие, доступное для закрытия клапана, должно обеспечивать три функции:

  1. Для преодоления перепада давления жидкости в закрытом положении.
  2. Для преодоления трения в клапане и приводе, прежде всего в уплотнениях штока клапана и привода.
  3. Для обеспечения уплотняющей нагрузки между плунжером клапана и седлом клапана для обеспечения требуемой степени герметичности.

Производители регулирующих клапанов обычно предоставляют полную информацию о максимальных перепадах давления, при которых будут работать их различные комбинации клапана и привода / пружины; Таблица на Рисунке 6.6.10 является примером этих данных.

Примечание: При использовании позиционера необходимо обращаться к документации производителя для определения минимального и максимального давления воздуха.

Электрические приводы для клапанов

готовы к использованию в системах управления

Электрические приводы для клапанов за последние несколько лет добились большого прогресса как в производительности, так и в приемлемости. Но до недавнего времени была одна область, в которой они редко использовались: модулирующее управление, где пневматические устройства с диафрагменным приводом занимали первое место. Но это меняется, поскольку электрические приводы, похоже, готовы захватить другую область. Мы спросили Криса Варнета, директора по продажам и маркетингу Rotork Process Controls, что происходит.

VALVE MAGAZINE: Насколько широко используются электрические приводы в электроэнергетике?

WARNETT: Электрические приводы всегда имели место в энергетической отрасли на запорную арматуру. Главные запорные клапаны пара и другие важные клапаны традиционно приводились в действие электрическим током. Однако до появления последних технологических достижений традиционным приводом для регулирующих регулирующих клапанов, как правило, была пневматическая пружина диафрагменного типа.

В прошлом было несколько попыток спроектировать электростанцию ​​с полностью электрическим приводом, но ограничения электрических приводов с точки зрения постоянной модуляции и возможности переключения при отказе оказались непреодолимыми препятствиями, которые необходимо преодолеть.

Однако в некоторых случаях электрический привод успешно заменяет пневматические приводы. Например, органы управления заслонкой, которые обычно использовали пневмоцилиндры или гидроцилиндры, теперь часто автоматизируются электрическими приводами, способными к постоянному регулированию.

ВМ: Каковы были основные препятствия на пути их внедрения?

WARNETT: Регулирующие клапаны постоянно перемещаются в соответствии с уставкой главного контроллера. Типичный электрический привод не предназначен для постоянной модуляции. Это может привести к износу шестерен и перегреву двигателей. Однако сегодня новые технологии в двигателях и управлении двигателями в сочетании с тщательно подобранными трансмиссиями могут преодолеть это.

В прошлом другим препятствием к использованию электрических приводов на регулирующих клапанах было отсутствие элегантного метода приведения регулирующего клапана в желаемое положение при потере мощности.В приводе с пневматической пружиной и диафрагмой всегда есть положение отказа по умолчанию. Поэтому инженеры-технологи традиционно используют этот метод в своих проектах.

До сих пор единственный способ привести электрический привод в положение отказа был либо с помощью пружины, либо с помощью батареи – ни то, ни другое не подходящее решение. Пружины требуют, чтобы электродвигатель был в три раза больше требуемого размера, а батареи не выдают мощность достаточно быстро, чтобы обеспечить быстрое отключение, необходимое для электрического привода для имитации закрытия пружины.

VM: Есть электрические приводы, доступные от нескольких производителей, которые предназначены для регулирования приложений, но ограничиваются ли они, как правило, меньшими размерами?

WARNETT: Существует множество небольших регулирующих электроприводов; однако степень модулирующей способности варьируется от производителя к производителю. Очень немногие из них способны достичь 100% модулирующей способности согласно IEC 34, S9. Стоимость покупки электропривода незначительна по сравнению со стоимостью владения.Возможно, наиболее актуальной является стоимость потери продукции из-за неэффективности оборудования, вызванной неточностями или даже поломкой неправильно установленного электрического привода.

VM: Что сделали производители приводов для использования электрических приводов в регулирующих клапанах в энергетике?

WARNETT: Инновации в электрических приводах регулирующих клапанов имеют разветвление для всех промышленных применений, а не только для энергетики. Пожалуй, наиболее важными тремя нововведениями являются:

  1. Характеристики привода, уровни общего разрешения, повторяемости и скорости реакции достигли новых стандартов качества.Устранение мертвого времени и перерегулирования (что характерно для пневматических приводов) является результатом использования комбинации передовых технологий в высокоточных датчиках, двигателях и элементах управления для обеспечения производительности, которая дает важные преимущества для управления технологическим процессом.
  2. Возможность переключения при отказе теперь доступна в электрических приводах благодаря достижениям в области надежности и технологии применения суперконденсаторов. Электрические приводы, которые включают усовершенствованные суперконденсаторы, могут быть легко сконфигурированы для приведения клапана в любое положение (открытое, закрытое или любое промежуточное положение) при потере мощности или управляющего сигнала.
  3. Дружественный человеко-машинный интерфейс (HMI) обеспечивает быструю и интуитивно понятную настройку, настройку, настройку и диагностику. Используя технологию Bluetooth, человеко-машинный интерфейс может быть ненавязчивым, чтобы предотвратить загрязнение внутренних электронных компонентов привода агрессивной средой. Использование усовершенствованного HMI может значительно ускорить процесс ввода в эксплуатацию и повысить последующую надежность всего автоматизированного регулирующего клапана в сборе.

VM: Могут ли электрические приводы регулирующих клапанов обеспечивать мощность (крутящий момент или усилие, умноженное на скорость) пневматического блока?

WARNETT: Пневматические приводы регулирующих клапанов способны создавать значительную тягу и скорость.

Усилие зависит от площади поверхности используемой диафрагмы или поршня. При наличии достаточного потока в привод можно достичь относительно высоких скоростей.

Однако более важным для регулирующего клапана является скорость реакции на изменение уставки. Пневматический привод часто страдает мертвым временем. Это время, необходимое для создания давления воздуха, достаточного для преодоления статического трения в клапане.

Мертвое время становится более значительным по мере того, как изменения уставки становятся меньше.Нормальное движение в течение срока службы регулирующего клапана состоит из миллионов небольших изменений положения. Поскольку новые конструкции приводов электрических регулирующих клапанов не имеют мертвого времени, реакция на изменение уставки практически мгновенная. Это приводит к более точному контролю переменной процесса (например, температуры, давления или расхода) и, следовательно, более эффективному использованию установки.

VM: Доступны маломощные электроприводы, в том числе те, которые могут работать от солнечной энергии.Но может показаться, что электрический привод для большого регулирующего клапана будет потреблять больше энергии, чем может обеспечить обычная солнечная панель. Это правда?

WARNETT: Традиционные электрические приводы, которые питаются от солнечных батарей, часто используются для отключения, а не для регулирования. Солнечная панель может накапливать свою энергию в батарейном блоке, и когда требуется открыть или закрыть клапан, энергия берется из батарейного блока, а не напрямую от солнечной панели. Это означает, что для изолирующего режима можно использовать довольно большие клапаны и приводы.

Для регулирования регулирующего клапана требуется постоянная мощность для постоянного приведения двигателя к требуемой уставке. В зависимости от размера клапана это, вероятно, предотвратит использование солнечной энергии для приводов электрических регулирующих клапанов старого типа. Однако новые конструкции высокоэффективных приводов электрических регулирующих клапанов будут способны управлять регулирующими клапанами сравнительно большого размера. Их низкое энергопотребление из-за их высокой эффективности может позволить солнечной панели обеспечивать мощность, необходимую для постоянного регулирования регулирующего клапана.

VM: количество энергии, необходимое электрическому приводу, явно не позволяет ему быть искробезопасным. Доступны ли электрические приводы для Класса 1, Раздела I и II, а также для других опасных зон?

WARNETT: Безусловно, существует множество электрических приводов, сертифицированных для использования во взрывоопасных зонах, включая Класс 1, Раздел I и II. Большинство крупных производителей электроэнергии имеют такое оборудование для использования на нефтеперерабатывающих заводах и в других областях, классифицируемых как опасные. Однако существует лишь несколько приводов электрических регулирующих клапанов, сертифицированных для использования во взрывоопасных зонах.Не многие производители могут поставлять электрические приводы регулирующих клапанов для типичных применений, которые удовлетворяют пневматические приводы и искробезопасные позиционеры.

VM: Как соотносится цена покупки интеллектуального электрического привода с ценой на интеллектуальный пневматический блок?

WARNETT: С точки зрения пользователя функциональные возможности электрического и пневматического агрегатов кажутся очень близкими. Оба они имеют простую настройку, диагностику и высокую производительность.

Пневматический привод состоит из двух компонентов: мембранного или поршневого блока и интеллектуального позиционера. Это два отдельных компонента, которые обычно поставляются изготовителем регулирующего клапана вместе с клапаном. Довольно часто интеллектуальный позиционер может быть приобретен производителем клапана.

С другой стороны, интеллектуальный привод электрического регулирующего клапана представляет собой единый блок в прочном корпусе. Это также может быть «покупной» товар для производителя регулирующего клапана и может поставляться в комплекте с клапаном.Цена на самом деле зависит от тяги или крутящего момента клапана, но обычно электрическая опция изначально немного дороже. Большой выигрыш в пользу новых электрических приводов регулирующих клапанов – это деньги, которые завод может сэкономить, уменьшив изменчивость процесса.

VM: Как насчет долгосрочной стоимости владения? Имеются ли цифры по этому поводу?

WARNETT: Основным фактором стоимости владения является не сам привод, а мощность, используемая для его привода.Пневматическая подача требует компрессора, аккумулятора, осушителей, фильтров, трубопроводов и фитингов для передачи энергии сжатого воздуха из компрессорной к приводу.

Связанные с этим потери при сжатии, передаче и расширении могут привести к потере до 60% электроэнергии, подаваемой на компрессор. Для сравнения, КПД электрического актуатора значительно выше, около 80-85%.

Это означает, что с точки зрения эксплуатационных расходов электрический привод значительно дешевле.Если добавить стоимость обслуживания компрессора и его инфраструктуры, эта цифра станет еще более значительной. Однако каждый индивидуальный случай индивидуален. Доступны интерактивные таблицы стоимости владения *, которые позволяют быстро и просто сравнивать затраты.

* Любой желающий получить копию таблицы может отправить запрос по электронной почте. Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Какие бывают типы клапанов с моторным приводом?

Клапаны с электроприводом (обычно сокращенно MOV на P и ID) – это клапаны, которые приводятся в действие электродвигателями.Клапаны с электроприводом, как правило, представляют собой большие клапаны, используемые в различных операциях. Из-за большого размера привода клапана для открытия или закрытия клапана необходим электродвигатель. Различные типы клапанов с электроприводом определяются в зависимости от того, как эти клапаны на самом деле открываются или закрываются, и для каких приложений они используются.

Типы клапанов с электроприводом фактически зависят от того, какой тип управления потоком может быть достигнут с помощью этих автоматических клапанов.

Клапаны открытия / закрытия

Эти клапаны используются просто как двухпозиционные клапаны для включения или выключения потока.Точное управление потоком здесь не является первоочередной задачей. Двигатели используются для открытия и закрытия тяжелых приводов больших клапанов. Некоторые примеры применения включают выпускные / всасывающие клапаны насосов, запорные клапаны питательной воды котла, вентиляционные клапаны барабана, клапаны производственной линии и т. Д.

Дроссельные клапаны

Эти клапаны обеспечивают более точное регулирование расхода по сравнению с двухпозиционными клапанами. Моторизованный привод облегчает постепенное открытие и закрытие клапана, позволяя в некоторой степени контролировать поток.Некоторые примеры включают линии флегмы, пусковое отверстие котла, клапаны IBD котла, главные паровые клапаны котла и т. Д.

Прецизионные клапаны потока

Прецизионные клапаны потока обеспечивают точное регулирование потока лучше, чем толчковые клапаны. Моторизованный привод в толчковом клапане работает по шагам, заданным в контроллере, например: Шаг открытия 5%, 10%. Следовательно, управление потоком также может быть выполнено в скобках 5-10% с таким большим допуском на ошибку.

С другой стороны, в случае прецизионных клапанов потока, непрерывное управление потоком обеспечивается за счет использования надлежащей обратной связи от поля к контроллеру, что обычно не встречается в других клапанах с электроприводом.Примером может служить клапан нагнетания пара / клапаны впрыска воды, используемые в газовой турбине для контроля выбросов NOx.

Рассмотренные выше типы клапанов с электроприводом основаны на возможностях управления потоком. Но помимо этого, различные типы клапанов типа также могут использоваться в качестве клапанов с моторным приводом, просто используя моторизованный привод для любого клапана.

Некоторые примеры различных типов клапанов с электроприводом –

Задвижка с электроприводом

Дроссельная заслонка с электроприводом

Шаровой кран с электроприводом

Регулирующий клапан в сравнении с частотно-регулируемым приводом для регулирования расхода

Март 2017
InTech Plus

Насосные установки с требованиями к переменному расходу могут снизить затраты на электроэнергию и срок службы за счет применения двигателя с регулируемой скоростью для обеспечения желаемого расхода технологического процесса

Быстрая перемотка вперед

  • На некоторых промышленных предприятиях от 25 до 50 процентов от общего объема потребляемой электроэнергии составляют насосные системы с электродвигателем.
  • Наиболее эффективным средством управления потоком является регулировка скорости насоса.
    • Приводы
  • с регулируемой скоростью могут повысить эффективность процесса, снизить потребление энергии и изменчивость процесса.
Грегори К. Макмиллан и Мохаммад Аль-Халифа

Существует высокий потенциал снижения затрат на потребление энергии насосом за счет правильного проектирования и выбора насосной системы и средств управления.На насосные системы с электроприводом приходится почти 20 процентов мирового потребления энергии и 25-50 процентов от общего потребления электроэнергии на некоторых промышленных объектах. Энергопотребление насоса часто является одним из основных элементов затрат и может доминировать в стоимости жизненного цикла насоса, особенно если насосы работают более 2000 часов в год. В насосных установках с требованием переменного расхода обычно используется дроссельный клапан, рециркуляционная линия или двигатель с регулируемой скоростью для обеспечения желаемого расхода технологического процесса.Управление потоком с помощью дросселирования клапана приводит к потере энергии из-за отвода избыточного потока через байпас или ограничения нагнетания насоса. Кроме того, клапаны могут быть источником выбросов и страдать от коррозии, эрозии, закупоривания, заедания, кавитации и утечки.

Наиболее эффективным средством управления потоком является регулировка скорости насоса. Поскольку согласно «закону сродства» тормозная мощность изменяется в зависимости от куба скорости центробежного насоса, уменьшение скорости насоса снижает давление, сообщаемое жидкости, и, в свою очередь, снижает потребление центробежной энергии.Помимо энергосбережения, существует также ряд эксплуатационных преимуществ, таких как повышенная надежность, производительность процесса, снижение стоимости жизненного цикла и сокращение летучих выбросов за счет исключения регулирующего клапана и связанных с ним трубопроводов.

Фон

Центробежный насос с приводом от электродвигателя – это технологическое устройство, которое состоит из набора вращающихся лопаток (крыльчатки или ротора), заключенных в кожух, который непрерывно передает кинетическую энергию жидкости. Напор, развиваемый насосом, полностью является результатом скорости, сообщаемой насосной жидкости крыльчаткой.Повышение давления в насосе является результатом преобразования скоростного напора в давление в корпусе насоса.

Выбор центробежных насосов для применения требует оценки рабочих характеристик насоса в соответствии с требованиями процесса или характеристикой системы. Характеристики насоса обычно предоставляются производителями насосов в графическом формате, называемом характеристическими кривыми. Эти кривые предоставляют информацию о производительности насоса с точки зрения общего динамического напора, тормозной мощности, необходимого чистого положительного напора на всасывании и эффективности для диапазона производительности насоса, как показано на рисунке 1.

Рис. 1. Кривая производительности центробежного насоса

Перед тем, как перейти к выбору насоса, необходимо определить кривую напор-расход для трубопроводной системы, в которую перекачивается насос. Этот тип кривой называется кривой системы и обычно представляет собой сумму статического напора и динамического напора, с которым вам нужно работать. Статический напор является функцией разницы высот между всасыванием и нагнетанием или противодавлением, против которого работает насос.Динамический напор отражает потери на трение от жидкости, возникающей в системе трубопроводов. Построение кривой насоса и кривой системы приведет к точке пересечения, которая называется рабочей точкой . Эта точка указывает напор и производительность, при которых насос работает в системе, и дает максимальный расход, необходимый для системы, как показано на рисунке 2.

Рис. 2. Кривая системы

Чаще всего эта точка пересечения не соответствует всем требованиям технологического процесса после насоса.В некоторых случаях для этого процесса требуются различные скорости потока и параметры напора. Следовательно, потребуется какое-то управление либо на выходе насоса, либо в первичном двигателе насоса. Наиболее распространенный способ управления потоком, чтобы дросселировать поток на нагнетательной стороне насоса. Более эффективный вариант – регулировать подачу насоса путем изменения скорости насоса двигателя в первичном двигателе.

Регулировка расхода с регулирующим клапаном

Самое распространенное устройство управления для постоянной скорости центробежного насоса является регулирующим клапаном в линии нагнетания.Этот клапан регулирует количество жидкости, подаваемой в технологический процесс. Клапан принимает перепад давления, равный разнице между давлением, подаваемым насосом, и давлением, необходимым для процесса. Дросселирование с помощью регулирующего клапана делает кажущуюся кривую насоса более крутой, и она будет пересекать кривую системы в требуемой рабочей точке. Однако изменение этой кривой происходит за счет искусственного падения давления (Hp – Hs), потери энергии накачки и снижения эффективности накачки.Кроме того, насос работает в менее эффективной области, как показано на рисунке 3 посредством дроссельной рабочей точки №1 (72 процента) по сравнению с дроссельной рабочей точкой №2 (80 процентов).

Рис. 3. Дросселирование регулирующего клапана и КПД насоса

Другой метод управления насосом с постоянной скоростью с помощью клапанов рециркулирует часть нагнетаемого потока обратно во всасывающий трубопровод насоса или другой источник подачи, например, резервуар.Этот тип управления также используется для поддержания некоторого расхода через насос, чтобы избежать потери напора или цикличности при низком расходе при работе на самой плоской части кривой насоса. Открытие регулирующего клапана рециркуляции поворачивает кривую системы по часовой стрелке, в результате чего измененная кривая пересекает кривую насоса дальше вправо при более высоком расходе и меньшем напоре насоса по сравнению с исходной рабочей точкой. Широко открытый клапан рециркуляции приведет к тому, что насос будет работать в конце кривой насоса с более высоким расходом и более низким напором, что может привести к кавитационному повреждению насоса.Помимо этой проблемы, есть и другие недостатки использования регулирующего клапана для управления насосом, которые кратко описаны ниже:

  • Энергия тратится впустую из-за падения давления, вызванного выпускным клапаном и рециркуляцией потока.
  • Регулирующий клапан создает заедание, люфт и другие механические проблемы. Регулирующие клапаны имеют зону нечувствительности от 0,1 до 10 процентов и разрешение от 0,05 до 5 процентов.
    • Позиционеры
  • имеют особые настройки настройки, но правила и процедуры плохо документированы.
  • Требуются переходники, фланцы, линии подачи воздуха и запорная арматура.
  • Регулирующая арматура больше, чем любое другое регулирующее устройство, находится в ремонтной мастерской.
  • Неорганизованный выброс происходит из сальника регулирующего клапана.

Регулирование потока с помощью VSD

Существует повседневная аналогия, которая может помочь объяснить преимущество в эффективности привода с регулируемой скоростью (VSD). Представьте, что вы ведете машину. Если вы едете по шоссе и въезжаете в населенный пункт, необходимо снизить скорость, чтобы не рисковать своей жизнью и жизнью других людей.Наилучший способ сделать это – снизить скорость вращения двигателя, сняв ногу с педали газа и, при необходимости, переключившись на более низкую передачу. Другой вариант – использовать ту же передачу, удерживая ногу на педали газа и в то же время снижая скорость простым торможением. Это не только вызовет износ двигателя и тормозов, но также приведет к расходу большого количества топлива и уменьшению вашего общего контроля над транспортным средством, как в случае с «регулирующим клапаном».

Преобразователь частоты изменяет скорость оборудования, чтобы обеспечить ввод энергии крутящего момента, необходимый для подачи выходной гидравлической энергии в технологический процесс.В этом типе системы управления кривая не изменяется для соответствия требуемой рабочей точке, как ранее обсуждалось для регулирующих клапанов. Вместо этого скорость насоса изменяется для перемещения кривой производительности насоса на рисунке 1 вверх и вниз в соответствии с законами сродства. Эти законы регулируют соотношение между скоростью насоса, напором и входной мощностью насоса (тормозной мощностью). Вот эти законы (уравнения 1-3):

Где:

Q = объемный расход нагнетания насоса (галлонов в минуту)

N = скорость насоса (оборотов в минуту)

P = входная мощность на валу насоса

Рисунок 4.Типовой частотно-регулируемый привод

На рынке представлено несколько типов преобразователей частоты переменного тока. Два из них – это широтно-импульсная модуляция (PWM) и частотно-регулируемый привод (VFD). ШИМ в основном используется для изменения частоты напряжения или тока двигателя насоса. Привод PWM состоит из выпрямителя, инвертора, интерфейса оператора и других управляющих и диагностических микропроцессоров. Напряжение сети переменного тока выпрямляется и фильтруется для создания постоянного напряжения. Напряжение постоянного тока затем инвертируется в напряжение переменной частоты, где частота пропорциональна входному сигналу привода с помощью ШИМ.Выходной прямоугольный сигнал затем фильтруется для создания синусоидальной волны, как показано на рисунке 4. ШИМ вносит меньше шума, имеет более высокий коэффициент мощности и лучшие характеристики на низких скоростях, чем старые приводные технологии.

Случаи, когда VSD особенно выгоден

Исключение дроссельного клапана для особо сложных и опасных потоков. Элемент внутреннего потока и посадочные или уплотнительные поверхности могут быть покрыты липкими жидкостями, могут быть закупорены или эродированы суспензиями и расплавленными жидкостями, подвергнуты коррозии из-за агрессивных химикатов и застряли от высоких температур.Кавитация из-за мигания в вену контрактора регулирующего клапана может привести к чрезмерному шуму и кавитационному повреждению. Высоковязкие материалы могут работать в переходной области между турбулентным и ламинарным потоками. В этих случаях использование VSD может снизить затраты на техническое обслуживание.

Для насосных систем, в которых потребность в потоке часто падает, регулирующие клапаны часто работают при более низких положениях дроссельной заслонки, тратя больше энергии из-за большего перепада давления на клапане. Кроме того, для достижения требуемого диапазона изменения процентное значение падения давления в системе, относящееся к регулирующему клапану, должно быть увеличено с обычно заявленных 5-20 процентов, чтобы минимизировать затраты на электроэнергию.Экономия энергии пропорциональна кубу скорости; поэтому в этих приложениях экономия энергии от использования преобразователя частоты значительна.

Чтобы принять более разумное решение относительно процента падения давления в системе, которое должно быть присвоено клапану, и, следовательно, потенциальной экономии энергии, уравнение 4 показывает влияние на диапазон регулирования. Установленная характеристика является функцией отношения перепада давления между клапаном и системой (Δ P R ) и относительного коэффициента расхода ( C x ), который зависит от собственной характеристики расхода.Минимальный практический коэффициент расхода устанавливается за счет прерывистого скольжения от верхнего седла и трения уплотнения по мере приближения клапана к закрытому положению. График уравнения для линейного и равнопроцентного трима показывает, что установленная характеристика становится более «быстрым открытием» и линейной, соответственно, по мере уменьшения степени падения давления. Для обоих тримов характеристика потока больше изгибается в верхнем конце хода, а поток в нижнем конце хода увеличивается по мере уменьшения степени перепада давления.В результате уменьшается дальность действия.

(4)

Где:
C x = коэффициент расхода, выраженный в долях от максимального (безразмерный)
Δ P R = коэффициент перепада давления клапана (безразмерный)
Q x = выраженный расход как доля от максимального номинального расхода (безразмерный)

Зона нечувствительности из-за люфта клапана и прерывистого скольжения из-за заедания приведет к циклическому ограничению в контурах с двумя или более и одним или более интеграторами соответственно.Эти предельные циклы являются наибольшими для больших поворотных клапанов и особенно для двухпозиционных клапанов, используемых в качестве дроссельных клапанов. Для процессов с высоким коэффициентом полезного действия (например, pH), строгими требованиями к контролю (например, температурой) или отсутствием обратного перемешивания (например, линии для производства листов и экструдеры) изменчивость процесса является большим фактором затрат. Предельные циклы от приводов с регулируемой скоростью будут незначительны, если зона нечувствительности (например, полоса шума) не добавлена ​​в настройках привода и используются платы ввода сигнала высокого разрешения (например,г., 12 бит и более). Кроме того, если в настройках привода не введены чрезмерно медленные пределы скорости нарастания скорости, реакция VSD будет быстрее, чем у регулирующего клапана. В этих системах преимущества в эффективности процесса, в том числе повышение урожайности за счет приводов с регулируемой скоростью, являются значительными.

Наконец, насосные системы с размерами трубопроводов более 8 дюймов являются особенно кандидатами на VSD, потому что клапаны со скользящим штоком, которые имеют минимальный люфт и прерывистое скольжение, а также самый высокий диапазон установленного диапазона, являются слишком дорогостоящими и часто заменяются поворотными клапанами с традиционными двухпозиционными клапанами. .

Предупреждения

Принципиальных ошибок в приложении VSD можно избежать, используя надлежащую конструкцию насоса, системы трубопроводов и частотно-регулируемого привода (VFD), а также правильную настройку преобразователя VFD и системы управления для данного приложения.

Отказ от услуги

Для достижения экономии энергии при низком расходе диапазон изменения частотного преобразователя должен соответствовать системным требованиям. Система управления VSD и конструкция насоса и степень статического напора определяют диапазон изменения VSD.Контрольный список в конце этого раздела предлагается, чтобы помочь удовлетворить требования приложения.

Для пренебрежимо малого статического напора и идеализированного насоса, двигателя и VSD изменение расхода в зависимости от скорости линейно. Если статический напор незначителен, потеря эффективности насоса и увеличение скольжения на низкой скорости вызывают уменьшение усиления (чувствительности) на низкой скорости. Эта потеря чувствительности видна как сглаживание при низкой скорости на графике зависимости расхода от скорости. Результат почти похож на модифицированную параболическую характеристику потока.

Если мы проигнорируем потерю эффективности насоса и увеличение скольжения, кривая насоса, которая приближается к статическому напору, покажет резкий изгиб вниз к нулевому расходу на низкой скорости. Резкое падение скорости приводит к значительному увеличению технологического выигрыша и шума потока на низких скоростях.

Плоская кривая насоса приведет к почти быстрому открытию характеристики потока. Большое технологическое усиление (чувствительность) при низкой скорости может вызвать циклическое переключение. Необходимо уменьшить усиление контроллера. Работа на относительно плоской кривой насоса может произойти из-за неправильного выбора насоса или превышения номинального размера.

Лопасти с загнутыми вперед лопатками используются в вентиляторах для уменьшения размера и стоимости. К сожалению, эти лопасти вызывают значительное сплющивание как на низких, так и на высоких скоростях, создавая сильно нелинейный S-образный график зависимости потока от скорости.

Из-за сложности и неизвестности системы трубопроводов, характеристической кривой первичного двигателя и производительности привода VSD трудно построить график зависимости установленного расхода от скорости и установленного усиления для VSD.

Для обеспечения изоляции может потребоваться двухпозиционный клапан на выходе насоса.Чтобы предотвратить опорожнение насоса и работу наиболее плоской части кривой насоса, может потребоваться небольшой рециркуляционный поток. Чтобы предотвратить катастрофический обратный поток, может потребоваться ограничение низкой скорости для максимального целевого давления. Обратные клапаны могут использоваться в некоторых процессах в качестве резервных.

Сигнальный шум

Инверторы

PWM не имеют гармоник и резких всплесков, наблюдаемых в старых приводах, которые могут повредить подшипники и создать электрические помехи в сигналах приборов.Например, старая технология привода с шестиступенчатым напряжением, хотя и была недорогой, имела ряд нежелательных характеристик. Мотор можно довести до точки поломки. Короткое замыкание может вызвать бесконечный всплеск тока. Инвертор выдает такое же напряжение и ток при половинной нагрузке, что и при полной нагрузке, что снижает эффективность. Форма волны имеет широкие и быстрые изменения тока, которые могут повредить инвертор. Инвертор имеет множество гармоник, которые увеличивают потери двигателя, тепловыделение и электромагнитные помехи.Эти инверторы имели выходной дроссель для предотвращения повреждения изоляции двигателя, но входной дроссель был необязательным и часто отсутствовал или был недостаточным. В конце концов, шум в сигналах приборов стал настолько сильным, что дроссели были предложены в соответствии со стандартами Международной электрохимической комиссии. В качестве альтернативы изолирующие трансформаторы располагались рядом с инвертором, а силовая проводка между инвертором и трансформатором проводилась в жестком трубопроводе, чтобы минимизировать шум от этого участка проводки. Хотя привод ШИМ имеет меньше гармоник и пиков, быстрое время нарастания импульсов для точного управления скоростью по-прежнему является источником шума и потенциального повреждения подшипников и кабелей.

Проблемы с кабелем

Belden Inc. изучила излучаемый шум от кабелей между частотно-регулируемым приводом и двигателем. Неэкранированные кабели частотно-регулируемого привода могут излучать шум 80 В на неэкранированные кабели связи и 10 В шума на экранированные кабели инструментов. Излучаемый шум от кабелей частотно-регулируемых приводов с фольгой и лентой также является чрезмерным. Кабель с оплеткой из фольги и броней работает намного лучше. Тем не менее, рекомендуется расстояние не менее 1 фута между экранированным частотно-регулируемым приводом и экранированными измерительными кабелями.Кабели никогда не должны пересекаться.

Рекомендуется использовать отдельные лотки для изоляции кабелей частотно-регулируемого привода и контрольно-измерительных приборов, чтобы избежать ошибок при расширении предприятия и обновлении контрольно-измерительной системы.

Все системы VFD имеют отраженные волны из-за несоответствия импеданса между VFD и двигателем. Амплитуда волн зависит от величины напряжения и времени нарастания от привода ШИМ, расстояния между частотно-регулируемым приводом и двигателем, а также рассогласования импеданса. Если отраженная волна входит в фазу с излучаемой волной, напряжение может удвоиться, и кабели частотно-регулируемого привода с ПВХ-оболочкой могут быть повреждены.Рекомендуются кабели частотно-регулируемого привода с оболочкой из сшитого полиэтилена, способные выдерживать импульс высокого напряжения. «Десять вещей, которые следует учитывать перед выбором вашего частотно-регулируемого привода» от Belden Inc., см. В Приложении B в ссылке 1.

Проблемы с подшипниками

Эффект электроэрозионной обработки от инверторных приводов может вызвать искрение в смазочном зазоре подшипника. Это похоже на множество ударов маленькой молнии. Удары повреждают поверхность подшипника и портят смазку.Повреждения видны в виде ямок при работе с переменной скоростью и рифления при работе с постоянной скоростью. Локальные высокие температуры от ударов вызывают реакцию присадок к маслу и горение или обугливание масла. Точечная коррозия, канавка и плохая смазка вызывают увеличение шума и вибрации. В конце концов подшипник выходит из строя. Механические решения изолируют подшипник или обеспечивают заземление. Для изоляции используются керамические покрытия и шарики или ролики. Однако изоляция заставляет токи уходить в другое место и, возможно, вызывать повреждения, такие как эрозия рабочих колес насоса в первичном двигателе.

Заключение

Приводы

с регулируемой скоростью могут повысить эффективность процесса за счет снижения энергопотребления и изменчивости процесса. Наибольшая экономия достигается для систем с большим потоком, больших диапазонов регулирования, сложных технологических жидкостей и чрезвычайно чувствительных процессов. Тем не менее, необходимы инженеры с механическими, электрическими навыками и навыками управления, чтобы гарантировать, что проектирование и реализация всей системы не приведет к проблемам с подшипниками, кабелями или шумом, а также к колебаниям процесса или перегреву при низком расходе.

Контрольный список

Следующий контрольный список не предназначен для охвата всех требований спецификации, но он касается некоторых основных деталей приложения. В следующем списке предполагается, что материалы конструкции первичного двигателя (например, насоса или вентилятора) были правильно определены и будут работать безопасно и надежно с приемлемым давлением нагнетания насоса для максимально возможной температуры и статического напора. Надежность, точность и дальность действия наиболее важны.

  • Используется ли привод с широтно-импульсной модуляцией для уменьшения пульсации крутящего момента (зубчатого зацепления) на низких скоростях?
  • Используется ли полностью закрытый двигатель с вентиляторным охлаждением с вентилятором постоянной скорости или вспомогательным вентилятором, если необходимо, с изоляцией класса F (режим инвертора) и коэффициентом полезного действия 1,15 для предотвращения перегрева?
  • Нужен ли полностью закрытый двигатель с водяным охлаждением для высоких температур, чтобы предотвратить перегрев?
  • Используется ли двигатель NEMA типоразмера B для предотвращения крутой кривой крутящего момента?
  • Имеется ли размер насоса для предотвращения работы на плоской части кривой насоса?
  • Требуется ли рециркуляционный клапан для предотвращения циклической работы на плоской части кривой насоса при низком расходе, и нужен ли предел низкой скорости для предотвращения обратного потока при максимально возможном целевом давлении?
  • Плата ввода сигнала> 12 бит используется для улучшения предела разрешения сигнала до 0.05 процентов или лучше?
  • Имеют ли привод и двигатель достаточный крутящий момент для приложения, чтобы пределы скорости изменения скорости в настройке привода не препятствовали компенсации скорости для самого быстрого возмущения?
  • Не слишком ли введена зона нечувствительности в настройках привода, вызывая задержку и ограничивая цикл?
  • Для контроля тахометра, обеспечивает ли количество зубьев шестерни магнитных датчиков и дисков с отверстиями или полос с зеркалами на валах для оптических датчиков количество импульсов на оборот?
  • Для управления тахометром, должно ли регулирование скорости в VFD предотвращать нарушение правила каскада, когда вторичный контур скорости должен быть в пять раз быстрее, чем первичный контур потока?
  • Для увеличения диапазона (диапазона изменения) до 80: 1 используется быстрое каскадное управление скоростью к крутящему моменту в частотно-регулируемом приводе, которое, как описано в The Control Techniques Drives and Controls Handbook, IEE Power and Energy Series 35, Cambridge University Press, 2001?
ОБ АВТОРАХ

Мохаммад Аль-Халифа в настоящее время работает ведущим инженером проекта в Saudi Basic Industry Corporation.Он получил степень бакалавра наук. Он получил диплом с отличием в области электротехники в 2002 году в Университете нефти и полезных ископаемых имени короля Фахда. Он имеет 11-летний опыт работы в различных проектах по проектированию КИПиА и систем управления технологическими процессами, а также в управлении проектами в добывающих и перерабатывающих отраслях. В настоящее время он является одним из членов совета директоров отделения ISA в Саудовской Аравии.

Грегори К. Макмиллан , CAP, старший научный сотрудник на пенсии из Solutia / Monsanto и научный сотрудник ISA.Макмиллан получил награду ISA Kermit Fischer Environmental Award за контроль pH в 1991 году, награду журнала Control «Инженер года» за перерабатывающую промышленность в 1994 году, занесение в Зал славы автоматизации процессов управления в 2001 году, награждение InTech в 2003 году. как один из самых влиятельных новаторов в области автоматизации и получил награду ISA Life Achievement Award в 2010 году. Макмиллан является автором множества книг по управлению процессами и ведет ежемесячную колонку Control Talk в журнале Control с 2002 года.

Электрический привод клапана

: Электричество – лучший выбор для управления клапаном.

Централизованное управление заводом включает в себя управление его услугами, такими как вода, пар, воздух, топливо, электричество и т. Д. Из них все, кроме электричества, включают трубопроводы, а их управление включает клапаны, которые обычно приводятся в действие от источника энергии.

Если расстояния превышают примерно 100 метров, жизнеспособной системой дистанционного управления является электричество, поскольку управляющие сигналы в альтернативных гидравлических системах (пневматических, гидравлических) ослабляются перепадами давления в трубопроводах и замедляются до скорости трубы. , так что стоимость управляющих трубопроводов для этих систем будет астрономической для больших расстояний.

Электрические сигналы практически мгновенны и могут быть легко усилены реле или электроникой, что делает передачу на большие расстояния экономичной. Также невозможно, чтобы провод пропускал грязь и влагу, которые присущи жидкостным системам.

ВЫБОР СИЛОВОЙ СИСТЕМЫ

Электродвигатели и соленоиды, пневматические и гидравлические поршни и двигатели – это все возможные варианты для работы клапана.

Соленоиды ограничены короткими ходами на высокой скорости только для двух ходов – включения и выключения и поэтому применимы только для небольших клапанов.Эти электромагнитные клапаны, однако, являются жизненно важным связующим звеном между электрическими системами управления и гидравлическими системами, которые, следовательно, настолько же надежны, как и электромагнитные клапаны для дистанционного управления.

Электродвигателям присуща высокая скорость вращения и кинетическая энергия, и они должны иметь пониженную передачу для работы с клапанами, нормальная скорость составляет 10–12 дюймов в минуту. При условии, что передача является самоблокирующейся, клапан с электроприводом остается включенным в случае сбоя питания; по той же причине он практически не потребляет энергию в течение большей части своего срока службы, только во время фактического изменения положения клапана.

Электроэнергия хранится только от батареи постоянного тока. В альтернативных методах хранения энергии в электрическом приводе используется сжатая пружина.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИЛА

Пневматический цилиндр – самая дешевая форма мускульной силы для управления клапанами. Скорость легко регулировать ограничением, а сила – давлением. Сжатый воздух – это экономичная форма накопителя энергии для аварийной работы; поскольку поршень не является самоблокирующимся, его также можно использовать против пружины для аварийного управления в небольших размерах.Отсутствует кинетическая энергия, помогающая открыть клиновые клапаны, и, следовательно, отсутствует эффект удара молотком. Сжимаемость воздуха ограничивает его способность удерживать положение клапана против сил реакции. Дистанционное дистанционное управление включает добавление соленоидных клапанов с концевыми выключателями для дистанционной индикации, в то время как ручное управление в режиме ожидания становится дорогостоящим, как только клапан становится слишком большим для простой операции с ключом, поскольку ручной привод должен быть отключен, чтобы позволить поршню двигаться . Эти дополнения обычно делают стоимость простого пневматического поршневого привода выше, чем эквивалентного электрического привода, особенно в опасных местах.Кроме того, к клапану необходимо подключить две системы – электрическое управление и пневматическое питание, так что установка будет дорогостоящей. При оценке сравнительных затрат также необходимо учитывать часть стоимости источника пневматической системы подачи и фильтрации.

Силы, создаваемые пневматическими системами, ограничены коммерчески доступными давлениями 60–100 фунтов на квадратный дюйм, поэтому управлять большими клапанами с поршнями сложно.

Все пневматические системы имеют возможность выпускать воздух в атмосферу и, следовательно, требуют только одного участка трубопровода.У всех есть недостаток – требуется чистый, сухой воздух, и это проблема, особенно в холодную погоду.

ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Гидравлические поршни экономично работают при давлениях порядка 2000 фунтов на кв. Дюйм и, следовательно, могут обеспечивать высокие усилия при малых размерах и высоких рабочих скоростях. Гидравлическое давление может храниться в гидроаккумуляторах, что позволяет организовать безотказную работу. Несжимаемость жидкости обеспечивает большую стабильность положения, чем пневматические системы, с возможностью применения гидравлической блокировки.Жидкость должна быть возвращена в резервуар, а для этого требуется возвратная труба большого диаметра, чтобы избежать противодавления и, как следствие, потери мощности. Таким образом, установка трубопровода обходится дороже, чем установка пневматической системы, к которой, опять же, следует добавить стоимость электрического дистанционного управления и индикации, а также ручное управление в режиме ожидания.

Соответствующий источник гидравлической энергии (двигатель, насос, резервуар и аккумулятор) должен быть обеспечен рядом с каждой группой клапанов.

ВЫБОР СИСТЕМЫ

Исходя из вышесказанного, логично, что каждая система имеет свои достоинства.Гидравлическое управление по своей природе является наиболее дорогостоящим и поэтому возможно только тогда, когда требуются большие усилия и / или скорости, с возможностью работы при отключении электроэнергии. При этом особенно ценным является накопитель энергии в виде аккумулятора. Это также может быть необходимо там, где существует особенно опасная опасность искры, например, на танкерах.

Пневматические системы экономичны там, где имеется заводской воздух, размеры клапанов относительно малы и требуется только местное управление.Он также успешно используется там, где требуется безотказная работа, хотя это требует значительных накладных расходов на поддержание непрерывной подачи воздуха для удовлетворения нормальных рабочих требований клапана.

Электромоторные приводы – это логичный выбор для прерывистой работы запорных или ручных регулирующих клапанов, когда удобно, чтобы клапан оставался в отключенном состоянии, и где требуется дистанционное электрическое управление. Механическая неэффективность привода ограничивает частоту работы, поэтому для режима регулирования лучше подходят жидкостные системы.Инерция двигателя, хотя и является преимуществом для открытия клапанов, также ограничивает доступную максимальную скорость, так что очень быстрая работа может потребовать гидравлической системы.

ТОЧКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОТОРИЗОВАННЫХ КЛАПАНОВ

  • Когда требуется дистанционное управление и резервное ручное управление, общая стоимость установки системы электрического привода должна быть самой низкой.

  • Хорошая электрическая система принципиально более надежна, поскольку она полностью свободна от проблем, связанных с грязью, влажностью и замерзанием, которые влияют на жидкостные системы.

  • Клапаны с электроприводом не требуют непрерывно работающего оборудования и, следовательно, не требуют планового технического обслуживания.

Руководство по выбору электрических приводов клапанов

Электрические приводы клапанов устанавливаются на клапаны, которые в ответ на сигнал автоматически перемещаются в желаемое положение с использованием внешнего источника питания. Однофазные или трехфазные двигатели переменного или постоянного тока приводят в действие комбинацию шестерен для создания желаемого уровня крутящего момента. Электроприводы клапанов являются наиболее популярными приводами из-за их высокого уровня точности и короткого времени отклика.

Система срабатывания электрического клапана в действии. Автор видео: видеопроектант / CC BY-SA 4.0

Типы

Электроприводы клапанов бывают двух основных типов: поворотные и линейные. Каждый тип привода использует специальные клапаны.

  • Электроприводы поворотных клапанов используются с шаровыми, пробковыми и дисковыми затворами, которые поворачиваются на четверть оборота или более от открытия до закрытия. Электроприводы поворотных клапанов используются в электроэнергетике, переключателях большой мощности и в упаковочных устройствах.

  • Линейные электрические приводы клапана используются с задвижками, проходными, диафрагменными, пережимными и угловыми клапанами, которые имеют скользящий шток, который открывает или закрывает клапан. Линейные электрические приводы клапанов хорошо подходят для работы с жесткими допусками.

Дополнительную информацию о поворотных и линейных клапанах можно найти на странице «Типы клапанов» Engineering360.

Изображение предоставлено: Википедия

Поворотные электрические приводы для клапанов

Электрические приводы поворотного клапана приводят в движение компоненты посредством электромагнитной энергии двигателя.Они часто предоставляют возможности управления и индексации, позволяющие устанавливать несколько позиционных остановок вдоль штрихов. Приводы поворотных электрических клапанов включают в себя электрический корпус, электродвигатель, редуктор, приводную муфту между главной ведущей шестерней и штоком клапана и устройства ограничения хода. Вращающийся элемент может быть либо круглым валом, либо столом. Круглые валы часто имеют шпоночные пазы, в то время как столы предоставляют набор болтов для установки других компонентов.

Технические характеристики поворотных электрических приводов клапана включают:

  • Крутящий момент привода – Крутящий момент привода, сила, которая вращает ось, определяется путем умножения приложенной силы на расстояние от точки поворота до точки приложения силы.

  • Диапазон движения – Полный диапазон движения может составлять 90 ° (четверть оборота), 180 ° (номинал), 270 ° (номинал) или 360 ° (многооборотный).

Линейные электрические приводы для клапанов

Линейные электрические приводы клапанов обеспечивают поступательное движение посредством шарико-винтовой передачи с моторным приводом или винтовой сборки ACME. Винты ACME обычно удерживают нагрузки без питания, но обычно менее эффективны, чем шарико-винтовые пары. Шарико-винтовые передачи – это силовые винты с цепочкой шарикоподшипников, движущейся между винтом и гайкой по рециркулирующей дорожке.Они обладают меньшим трением и более высокой эффективностью, чем ходовые винты. В линейных электроприводах клапана нагрузка прикрепляется к концу винта или стержня и не поддерживается. Обычно винт имеет ременной или зубчатый привод. Линейный электрический привод будет включать электрический корпус, электродвигатель, редуктор, гайку / втулку привода штока клапана и устройства ограничения хода.

Технические характеристики линейных электрических приводов клапанов включают:

  • Длина хода штока клапана – Длина хода измеряется в дюймах (дюймах).Термин «ход» используется для определения хода, необходимого для полного открытия и закрытия клапана. Использование привода с меньшим количеством ходов, чем клапан, приведет к «короткому ходу» клапана, и полное номинальное значение CV клапана не будет реализовано.

  • Приводное усилие или осевое усилие – Приводное усилие измеряется в фунтах (фунтах). Привод должен обеспечивать достаточное усилие, чтобы преодолеть давление в системе, чтобы закрыть запорный элемент и удерживать его в закрытом состоянии.

  • Число оборотов – Число оборотов, выполняемых многооборотным приводом, когда шток вращающегося клапана перемещается из полностью закрытого в полностью открытое положение клапана.

Характеристики

Общие технические характеристики поворотных и линейных электрических приводов клапана включают:

Вход управляющего сигнала – Электрические приводы клапана, в которых используются дроссельные клапаны, получают входные управляющие сигналы с позиций, которые регулируют положение закрытия клапана. Входные управляющие сигналы измеряются в миллиамперах или вольтах.

Диаметр стержня – Диаметр стержня клапана можно комбинировать с шагом и шагом резьбы стержня клапана, чтобы определить размер автоматики, необходимой для клапана.Его также можно использовать с размером клапана и падением давления на клапане для расчета требуемого крутящего момента.

Время срабатывания – Время срабатывания – это время, необходимое для полного закрытия клапана перемещения футеровки.

Метод отказоустойчивости – Методы отказоустойчивости включают выключение или включение приводов в случае отключения электроэнергии или потери управляющего сигнала. Привод открывается или закрывается в зависимости от требований системы.

Напряжение переменного или постоянного тока – Требования к напряжению переменного или постоянного тока будут зависеть от напряжения, доступного в системе.Привод должен обеспечивать свой номинальный крутящий момент в пределах допусков. Допуск

Рабочий цикл – Рабочий цикл – это измерение того, как долго привод может фактически проработать, прежде чем ему потребуется отдых. Электродвигатели обычно выделяют много тепла, что иногда требует простоя. Если клапан будет использоваться в изолирующих приложениях (периодическое использование), то кратковременного режима работы, 20% рабочего цикла с 60 пусками в час, должно быть достаточно. Если клапан будет использоваться для управления, привод должен иметь постоянный номинал.

Более подробную информацию о спецификациях для поворотных и линейных клапанов можно найти на странице Engineering360 «Как выбрать приводы клапана».

Характеристики

Характеристики электрических приводов клапана включают:

  • Корпуса NEMA – Электроприводы клапанов часто размещаются в корпусах, сертифицированных Национальной ассоциацией производителей электрооборудования (NEMA), торговой организацией, которая определяет стандарты безопасности для электрического оборудования.Есть четыре стандартных варианта.

Тип 4

Предназначен для использования в помещении или на открытом воздухе. Обеспечивает степень защиты от контакта с закрытым оборудованием, падающей грязью, дождем, мокрым снегом, снегом и переносимой ветром пылью, водяными брызгами и струей воды из шланга. Не поврежден внешним обледенением вольера.

Тип 4X

Корпуса, предназначенные для использования внутри или вне помещений, чтобы обеспечить определенную степень защиты персонала от случайного контакта с закрытым оборудованием; чтобы обеспечить определенную степень защиты от падающей грязи, дождя, мокрого снега, снега, переносимой ветром пыли, водяных брызг, воды из шланга и коррозии; и это не будет повреждено из-за образования льда на кожухе.

Тип 7

Разработан для использования внутри помещений в опасных зонах, классифицированных как Класс I, Раздел 1, Группы A, B, C или D согласно определению NFPA70.

Тип 9

Корпуса, сконструированные для использования внутри помещений во взрывоопасных зонах, классифицируемых как Класс II, Раздел 1, Группы E, F или G согласно определению NFPA (Национальное агентство противопожарной защиты) 70.

Защита от превышения крутящего момента – Электрические приводы клапанов с защитой от превышения крутящего момента используют датчик для отключения двигателя при превышении заданного уровня крутящего момента.

Ограничители хода – Ограничители хода ограничивают прямолинейное или вращательное движение привода.

Концевые выключатели – Привод имеет электромеханический концевой выключатель (контакты) или бесконтактный датчик приближения, который позволяет контролировать положение / состояние привода из удаленного места с использованием соответствующих соединений. Обычно сигнал (или его отсутствие) порождает какое-то действие в процессе.

Местные индикаторы положения – Местные индикаторы положения обеспечивают визуальное отображение положения клапана в зависимости от работы с помощью встроенных кнопок и элементов управления.Электрический датчик положения сравнивает сигнал клапана с управляющим сигналом и передает соответствующий сигнал на электродвигатель. Некоторые позиционеры изменяют скорость двигателя пропорционально ошибке между двумя сигналами.

Встроенные кнопки и элементы управления – Привод имеет опции контроллера, которые позволяют управлять приводом локально.

Ручное дублирование – Маховики, рычаги и гидравлические ручные насосы, которые можно использовать для ручного управления электрическими исполнительными механизмами в случае аварии.Эта функция безопасности настоятельно рекомендуется для использования в аварийных ситуациях, которые могут потребовать ручного срабатывания клапана.

Термостаты и защита от тепловой перегрузки – Защита от тепловой перегрузки используется для защиты электродвигателя, если электродвигатель выполняет больше работы, чем рассчитан. Защита от перегрузки отрегулирует скорость двигателя, если он станет слишком горячим во время использования.

ресурсов

Несбитт, Брайан. Международное руководство по клапанам: Справочник по клапанам и приводам.Оксфорд: Баттерворт-Хайнеманн, 2007. Печать.

Кредиты изображений:

Самсон | Производство Эллиотта | Амстронг


Прочитать информацию о пользователях об электрических приводах клапанов

Базовые типы и конструкции ~ Изучение контрольно-измерительной техники

Привод – это узел, прикрепленный к регулирующему клапану, чтобы обеспечить питание для перемещения подвижных частей – заглушки, шара или лопасти. Работа регулирующего клапана по существу включает в себя размещение этих подвижных частей (плунжера, шара или лопасти) относительно неподвижного седла клапана.В связи с этим привод клапана выполняет две основные функции:

(1) Переместите подвижные части в положение, требуемое управляющим сигналом

.

(2) Обеспечьте положение по умолчанию, когда нет доступной мощности привода, например, закройте или откройте клапан или удерживайте его в текущем положении.

В контуре управления клапаном привод принимает сигнал от системы управления и в ответ перемещает клапан либо в полностью открытое, либо в полностью закрытое положение, либо в промежуточное положение, в зависимости от того, используется ли управление ВКЛ / ВЫКЛ или непрерывное управление.

Типы приводов для регулирующих клапанов

Привод обеспечивает приводную мощность для работы частей клапана во всех условиях потока регулирующего клапана, а также надежно удерживает его в закрытом состоянии, когда это необходимо. Сегодня используются три основных типа мощности привода исполнительного механизма:

(1) Пневматический

(2) Электрооборудование

(3) Гидравлический

Пневматические приводы

  • Это наиболее распространенный способ срабатывания
  • Они способны передавать необходимые силы с адекватной скоростью движения для большинства применений
  • Они обеспечивают отказоустойчивое реагирование на потерю мощности привода за счет включения комплектов пружин в их конструкцию.
  • Они изначально безопасны против опасности взрыва
  • Обычные конструкции включают поршневые, диафрагменные или поворотные лопасти.

Электроприводы

  • В электрическом приводе используется электродвигатель и редукторный привод для перемещения клапана в линейном или вращательном режиме.
  • Их можно использовать для двухпозиционных запорных клапанов большого размера
  • Они все чаще используются для обеспечения непрерывного управления позиционированием, обеспечивая обратную связь по положению с контроллером, обеспечивающим реверсивное приводное действие с переменной скоростью
  • Они широко применяются в электроэнергетике, водоснабжении / водоочистных сооружениях, фармацевтической промышленности и т. Д.

Гидравлические приводы

  • Они используют давление жидкости для перемещения механизма клапана
  • Практически во всех конструкциях гидравлических приводов для преобразования давления жидкости в механическую силу используется поршень, а не диафрагма.
  • Они создают огромное количество механической силы, поэтому используются в больших запорных клапанах на газопроводах
  • Они демонстрируют очень устойчивое положение благодаря несжимаемости гидравлического масла
  • Некоторые конструкции приводов сочетают в себе гидравлическую и электрическую энергию, в результате чего получается так называемый электрогидравлический клапан
  • Типичный электрогидравлический клапан состоит из гидравлического блока с электрическим приводом, подающего жидкость под давлением, привода, установленного соответствующим образом, и соединения со штоком клапана с помощью маховика для ручного управления.
    • Электрогидравлические приводы
  • идеально подходят для изолированных мест, где пневматическое давление питания недоступно, но где требуется точный контроль положения плунжера клапана.

Мембранные приводы

Эти типы пневматических приводов очень распространены, они используют гибкую диафрагму для герметизации камеры давления и способны создавать значительную движущую силу при относительно низком давлении из-за достижимой большой площади поперечного сечения.Напомним, что:

Давление = Сила / Площадь


Следовательно, Сила = Давление * Площадь

Следовательно, при относительно небольшом давлении и большой площади большое приводное усилие может быть создано диафрагменным приводом.

Мембранные приводы в целом подразделяются на:

(1) Линейные мембранные приводы

(2) Поворотные мембранные приводы

Оба типа приводов используют принцип мембранной камеры, но поворотный тип просто имеет кривошип или зубчатую рейку для преобразования линейного движения в диапазон вращения 90 градусов.Основные части мембранного привода показаны на схеме ниже:

Схема мембранного пневматического привода

Приводы прямого и обратного действия

Пневматические мембранные приводы используют подачу воздуха от контроллера, позиционера или любого другого источника. В основном они используются с регулирующими клапанами со скользящим штоком – шаровыми клапанами. Пневматический привод может осуществляться двумя способами:

(1) прямого действия

(2) обратного действия

Мембранные приводы прямого действия

В приводе этого типа давление воздуха толкает мембрану вниз и выдвигает шток привода, который, в свою очередь, закрывает клапан.Когда давление воздуха сброшено, шток втягивается пружиной сжатия. Следовательно, этот клапан обозначается как клапан с пневматическим открытием и закрытием при отказе (ATC – FO):

.
Мембранный пневматический привод прямого действия

Мембранные приводы обратного действия

Здесь давление воздуха толкает мембрану вверх и втягивает или подтягивает шток привода, который, в свою очередь, открывает клапан. Когда давление воздуха сбрасывается, шток прижимается пружинами сжатия.Следовательно, этот клапан обозначается как клапан «воздух для открытия и закрытия».

Мембранный привод обратного действия

Поле – реверсивные многопружинные приводы

Эти типы приводов могут быть собраны для прямого или обратного действия в пределах производственной зоны путем изменения точки подключения давления воздуха к верхней или нижней части привода клапана (см. Диаграммы для поршневых приводов двойного действия ниже, чтобы понять, что означает Область применения ОБРАТНЫЙ ).

Поршневые приводы

В поршневых приводах сжатый воздух подается к твердому поршню в цилиндрической камере для приведения в действие штока поршня, а шток поршня, в свою очередь, соединяется со штоком клапана посредством соединительного механизма. Схема базовой конструкции поршневого привода показана ниже:

Схема поршневого привода

Поршневые приводы бывают одностороннего действия (см. Схематическую диаграмму поршневого привода выше) и двухстороннего действия.Конструкции одностороннего действия приводят поршень в движение против пружины, в то время как конструкции двойного действия имеют два противоположных цилиндра с воздухом, подаваемым на сторону привода, в то время как противоположная сторона вентилируется или сбрасывается в контур возврата воздуха. Схема поршневых приводов двойного действия показана ниже:

Схема реверсивных поршневых приводов двустороннего действия в полевых условиях

Основные сведения о поршневых приводах :

  • Они могут быть спроектированы так, чтобы обеспечивать высокое давление воздуха для поршней относительно небольшого диаметра
  • Поршневые приводы могут использовать источники сжатого воздуха высокого давления 6-10 бар изб.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Автор: ООО Приоритет-Пермь 2019 © Все права защищены.
Карта сайта