Электрический привод арматуры

Арматура с электроприводом на нефтеперерабатывающем заводе

.

Электрический привод арматуры — это устройство, являющееся видом электрических приводов, служащее для механизации и автоматизации трубопроводной арматуры, и широко применяющееся во всех отраслях промышленности, играя важнейшую роль практически во всех технологических процессах. Чаще всего электропривода используются для дистанционного управления арматурой, её открытия и закрытия, а также для определения положения арматуры. Кроме электрических приводов, существуют пневматические, гидравлические и электромагнитные арматурные привода^[1].

Классификация

Электрический многооборотный привод на шиберной задвижке

Электрический неполноповоротный привод на дисковом затворе

В зависимости от рода тока приводы изготовляются с двигателями переменного тока и, реже, с двигателями постоянного тока. Они могут содержать ограничительное силовое устройство или быть без него. По принципу действия этого устройства приводы подразделяются на фрикционные, фрикционно-кулачковые, электромеханические, электромагнитные, электрические, электронные.

По конструкции редуктора приводы делят на:

• червячные
• планетарные
• цилиндрические
• кулисно-винтовые
• сложные (состоящие из двух или более типов передач)

В зависимости от величины и вида перемещения выходного элемента различают приводы:

• многооборотные
• неполноповоротные
• прямоходные^[1]

Устройство

Разрез электрического привода арматуры.

Электродвигатель (1)

Источник движения. Чаще всего в приводах используются двигатели переменного тока.

Силовое ограничительное устройство и путевые выключатели (2)

Первое предназначено для предупреждения поломки или перегрузки арматуры. Иногда сочетается с тормозным (депфирующим) устройством, для исключения влияния на арматуру инерции движущихся деталей. Путевые выключатели служат для сигнализации положения рабочего органа, отключения двигателя от источника энергии, блокировки работы двигателя с работой других механизмов.

Редуктор (3)

Служит для преобразования вида и скорости движения выходного элемента двигателя в соответствии с назначением управляемой арматуры.

Крепление к арматуре (4)

Обычно состоит из фланцевого соединения, жестко скрепляющего корпуса привода и арматуры, и муфты, соединяющей валы привода и арматуры.

Ручной дублер (5)

Необходим для управления арматурой при наладочных работах, а также при отсутствии энергии для двигателя. Снабжается переключателем в ручное положение для исключения травмирования обслуживающего персонала, если во время ручного управления привод будет подключен к сети.

Указатель положения и датчики привода (6)

Указатель положения предназначен для местного указания степени открытия арматуры в любой момент времени. Датчик положения рабочего органа используется на запорной арматуре для дистанционного указания степени открытия арматуры в данный момент времени, на регулирующей — как элемент обратной связи (по положению регулирующего органа арматуры).

Электрические соединения (7)

К ним подключаются кабель питания арматуры и кабель, по которому поступают сигналы от устройств и датчиков арматуры.

Подключение промышленной сети (8)

Многие современные приводы снабжаются входами для коннекторов промышленных сетей, что играет важную роль для предприятий с развитой АСУ ТП.

Достоинства и недостатки

Электроприводу не страшен сибирский мороз…

…и пески Сахары

Достоинства

Широкое применение электропривода для управления арматурой объясняется рядом его достоинств и преимуществ по сравнению с другими видами приводов:

• он может обеспечить централизованное управление любыми типами и классами арматуры;
• способен обслуживать арматуру разных размеров условного прохода, от минимального до максимального;
• к электроприводу требуется подвод только одного вида энергии, а при монтаже схемы управления приводом имеется мало вынесенных и при этом несложных электрических соединений;
• в отличие от большинства других приводов он может монтироваться не только непосредственно на арматуре, но и на расстоянии от неё;
• может быть снятым с действующей арматуры (для ремонта), не создавая опасности самопроизвольного изменения положения рабочего органа;
• возможно его использование для механизации действующей арматуры, снабженной маховиком ручного управления, без переделки последней;
• электросеть свободна от недостатков, свойственных другим сетям (засорение, обмерзание и т. д.).

Не существует других приводов, использующих один вид энергии, которые были бы в состоянии обеспечить местную и дистанционную сигнализацию как крайних положений рабочего органа арматуры, так и промежуточных; подачу сигнала на пульт в случае заедания подвижных частей арматуры или попадания посторонних предметов в её полости; блокировку работы арматуры; остановку рабочего органа арматуры в промежуточном положении без опасности его самопроизвольного перемещения^[1].

Недостатки

Электрические приводы имеют и ряд недостатков:

• привод содержит самотормозящий элемент (червячная пара), обладающий невысоким КПД $~ \eta \leq 0.5$. По этой причине ресурс указанных пар не превышает нескольких десятков тысяч циклов, что явно недостаточно, например, для управления регулирующей арматурой средних и больших условных проходов;
• детали электроприводов подвержены износу в большей степени, чем детали некоторых других, поэтому они нуждаются в регулярном обслуживании, уходе;
• контакты привода являются источниками радиопомех;

Не рекомендуется использовать электропривод для управления быстродействующей (отсечной) арматурой, что связано с трудностью уменьшения влияния на арматуру инерционных масс привода. Нецелесообразно применение электропривода в случаях, когда его питание должно осуществляться от автономного источника энергии (наиболее целесообразная форма хранения энергии — сжатый воздух). Нельзя испоьзовать электропривод, если по условиям эксплуатации требуется, чтобы при отсутствии энергии рабочий орган управляемой арматуры принял одно из крайних положений. Не используется электропривод для работы на объектах особой взрывоопасности^[1].

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4} Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник. Под общей редакцией С. И. Косых. Л.: Машиностроение, 1982.

См. также

• Пневматический привод арматуры
• Электрический однооборотный исполнительный механизм