Принцип работы электрозадвижек для трубопроводов и область их применения

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

Принцип работы электрозадвижки

В конструктивном исполнении существует несколько видов задвижек:

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

В большинстве случаев при работе электропривода используется клиновое исполнение задвижек

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

Рис. 1: Червячный редуктор

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

Рис. 2: Внешний вид электрозадвижки

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

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

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

Блок схема устройства электрозадвижки показана на рис. 3.

Рис.3: Блок схема управления задвижкой

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

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

Рис. 4: Электрическая схема подключения электропривода

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

Материалы изготовления электрозадвижек

Изготавливаются задвижки из следующих видов металлов:

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

В чем преимущество использования электрозадвижек?

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

Также обеспечиваются другие преимущества:

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

Классификация задвижек с электроприводом.

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

Рис. 5: Задвижка 30с941нж

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

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

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

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

«нж» – материал уплотнителя, нержавеющая сталь.

Остальные типы маркировки указаны на рис. 6.

Рис. 6: Таблица фигур запорной арматуры

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

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

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

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

Виды электрозадвижек и систем управления

По системам управления электроприводами различают несколько типов:

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

Правила установки и регулировки

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

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

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

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

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

Срок службы и рекомендации по эксплуатации

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

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

Задвижка с электроприводом любого типа

Задвижка с электроприводом находит свое применение в промышленной среде и на предприятиях в качестве альтернативного варианта такому способу управления регулирующей запорной арматуры, как ручное, пневматическое, электромагнитное или гидравлическое, учитывая назначение и условия эксплуатации.

Электропривод служит для автоматизации и механизации запорной трубопроводной арматуры и представляет собой исполнительный механизм. В основном электроприводы применяются для удаленного и перманентного регулирования (такого, как закрытие и открытие) запорного механизма.
Помимо таких приводов в индустрии применяются также и другие их типы, такие как пневматические, электромагнитные и гидравлические арматурные.
Купить задвижки с электроприводом можно в нашей компании «Аглант», с бесплатной доставкой по Москве и области.

Двигатель привода может быть переменного либо постоянного тока, многооборотные, неполноповоротные и прямоходные, а по типу редуктора они делятся на червячные, планетарные, цилиндрические, кулисно-винтовые и сложные.

Электропривод или ручной ?

Электропривод в сравнении с ручным методом управления имеет ряд таких особенностей, как :

— эксплуатация при температурном режиме до минус 60 °С без необходимости внутреннего подогрева
— возможность работы с различными размерами условного прохода (Ду) арматуры, от минимального до максимума
— сравнительная простота коммутации и установки на арматуре, также возможность монтажа на расстоянии от нее
— может применяться для механизации задвижки с ручным управлением без каких либо конфликтов, равно как и для непрерывного управления запорной арматурой.

Также, среди отличий от остальных типов задвижка под электропривод имеет как местную, так и удаленную сигнализацию крайних и промежуточных рабочих положений, с подачей информации на пульт и, в случае заедания подвижных механизмов или неисправностей от попадания посторонних частиц в ее полости, блокировку либо прекращение функционирования арматуры, без каких либо последствий произвольного перемещения ее рабочих органов.
Основным преимуществом задвижек с электроприводом перед устройствами с другими типами управления является стойкость к окружающим погодным условиям рабочей среды — ни минусовая температура, равно как и жаркие климатические условия не оказывают критического воздействия на электропривод.

Недостатками электроприводов являются большая степень износа деталей и радиопомехи, вызванные контактами привода, на объектах с повышенной взрывоопасностью такие приводы не применяются.

Как сделать заказ у нас?

Задвижка фланцевая с электроприводом и не только доступна в широком ассортименте для приобретения у нас. Достаточно лишь обратиться к нашему менеджеру любым удобным для Вас способом, позвонить, заполнить обратную форму на нашем сайте или написав нам на почту, после чего наш сотрудник свяжется с Вами и поможет в вопросах по интересующим вас вопросам касаемо приобретаемого товара. Доставка по Москве и МО производится бесплатно и в кратчайшие сроки, а доставка по России — до терминалов транспортных компаний в таких регионах, как : Краснодарский край, Свердловская область, Челябинская область, Астраханский край, республика Крым, Пензенская область, Хабаровский край, Самарская область, Волгоградская область.

Схема управления задвижкой с концевыми выключателями

Задвижка с электроприводом – это запирающая поток арматура трубопровода, которая приводится в движение действием электрического тока. Подобные устройства применяют для быстрой регулировки потока рабочей среды в трубопроводе. Управление задвижкой с электроприводом осуществляется дистанционно или в ручном режиме.

Такие устройства расширяют возможности регулирования потоков в зависимости от выбранных или реальных параметров давления и температуры. Инициирует непосредственное движение запора специальное устройство – электрический привод.

Где используют задвижки с электроприводом

Установить запорную арматуру, которая приводится в действие электрическим током, можно как на бытовой трубопровод, так и на промышленные коммуникации, магистрали. Вариативность диаметра труб от 1,5 см до 200 см. Задвижки имеют тот же диаметр, что и участок трубы, на который они устанавливаются.

Установка запорных устройств с электроприводом целесообразна в местах, где ручное управление потоком затруднено.

• в местах, где доступ для ручной регулировки затруднён;
• на трубопроводах, находящихся в местах, представляющих опасность для здоровья человека;
• на участках, нуждающихся в автоматическом регулировании.

Задвижки применяют для регулирования, открывания, закрывания потоков жидкостей, газов. В строительстве это коммуникации жизнеобеспечения:

• водоснабжения (ДУ 50, ДУ 32);
• водоотведения (ДУ 50, ДУ 100);
• канализации (ДУ 100).

Особые, реечные задвижки с электроприводом используют в погружных насосах для автоматизации регулировки подачи воды. Запорное устройство оснащено шибером.

В промышленности задвижки с электроприводом позволяют автоматизировать подачу, отведение жидкостей, газов в автоматическом режиме. Работа электрозадвижки осуществляется через коммуникационный шкаф.

Обратите внимание! Задвижки с электроприводом без специальной защиты не устанавливают во взрывоопасных трубопроводах, помещениях.

Функции и принцип действия

Задвижки с электроприводом выполняют обычные функции запорной арматуры – запорную и регулирующую:

• перекрывают трубу полностью или частично;
• открывают просвет трубы для высвобождения потока.

Рекомендуем ознакомиться: Беседка своими руками из профильной трубы

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

Наладочный режим функционирования используют после установки или замены (ремонта). Здесь последовательно подаются команды (замыкают контакты) на электропривод, которые он «запоминает» и в дальнейшей эксплуатации использует. Наладку работы электропривода осуществляют после установки, при ручном регулировании крайних положений (открыто\закрыто).

Автоматический режим — это режим функционирования запорного устройства, когда электропривод настроен на перемену параметров потока, его давления, температуры. Изменение параметров фиксирую специальные датчики. Они же «подают сигнал» на контролирующую схему, замыкаются контакты, подаётся магнитный Электропривод устанавливает перекрывающий механизм в требуемое положение.

Дистанционный режим – это когда работа электропривода задвижки регулируется с пульта управления оператором в ручном режиме.

Обратите внимание! Каждая задвижка, оснащённая электроприводным устройством, остаётся доступной для ручного управления.

Варианты приводов

Электрические приводы, который используются в данном типе арматуры, производятся в условиях современного производства. Жесткие ГОСТы подразумевают:

• определенные климатические параметры,
• высокий уровень защиты от взрыва,
• муфту, которая имеет ограничение крутящего момента и бывает разных типов.

Во многом выбор привода обусловлен тем, где будет работать конструкция – в помещении, под навесом или же под открытым небом.

Климатические особенности, соответствующие ГОСТу 15150-69, отображаются в маркировке:

• температурные параметры от плюс сорока градусов и до минус сорока пяти обозначаются литерой «У» с цифрами 1 или 2;
• температура от + 40 до – 60 имеет иную маркировку – УХЛ и цифрами 1 и 2;
• температура от + 50 до минус десяти – литера «Т» с цифрами 1 и 2.

При этом существует и определенный запас, ведь испытания подтверждают отличные показатели работы электроприводов УХЛ1 и УХЛ2 в задвижках при температурном пороге в – 70 градусов, точно также, как приводы Т1 и Т2 работают при + 60 оС. Узел с электроприводом отвечает за свой участок работы, однако он всегда важен в общем списке поставленных задач.

В современных приводах существует два типа управления – ручное механическое и дистанционное при помощи пульта. И то, и другое управление обладают надежностью, а различаются лишь некоторыми производственными особенностями и комфортом.

Электропривод в задвижке отвечает за такие действия:

• Своевременно закрыть и открыть механизм, удерживать его в промежуточных положениях, если этого требует технологический процесс.
• Автоматически отключать узел в случае аварийных ситуаций, а также при достижении крайних положений.
• Сигнал на пульте (в случае с дистанционным управлением), оповещающий о крайнем положении запорного устройства задвижки.

Задвижка с электроприводом, которая подобрана точно под стандарт, обладает не только надежностью, но и удобством в эксплуатации, без чего невозможна нормальная эксплуатация. Помимо качественных материалов и технологий современный потребитель всегда выбирает отличные эксплуатационные качества и приемлемые цены.

Достоинства и недостатки

Задвижка с электроприводом по своему функционалу ничем не отличается от обычной запорной арматуры, которая регулируется в ручном режиме.

К достоинствам электрорегулировки относят:

• возможность быстро, но плавно регулировать потоки в трубопроводе;
• возможность установки регулирования в автоматическом режиме;
• доступность установки запорной арматуры на труднодоступных, удалённых участках трубопровода;
• возможность без больших физических усилий закрывать, открывать запорные вентили на трубопроводах большого диаметра;
• возможность дистанционного управления потоками, мгновенное срабатывание механизма после включения;
• антикоррозийная устойчивость;
• механизм запорного устройства в положении «открыто» не создаёт сопротивления потоку;
• механизмы просты в управлении, хотя и требуют установки шкафа регулировки работы (этот же шкаф обеспечивает ровное напряжение, подаваемое на механизм привода).

• запрет на установку электропривода на взрывоопасных объектах;
• возможность разгерметизации механизма, в случае некачественных прокладок;
• необходимость бесперебойного электроснабжения.

Обратите внимание! На случай отключения электроснабжения, падения напряжения на транспортировочных сетях устанавливают специальные системы безопасности. Эти устройства срабатывают в зависимости от показателей рабочего напряжения электросети.

Разновидности запорной электроарматуры

Для электрозапорной арматуры нет ограничений по диаметру трубы. Соединение с трубопроводом фланцевое.

Рекомендуем ознакомиться: Как сделать сарай из профиля своими руками

По конструкции различают запорную арматуру:

Дисковую. Запорная мембрана представляет собой диск, который установлен либо под углом к потоку, либо перпендикулярно (закрытое положение). Дисковые задвижки просты в устройстве, несложны в ремонте, недороги. Экономичный вариант подобного устройства комбинированный, когда мембрана изготовлена из нержавеющей стали, а корпус из обычной. Не применяется в трубопроводах, которые находятся под высоким давлением.

Коническую или клиновую. Запорный механизм выполнен в виде клина с выдвижным шпинделем, который входит в клиновидное седло. Используют в трубопроводах с «чистым» носителем, поскольку устройство легко подвергается механической коррозии и выходит из строя.

Параллельную. Устройства имеют два параллельных седла с дисками. Различают шиберные и шланговые.

По способу расположения ходового механизма различают:

• с выдвижным шпинделем;
• с невыдвижным шпинделем.

Принципиально разное расположение поворотного механизма влияет на возможности сферу использования запорного устройства.

• Резьба выдвижного шпинделя располагается вне тела задвижки. Это требует простора для установки, но защищает механизм от повреждения внутренней, часто агрессивной средой транспортируемой субстанции.
• Невыдвижной шпиндель тот, у которого резьба ходового узла находится в любом положении (открыто, закрыто) внутри тела задвижки. Такую арматуру можно установить в ограниченном пространстве, в труднодоступном месте. Однако в процессе эксплуатации механизм подвергается разрушительному действию агрессивной среды транспортируемого вещества. Это приводит к поломкам, а ремонт осложняется труднодоступностью.

Различают следующие разновидности электропривода для запорной арматуры:

• многооборотный;
• интегрированный многооборотный;
• взрывозащищенный;
• интегрированный многооборотный взрывозащищенный.

Электроарматура запорная изготавливается как из чугуна, так и из стали. Выбирают задвижку исходя из особенностей эксплуатационных условий (температуры, давления потока).

Стальные устройства имеют перед чугунными следующие преимущества:

• они более устойчивы для работы с высоким давлением в трубопроводе (зависит от типа запорного механизма);
• долговечны, не подвержены коррозии (нержавейка);
• устойчивы к гидроударам, перепадам температурного режима.

Обратите внимание! Без электрозапорных устройств функционирование современных коммуникаций жизнеобеспечения, промышленное производство (с применением транспортировки жидкостей и газов) невозможны.

Технические характеристики

Тип запорного устройства и его характеристики зависят от параметров трубопровода и перемещаемой среды. Мощность электропривода клапана выбирают в зависимости от размера корпуса и диаметра присоединений к трубопроводу. Так как проходная часть корпуса имеет большое гидравлическое сопротивление, то для перекрытия потока необходимо приложить достаточное усилие. Это достигается не только увеличением мощности электродвигателя, но и типом редуктора (с коническими или цилиндрическими шестернями).

Важным параметром для задвижки является время полного открытия (закрытия) проходной части. В связи с тем, что эта величина составляет 30-80 секунд, то использование таких заслонок в качестве быстродействующих клапанов не имеет смысла.

На трубопроводах, имеющих высокие параметры рабочих сред, устанавливают вварные задвижки. Если движущийся поток имеет большую температуру, то привод монтируют рядом с запорной арматурой, т.к. корпус закрывается теплоизоляцией. Отдельно стоящий двигатель меньше подвержен тепловому воздействию.

Приводы электрифицированных запорных устройств различаются между собой типом используемого двигателя и конструкцией редуктора. В большинстве задвижек используются моторы переменного тока с цилиндрическими или червячными редукторами.

Запорный орган у задвижек выполнен в виде клинового затвора, обоймы которого чаще всего изготавливаются в виде 2 дисков, между ними вставлен распорный элемент. При движении шпинделя вниз, происходит перекрытие канала, а герметичность достигается плотным прилеганием половинок затвора к седлам, расположенным наклонно.

Некоторые конструкции предусматривают перекрытие потока среды обрезиненным клином. Такая арматура может применяться в трубопроводах с жидкостью, не имеющей механических примесей. В противном случае электроприводной клапан будет негерметичен. Не разрешается использование запорной арматуры в качестве регулирующей.