Виды управления затворов дисковых поворотных

По способу управления затворы дисковые поворотные подразделяются на:

• - ручной (рукоятка);
• - ручной с редуктором;
• - электрический (в том числе с возможностью ручного дублирования, например, в случае отсутствияэлектричества , проведения наладочных работ или неисправности электродвигателя);
• - пневматический;
• - гидравлический;
• - комбинированный.

Рисунок 1 – Виды управления затворами Ручной привод (рукоятка) применяется на затворах с номинальным диаметром не более DN200-DN300 с невысоким крутящим моментом. (Рисунок 1а)

На затворах с большим номинальном диаметром и крутящим моментом управление осуществляется с помощью редуктора. (Рисунок 1б). Так, например, затворы дисковые поворотные NIFTI серии BF(SDV) укомплектованы червячным редуктором SAMBO серии SBWG (Южная Корея). (Рисунок 1в)

Для работы в системах автоматического управления технологическим процессом, в опасных, труднодоступных местах применяется управление с помощью электропривода. (Рисунок 1г).

Пневматический привод применяется в пожаро- и взрывоопасных местах, либо, когда требуется быстродействие открытия/закрытия (системы пожаротушения), либо, когда уже имеется в наличии компрессорная система сжатого воздуха. На рисунке 1д представлен затвор дисковый поворотный с пневмоприводом SUNG DO, а на рисунке 1е представлен пример пневмопривода SUNG DO моделиSDAC 10DA ~ 1750DA / SDAC 20SR ~ 1750SR.

Гидравлические и комбинированные привода используется при высоких значениях требуемого крутящего момента в специальных производствах и распространены не так широко.

Рассмотрим более подробно электро- и пневмопривода для затворов дисковых поворотных.
ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ.
Основные производители электроприводов для затворов дисковых поворотных представлены в таблице1:
Таблица 1 – Основные производители электроприводов

Для правильного подбора электропривода к затвору дисковому поворотному необходимо знать следующие параметры:

• Номинальный диаметр DN и номинальное давление PN затвора.
• Назначение затвора: запорный, регулирующий.
• Тип и размер присоединительного фланца и вала (эскиз):
• тип фланца по ISO5211 для неполнооборотных (четвертьоборотных) приводов;
• тип фланца по ISO5210 для многооборотных приводов, выдерживающих осевую нагрузку;
• Часто многооборотные электропривода используют совместно с неполнооборотными редукторами, такие электропривода в сборе в целом называются также неполнооборотными.
• тип вала: со шпонкой, квадрат, иной тип.
• Крутящий момент на вале (максимальный), Н·м.
• Количество оборотов закрытия затвора, об., частота вращения привода, об/мин.
• Требуемое время закрытия: не более/не менее, с.
• Режим работы (количество запусков в час): кратковременный S2 (10-15 мин работы привода), S2 (30 мин), повторно-кратковременный S4 (нагружение 25%), S4 (нагружение 50% время открытия/закрытия одинаковое с временем паузы).
• Температура окружающей среды минимальная/максимальная, °С.
• Исполнение привода: общепромышленное, взрывозащищённое (1ExdIIBT4 Gb, 1Ex d IIC T4 Gb по ГОСТ 30852.1-2002, атомное (для АЭС по ТУ), шахтное (PBExedI), морское.
• Рабочее напряжение питания: В, Гц, количество фаз.
• Степень защиты оболочки привода (ГОСТ 14254-2015): IP54, IP65, IP67, IP68.
• Степень защиты оболочки привода от коррозии: KN (стандарт). KS (агрессивная среда), KX (экстремально агрессивная среда).
• Концевые выключатели (для ограничения конечного положения диска затвора): одиночные, сдвоенные.
• Промежуточные выключатели (для ограничения промежуточного положения диска затвора): одиночные, сдвоенные.
• Моментные выключатели (в случае заедания выходного вала отключается питание электропривода): одиночные, сдвоенные.
• Защита двигателя от перегрева: наличие терморезисторов – встроенный в обмотку датчик температуры
• (размыкающийся контакт, настроенный на определённое значение температуры).
• Индикатор положения диска затвора (угла поворота): механический, цифровой дисплей, жидкокристаллический дисплей.
• Дистанционный указатель положения выходного вала электропривода: токовый (4-20 мА), реостатный, индуктивный.
• Управление приводом: встроенный блок управления, внешнее управление (шкаф, пульт).
• Монтаж блока управления: на приводе, настенный.
• Местное управление: кнопки (откр/стоп/закрыт), селектор –используется для выбора режима управления (Дистанционный или Местный). В зависимости от положения ключа селектора кнопки активируют либо работу привода от электродвигателя, либо запрос сигналов о положении, либо навигацию в меню. Ключ-селектор может быть заблокирован в каждом из трёх положений (местн/выкл/дист). механическая блокировка (замок).
• Питание цепей управления: от встроенного источника, от внешнего источника.
• Дистанционное управление:
• 24 В DC – сигнал управления постоянным током 24В в режиме открыть-стоп-закрыть, является стандартным способом управления;
• позиционер (4-20 мА) – наиболее часто используемый универсальный аналоговый интерфейс управления электроприводами посредством интеллектуальных блоков управления;
• Modbus – является простым, но многофункциональным протоколом соединения по полевой шине, используется для управления электроприводами посредством интеллектуальных блоков управления. Предлагаются различные функции автоматизации (обмен простой информацией в двоичном коде, аналоговыми значениями, параметрами устройств, диагностическими данными и др.). Для автоматизации установок часто используется простой и надёжный физический уровень передачи данных RS-485. На основе этого интерфейса Modbus поддерживает формат передачи данных в виде пакетов (телеграмм) (Modbus RTU, Modbus ASCII и др.). При использовании версии ModbusTCP/IPс Ethernetчасто реализуется интеграция в вышестоящую систему автоматизации. Области применения: установки для обработки воды, для очистки сточных вод, насосные станции, нефтебазы. Высокая скорость передачи данных (до 115,2 Profibus – открытая промышленная сеть, используется для управления электроприводами посредством интеллектуальных блоков управления. В данной сети центральные контроллеры (программируемые логические контроллеры) связаны с их распределёнными полевыми устройствами через высокоскоростную последовательную связь. Большинство передач данных осуществляется циклическим способом. Высокая скорость передачи данных (до 1,5 Мбит/с);
• FieldbusFoundation– специально предназначена для автоматизации процессов. Физическая среда передачи данных применяет протоколы FF H1 на базе стандартов IEC 61158-2 и ISA SP 50.02.
• Дублирование по цифровой шине: да, нет.
• Характеристики кабеля: тип кабеля (бронированный, небронированный), комплект кабельных вводов (да, нет), наружный диаметр кабеля и количество.

ПНЕВМОПРИВОДЫ.
К числу основных преимуществ пневмоприводов следует отнести:

• взрывобезопасность и пожаробезопасность;
• простота конструкции и подключения;
• длительный срок службы и большой ресурс (до нескольких миллионов циклов);
• возможность регулирования скорости работы путём изменения расхода воздуха;
• относительно небольшой вес;
• невысокая чувствительность к изменению температуры окружающей среды.

Недостатки пневмоприводов:
Наряду с достоинствами у пневматических приводов есть и недостатки, основным из которых является невозможность точной фиксации в заданных промежуточных положениях, поэтому они редко применяются совместно с регулирующей арматурой. Без применения дорогостоящих позиционеров они также не способны обеспечить плавность и точность хода, стабильную скорость при переменной нагрузке. По производительности пневматические исполнительные механизмы уступают гидравлическим. Ещё одна сложность связана с организацией системы питания пневмопривода и получения сигналов обратной связи.
В зависимости от конструктивного исполнения пневмоприводы подразделяются на:

• поршневые;
• мембранные;
• cильфонные;
• струйные;
• лопастные

Пневмоприводы позволяют:

• дистанционно по командам с пульта управления производить открытие и закрытие запорного устройства арматуры;
• перемещать запирающий элемент арматуры в режиме местного управления с помощью ручного дублёра;
• передавать сигнал на пульт управления о крайних положениях рабочего органа арматуры.

Принцип действия и конструкция на примере пневмопривода SUNGDO модели SDAC реечно-зубчатого типа с возвратной пружиной приведён на рисунке 2.

Рисунок 2 – Принцип работы пневмопривода SUNG DO
реечно-зубчатого типа с возвратной пружиной. Воздух поступает в порт «А», раздвигая поршни друг от друга, вращая зубчатый вал против часовой стрелки, сдавливая пружины и выпуская воздух из порта «В». Потеря давления происходит из-за того, что пружины двигают поршни друг к другу, вращая зубчатый вал по часовой стрелке и выпуская воздух из порта «А».
Крутящий момент (Н·м) на выходе представлен в таблице 2.

Таблица 2 – Крутящий момент на выходе, Н·м

Размеры пневмопривода SUNG DO модели SDAC представлены на рисунке 3 и в таблице 3.

Рисунок 3 – Размеры пневмопривода

Таблица 3 – Размеры пневмопривода, мм