Клапаны с электроприводом в системах автоматизации (7 видео)

Этой статьей мы начинаем цикл материалов, посвященных отдельным элементам систем автоматизации. В первой статье мы познакомимся с назначением, устройством и принципом действия электромагнитных клапанов с электроприводом.

Клапаны представляют собой устройства, которые регулируют: давление, температуру, направление потока жидкости или газа в трубопроводе.

Все клапаны можно разделить на нерегулируемые и регулируемые, в которых геометрические размеры рабочих окон или их число зависят не только от параметров потока жидкости, но и от воздействия извне. Можно выделить клапаны: переливные, редукционные, предохранительные, обратные и переключающие.

Регулируемый клапан — клапан, изменяющий расход жидкости (газа), который поступает в объект регулирования или отводится из него.

Регулируемый клапан представляет собой изменяемое гидравлическое сопротивление с переменной площадью проходного сечения от нуля (при посадке плунжера в седло) до максимума (при полностью открытом клапане) и с переменным коэффициентом местного сопротивления, ибо скорость потока меняется по величине и направлению. Наиболее часто регулируемый клапан сочленяется исполнительными механизмами и обычно составляет с ними конструктивно один общий узел.

Клапаны с электроприводом являются одним из самых востребованных типов трубопроводного оборудования. С их помощью можно перекрыть и отрегулировать характеристики движения потока жидкости или газа, устранить аварийную ситуацию. Они нашли широкое применение в коммунальном хозяйстве, газовой и нефтяной промышленности, в сельском хозяйстве.

К достоинствам этих устройств относятся: высокая скорость открытия потока или его перекрытия, надежность и долговечность в эксплуатации. Электропривод обеспечивает возможность проводить работы с клапанами дистанционно, с пульта управления.

Механизмы соответствуют высоким стандартам точного регулирования температуры горячей воды, для подачи ее в систему отопления. Материал, из которого изготовлен клапан, работающий с электроприводо, выдерживают большие перепады давлений. Электроприводы изготовлены с функцией безопасности.

Регулятор давления — клапан регулирующий, с электроприводом следит за давлением рабочей среды на участке трубопровода или в технологической системе. Такое устройство состоит из функционально зависимых частей: исполнительного механизма, распределяющее действие на регулирующую часть и регулирующий клапан, который действует на массу газа или жидкости.

Исполнительным механизмом такой системы является электрический привод. Главное назначение регулирующих механизмов – это управлять технологическими процессами на производстве. Устройство, позволяет, осуществляет непрерывный контроль характеристик рабочей среды (давления, расхода воды или газа, температуры…), а также предотвращает аварийные ситуации, мгновенно включая запирающее оборудование, защищает магистрали от гидравлических ударов, не допускает обратного прохода рабочих сред.

При монтаже регулировочного механизма необходимо проследить направление массы воды или газа по стрелкам, которые изображены на корпусе.

Трубопроводы, на которые устанавливают клапан регулировочный, должны быть ровно проложены и надежно зафиксированы, а также защищены от вибраций. Устройство может укрепляться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, но привод всегда должен располагаться сверху. Обязательно надо оставлять пространство для демонтажа или монтажа привода.

Трехходовой клапан с электроприводом не осуществляет изменения направления движения массы жидкости, напор его постоянен, меняются только пропорции прохождения холодной и горячей воды. Конструкция устройства такова, что к нему подходят одновременно холодная и горячая жидкости, а на выходе получают смесь нужной температуры.

Достаточно простая конструкция детали представляет собой корпус, в котором расположены два входных и одно выходное отверстие. Регулирующим элементом служит или шток определенной конструкции, который может перемещаться в вертикальном направлении, или шар, вращающийся вокруг неподвижной оси. Рабочий элемент не перекрывает механизм полностью, а только направляет потоки газа или воды так, чтобы они смешивались.

Читайте также: Электромагнитные клапаны round star

Система привода, получая команды от датчиков, позволяет изменять температуру жидкости в автоматическом режиме. Наиболее точную регулировку получила трехходовая деталь с электрическим приводом, поэтому наиболее широко используется.

Электрический привод, которым комплектуется устройство, может быть соленоид или сервопривод. Соленоид – это катушка с сердечником, по которой идет электрический ток, т.е. электромагнит. Сервопривод – это устройство, в котором входной электрический сигнал управляет механическим перемещением с помощью компактного электродвигателя.

К материалам, из которых изготавливают — это оборудование относятся чугун, сталь и латунь. Стальные и чугунные устройства устанавливаются в магистрали с большим проходом воды или газа. Из латуни изготавливаются детали небольших размеров.

Трехходовые приспособления востребованная продукция, так как аналогов, которые могли бы их заменить, просто не существует. Обеспечить поддержание температуры рабочей среды на должном уровне может только это оборудование. Отлично отработана технология исполнения трехходовых механизмов. Номенклатура этой продукции такова, что изделие удовлетворит любые запросы.

Сложное техническое устройство и цену имеет немалую, но зато обеспечивает надежность и долговечность во время эксплуатации.

Клапан запорный с электроприводом – это запирающая арматура, изготовленная в виде задвижки. Элемент, запирающий потоки воды или газа, движется параллельно оси этого потока. Применяются такие устройства для полного перекрытия сечения потока. Таким запирающим элементом является золотник, который может находиться, только в положениях «открыто» или «закрыто» во все время эксплуатации.

Изготавливают также и запорное — регулирующее оборудование, которое имеет дополнительную функцию, регулирования расхода потока проходящей жидкости.

До 1982 года клапаны такого типа назывались вентилями, но Госты отменили это наименование.

Широко распространены данные устройства в качестве запирающей арматуры из-за надежной герметизации золотником и конструкционной простоте исполнения. Их используют для газообразных и жидких сред с широким интервалом рабочих характеристик: температуры от -200 о C до +600 о C; давления от 0,7 Па до 250 МПа.

Устанавливается оборудование такого типа на магистралях с небольшим диаметром, иначе нужны будут большие усилия или усложненная конструкция, для правильной установки затвора в корпус. Новая модификация запирающего приспособления, который имеет червячный механизм, помещенный в корпус с крышкой, электрический привод, фланцы входной и выходной, неподвижное уплотненное седло и подвижный затвор.

Механизм указателя расположения затвора представляет собой корпус с подвижной втулкой, на которую нанесена внутренняя резьба. Стопор вращения и шкала, расположенная снаружи, указывают, в каком положении находится затвор. Механизм указателя расположения затвора укреплен на валу червяка.

Один оборот червяка соответствует перемещению указателя на 1 мм. Результатом явилось увеличение точности измерения положения затвора. Кроме того, такая конструкция клапана позволила уменьшить усилие на то, чтобы передвигать затвор.

Если на каком-то участке используется, запирающий механизм, то для управления им применяют многооборотные электрические приводы. Клапан запорный с электроприводом осуществляет закрытие и открытие системы трубопроводов, при этом изменяя давление в системе, меняют направление потока жидкости в трубопроводе.

Достоинства клапана запорного с электроприводом:

возможность медленного закрытия или открытия трубопровода, в результате чего снижается сила «гидравлического» удара;
простая конструкция позволяет упростить обслуживание оборудования;
широкий интервал рабочих температур и давлений;
небольшие габариты устройств.

Элемент имеет большую мощность и высокую надежность в эксплуатации. Прибор относится к энергосберегающему оборудованию, так как имеет возможность переключаться на две степени мощности, что и позволяет, экономить электроэнергию.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Содержание

Особенности регулирующих клапанов с электроприводом
Виды и характеристики электроприводов
Преимущества и недостатки использования электроприводов
Функционирование электроприводных клапанов
Классификация устройств по разным признакам
Варианты исполнения клапанов с электроприводами
🎥 Видео

Видео:Система защиты от протечки воды в умном доме Tuya Smart ZigBee 3.0 умный кран с Алисой и ИБП UPSСкачать

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.

Читайте также: Электромагнитный клапан автобуса паз

Видео:Как установить привод на клапан для автоматической вентиляции ИМВЕНТСкачать

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.

Видео:Воздушный клапан с электроприводом своими руками.Скачать

Преимущества и недостатки использования электроприводов

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.

Видео:ЭЛЕКТРОКРАН.ШАРОВОЙ КРАН С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ!!!Скачать

Функционирование электроприводных клапанов

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.

Видео:Как обслуживать регулирующий клапан с электроприводом?Скачать

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.

Читайте также: Проверка натяжения ремня грм ваз 2114 8 клапанов своими руками

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.

Видео:Лучший клапан для автоматики старт стоп!Скачать

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 электроприводом Трехходовой 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.