Регулирующие клапаны на электроприводе – назначение и разновидности

Среди многообразия трубопроводной арматуры особой популярностью пользуется регулирующий клапан. Он предназначен для контроля параметров перемещаемой среды в трубопроводных магистралях разного назначения. Регулировка осуществляется за счет изменения пропускной способности клапана. Для автоматизированного управления регулирующей арматурой применяют различные типы приводов. Они используются в трубопроводах, отдельные элементы которых подвергаются значительным нагрузкам, и могут быть электрическими или пневматическими.

Устройства с электроприводами востребованы в котельных, сетях отопления и вентиляции и на тепловых пунктах. Клапаны с пневмоприводами устанавливают на производствах, где управление осуществляется воздухом. Также клапаны с пневматическим приводом используются на взрывоопасных трубопроводах и для регулировки вне помещений.

Содержание статьи:

1. Назначение и особенности регулирующих клапанов с приводами
2. Управление и использование приводов
3. Варианты клапанов с приводами и их отличия
4. Методика подключения

Назначение и особенности регулирующих клапанов с приводами

В отличие от запорных клапанов, которые предназначены для полного перекрывания, клапаны для регулировки служат для контроля и изменения объема транспортируемой среды. Такие функции востребованы на промышленных трубопроводах, используемых для перемещения:

• газообразных и жидких веществ;
• пара;
• нефти и ее производных.

Регулирующий клапан с приводом позволяет варьировать показатели давления, регулировать потоки транспортируемой среды и контролировать производительность магистралей.

Управление и использование приводов

По сравнению с бытовыми трубопроводами магистрали промышленного назначения отличаются большей протяженностью и интенсивным режимом эксплуатации. Для регулировки перемещаемой среды требуется множество клапанов, которыми сложно управлять вручную. Оснащение регулирующих клапанов различными вариантами приводов упрощает контроль работы трубопроводов и позволяет изменять параметры дистанционно. Применение клапанных регулирующих механизмов с механическим приводом обеспечивает эффективное управление технологическими процессами. С помощью приводов можно непрерывно контролировать параметры перемещаемых жидкостей или газа, и предотвращать аварии. Исполнительный механизм препятствует обратному движению транспортируемых веществ, и защищает от гидравлических ударов.

Чтобы приводные механизмы выполняли свои функции, необходимо соблюдение следующих правил:

• При монтаже регулирующего клапана направление движения рабочей среды должно совпадать со стрелками, изображенными на корпусе устройства.
• Клапаны могут фиксироваться вертикально и горизонтально. Однако исполнительный механизм, приводящий в движение запорный элемент, нужно располагать сверху.
• Трубопроводы следует прочно закрепить, предусмотрев надежную защиту от вибраций.

В случае выхода привода для клапана из строя, может потребоваться его замена. Для упрощения демонтажных работ необходимо обеспечить доступ к регулирующему клапану и его элементам.

Варианты клапанов с приводами и их отличия

Приводные механизмы применяются для преобразования исходного управляющего сигнала, поступающего от внешнего источника, в перемещение запорного элемента. В зависимости от используемой энергии различают следующие виды клапанов для регулировки расхода транспортируемых веществ:

• Клапаны с пневмоприводом. В качестве источника энергии для исполнительных механизмов таких клапанов служит давление сжатого воздуха. В зависимости от вида ПИМ бывают мембранные и поршневые устройства. Если поршневым механизмом оснащен запорный клапан, то он относится к защитной арматуре.
• С электрическим исполнительным механизмом. Конструктивно электропривод состоит из электродвигателя, системы управления и редуктора. В качестве источника энергии для таких клапанов служит электричество, а управление транспортируемой средой может осуществляться с помощью дистанционного устройства. У клапанов с электроприводом наблюдается хорошее взаимодействие между двигателем и пультом управления, в том числе и при значительных расстояниях между ними.
• С электромагнитным приводом. У клапанов с электромагнитными приводами преобразование энергии для перемещения запорного элемента происходит благодаря электромагнитам. Он является неотъемлемой частью исполнительного механизма, и в зависимости от нюансов конструкции бывает блочным или встроенным.

Клапаны с пневмоприводами надежны, простоты в управлении и применяются на объектах повышенной опасности. Пневматика дешевле устройств с сервоприводами, но имеет значительные габаритные размеры.

Клапаны с электроприводами легко устанавливать и перенастраивать. Они взаимодействуют с приборами телеметрии, компьютерами и остальными средствами управления. Клапаны с электроприводами изготавливаются в общепромышленном и во взрывозащищенном исполнении, которое востребовано на газопроводах. Среди недостатков клапанов с электрическим приводом выделяют повышенную чувствительность к влажности и температуре, а также отключение двигателя при повреждениях электропитания.

Клапаны с электромагнитным приводом пользуются спросом в автоматизированных системах управления, которые регулируют параметры потоков перемещаемых сред. Клапаны с сервоприводом имеют ресурс, который измеряется 10 000 и более циклов срабатывания запорного элемента. Они точностью регулирования и оперативно реагируют на подаваемые сигналы.

Важная информация: согласно ГОСТу 12893-2005 клапаны с электроприводами и другими видами исполнительных механизмов бывают нормально-открытыми и нормально-закрытыми. НО открываются полностью при отсутствии управляющего сигнала, а НЗ — остаются с закрытым проходным сечением. Грамотное сочетание арматуры разного типа позволяет избежать дополнительных повреждений при отключении электропитания и в других аварийных ситуациях.

Клапаны с механическим приводом различаются и типом рабочего элемента. В зависимости от нюансов конструкции запорного механизма они бывают:

• Золотниковые. Функции запорного элемента выполняет золотник, поворот которого позволяет регулировать параметры перемещаемой рабочей среды. Он не обеспечивает полную герметичность, поэтому обычно применяется на магистралях с низкими показателями давления.
• Седельные. В качестве запорного устройства служит плунжер, который уменьшает пропускную способность путем перемещения через одно или два седла. По исполнению запорный элемент клапана представлен устройствами стержневого, тарельчатого или игольчатого типа.
• Мембранные. Контроль параметров перемещаемой среды выполняют с помощью эластичной мембраны. Для устранения погрешностей, которые иногда возникают при управлении, мембранные клапаны оснащаются элементами, предназначенными для контролирования положения штока.

Полное перекрывание рабочей среды выполняют с помощью запорной арматуры, которая также комплектуется сервоприводом. Конструкция запорного устройства обеспечивает герметичность узлов и незаменима в магистралях, по которым транспортируют жидкости и газ.

Методика подключения

По принципу соединения с трубопроводом выделяют следующие варианты арматуры:

• Фланцевые. Такие клапаны укомплектованы фланцами в виде дисков с отверстиями под болты и могут использоваться на магистралях высокого давления. Арматура рассчитана на многократную установку и демонтаж, что позволяет быстро менять оборудование при повреждении.
• Под приварку. Клапаны, которые фиксируются с магистралями с помощью сварки, применяются для управления расходом рабочей среды при повышенных требованиях к герметичности. В результате образуется неразъемное соединение, что усложняет замену арматуры.

Важная информация: монтаж клапанов под приварку проводится согласно положениям ГОСТ 16037-80, если иное не предусмотрено конструкторской документацией на арматуру.