Задвижка с электроприводом: конструкция, принцип работы и сфера применения

Задвижки с электрическим приводом — тип трубопроводной арматуры, приводимый в действие электрическим током. Они используются для быстрой регулировки потока рабочей жидкости или газа, управляются в ручном режиме с помощью панели или удаленно — через пульт ДУ.

Что это такое и зачем она нужна?

Задвижки, оснащенные электрическим приводом, используются в трубопроводах, транспортирующих различную неагрессивную среду. Их монтируют в отопительных, канализационных системах, кондиционерах.

Они обеспечивают эффективное функционирование системы, упрощают процессы управления. Такие задвижки устанавливают на промышленных линиях и в местах со сложным доступом к трубам.

Принцип работы и устройство

Этот тип устройств может эксплуатироваться с разной рабочей средой — жидкостями, газом, маслом, нефтью и нефтепродуктами. При подборе задвижки следует учитывать условия ее эксплуатации — материал основных элементов должен обладать коррозионной устойчивостью к рабочей среде, агрегат — выдерживать давление среды и т. п.

Некоторые задвижки, оснащенные электрическим приводом, позволяют механизму работать не только в конечных, но и в промежуточных положениях. Все изделия оснащаются корпусом, крышкой и специальным кольцевым уплотнением, защищающим устройство от протекания.

Электроприводные задвижки выполняют функции запорной арматуры — они перекрывают поток рабочей среды, функционируют в трех режимах:

• Наладочном, применяемом после монтажа задвижки или ремонта. В этом случае на устройство последовательно подаются команды. Электропривод «запоминает» их для дальнейшего использования. Наладка осуществляется в ручном режиме при крайних положениях затвора.
• Автоматическом, в котором электрический привод настроен на изменение параметров потока рабочей среды. Датчики фиксируют изменения характеристик и подают сигнал на схему. Происходит замыкание контактов, затвор закрывается.
• Дистанционном. В этом случае работа электрического привода контролируется с помощью пульта ДУ оператором в ручном режиме.

Особенности работы автоматического режима

Электрический привод позволяет использовать устройство в автоматическом режиме. Для его включения нужно переключить выключатель 1ПУ в положение «Автомат», а также передвинуть тумблер ВК в положение «включить». При этом выключатель 1ВБ должен быть выключен, а 2ВБ — включен.

Команды на схему подаются в зависимости от размеров характеристик с помощью замыкания контактов 1РК и 2РК. Происходит включение реле 1РЛ или 2РЛ, соответственно, а магнитные пускатели получают посланную команду на полное открытие или закрытие задвижки. Контроль команд осуществляется включением ламп ЛО, ЛЗ.

Особенности наладочного режима

Этот режим необходим для проверки работы системы после монтажа или ремонта. Для его включения нужно повернуть тумблер 1ВБ в положение «включить» и подать питание, включив тумблер АВ. Для проверки работы электрического двигателя нужно нажать кнопку 4КУ. Если задвижка открылась, то все в порядке. Кнопка 5КУ закрывает задвижку.

Подача команды 4КУ замыкает контакт ПО1 и размыкает ПО2. Это нужно для избегания отправки ложного сигнала. Затем ПО3 замыкает три силовых выключателя, а по достижении заслонкой крайнего положения срабатывает специальный ограничитель.

Технические характеристики задвижки с электроприводом

При выборе модели оборудования нужно обращать внимание на маркировку. Она включает основные параметры агрегата, условия его эксплуатации. Если в маркировке имеется буква «У», то задвижка может использоваться при температуре окружающей среды от −40 до +40 °С, «УХЛ» говорит о возможности работы при более низкой температуре — от −60 до +40 °С.

Диаметр изделий выбирается исходя из диаметра условного прохода трубы. Мощность электродвигателя зависит от размеров корпуса и Ду трубопровода. Поскольку проходная часть корпуса обладает большим гидравлическим сопротивлением, для перекрытия потока нужно достаточное усилие. Его можно повысить за счет увеличения мощности электрического двигателя или изменения типа редуктора.

Важный технический параметр изделия — время полного открытия/закрытия трубопровода. Оно может составлять от 30 до 80 секунд, в зависимости от типа заслонки и диаметра трубы.

Классификация задвижек с электроприводом

Различают несколько типов электрозапорной арматуры. По конструкции она бывает:

• Дисковой, у который запорный узел (диск) перемещается перпендикулярно потоку среды. Такие модели отличаются простотой конструкции, ремонтопригодностью, доступной стоимостью. Их используют в канализационных системах и в трубопроводах, работающих под низким давлением.
• Клиновой. Механизм затвора — клин с выдвижным/невыдвижным шпинделем, входящим в клиновое седло. Они применяются на трубопроводах, транспортирующих различную среду, на магистральных линиях.
• Параллельной, с двумя параллельными седлами с дисками.

По материалу изготовления задвижки делятся на чугунные, стальные. Материал подбирается исходя из условий эксплуатации — температуры среды, агрессивности жидкости/газа и т. п.

Различают несколько типов электроприводов для запорной арматуры: многооборотный, взрывозащищенный, интегрированный.

Многооборотные

Данные модели арматуры отличаются наличием сложной системой удаленного считывания сигналов. Такие задвижки могут устанавливаться в любом положении, не только открыто/закрыто. Это позволяет применять их для регулировки потока.

Взрывозащищенные

Задвижки с электрическим приводом во взрывозащищенном состоянии гарантируют повышенную защиту устройства от воздействия негативных факторов среды. Они активно применяются на различных производственных предприятиях нефтегазового сектора, в химической промышленности. Могут монтироваться во взрывоопасных зонах.

Интегрированные

Данные устройства оснащаются специальным контроллером, сообщающимся с АСУ. Система датчиков позволяет контролировать текущее состояние потока, а программа удаленно программирует работу задвижки.

Преимущества и недостатки

К достоинствам задвижек с электрическим приводом можно отнести:

• Возможность оперативной регулировки потока рабочей среды в трубопроводе.
• Автоматическое управление.
• Закрытие и открытие запорного механизма в арматуре любого Ду без применения физических усилий.
• Дистанционное управление потоком рабочей среды, установка в труднодоступных для человека местах.
• Стойкость к коррозии.
• Устойчивость к гидравлическим ударам.
• Простота управления через шкаф или пульт ДУ.

Сферы применения

Запорная арматура, оснащенная электроприводом, используется на бытовых и промышленных трубопроводах, на магистральных линиях с диаметром трубы от 1.5 до 200 см. Она позволяет автоматизировать подачу и отведение рабочей среды.

Задвижки применяются:

• На участках трубопровода, где затруднен доступ для ручной регулировки системы.
• В местах, опасных для человека.
• Там, где требуется автоматическая регулировка прохождения потока.

Чаще всего задвижки с электроприводом применяют в водопроводах, транспортирующих горячую и холодную воду, технические жидкости. Наиболее распространенный ДУ — 50, 32 и 100 мм. В атомной энергетике возможно применение арматуры меньшего условного прохода.

Реечные задвижки с электроприводом применяют в погружных насосах для регулировки подачи воды в автоматическом режиме.

Особенности монтажа электроприводных задвижек

Установка арматуры с электродвигателем должна проводиться обученной бригадой монтажников. Перед началом работы требуется снять все заглушки, обезжирить устройство, проверить его работоспособность.

Задвижки монтируются в вертикальном или горизонтальном положении штоком вверх. Для арматуры с Ду более 100 мм нежно предусмотреть установку неподвижной опоры.

На финальном этапе нужно собрать схему управления, состоящую из силовой части и автоматики, подающей сигналы. Электрическая часть находится в электрошкафу, устанавливаемом около задвижки.

Затем проводятся пневмо- и гидроиспытания в составе трубопроводной системы, проверка работоспособности элекродвигателя.