ЭЛЕКТРОПРИВОД КЛАПАНА

Полезная модель относится к арматуростроению и может использоваться в качестве электропривода клапана для перемещения штока клапана в соответствии с командными сигналами регулирующих и управляющих устройств и для экстренного закрытия клапана в случаях возникновения аварийной ситуации.
Известен линейный электропривод с функцией безопасности («Электрический сервопривод с аварийным возвратным устройством FR2.1/2.2». Руководство по монтажу и эксплуатации. Производитель - ARI-Armaturen Gmbh), представляющий собой прямоходный кривошипно-шатунный механизм с электромагнитами. Электромагниты жестко фиксируют связь выходного штока механизма со штоком клапана. При этом электропривод, перемещая шток клапана в соответствии с сигналами регулирующих и управляющих устройств, осуществляет управление клапаном. При исчезновении напряжения питания электромагнита (возникновение аварийной ситуации) происходит расцепление этой связи и шток механизма под действием пружин быстро выдвигаясь задвигает шток клапана и переводит клапан в закрытое состояние. Основными недостатками данного электропривода являются недостаточное удерживающее усилие сцепления электромагнитов, что ограничивает номинальное усилие электропривода, и большое время закрытия клапана в аварийном режиме - 8,5 сек. По требованиям ПБ 12-529-03 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления» этот параметр должен быть не более 1 сек.
От указанных недостатков частично свободен прямоходный электропривод МЭП-91ЭМ («Механизм исполнительный электрический прямоходный МЭП-91ЭМ». Руководство по эксплуатации. СНЦИ.421313.025 РЭ. Разработчик и изготовитель ОАО «СКБ СПА»). Электропривод обеспечивает время аварийного закрытия клапана не более 1 сек. Электропривод состоит из механизма прямоходного с выходным штоком, неподвижного фланца, установленного соосно выходному штоку для сочленения с клапаном и направляющих стоек, установленных между неподвижным фланцем и механизмом, подвижного фланца, установленного соосно неподвижному с возможностью движения вдоль направляющих стоек, электромагнитной приставки, установленной соосно выходному штоку механизма, состоящей из электромагнита, жестко соединенного с выходным штоком механизма и якоря, имеющего возможность соединения со штоком клапана, пружин, установленных на направляющие между подвижным фланцем и корпусом. Этот электропривод является наиболее близким к предлагаемому.
Недостатком данного электропривода является недостаточное удерживающее усилие сцепления электромагнита и якоря, приводящее к размыканию электромагнита и якоря, что приводит к срыву режима регулирования и несанкционированному закрытию клапана.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, заключается в увеличении усилия сцепления электромагнита и якоря.
Для достижения указанного технического результата в электроприводе, состоящем из механизма прямоходного с выходным штоком, неподвижного фланца, установленного соосно выходному штоку, направляющих стоек, установленных между неподвижным фланцем и механизмом, подвижного фланца, установленного соосно неподвижному с возможностью движения вдоль направляющих стоек, электромагнитной приставки, установленной соосно выходному штоку механизма, состоящей из электромагнита, жестко соединенного с выходным штоком механизма и якоря, имеющего возможность соединения со штоком клапана, пружин, установленных на направляющие стойки между подвижным фланцем и корпусом, в электромагнитную приставку введен шариковый замок.
Отличительными признаками предлагаемой полезной модели от приведенной выше, наиболее близкой по конструкции, является введение в электромагнитную приставку шарикового замка.
После смыкания электромагнита с якорем движение штока механизма приводит к срабатыванию шарикового замка, который препятствуя размыканию соединения электромагнита и якоря, тем самым обеспечивает увеличение усилия их сцепления. При исчезновении питания электромагнитной приставки (аварийная ситуация) происходит размыкание замка и якорь, быстро передвигаясь под действием пружин, передвигает шток клапана и переводит клапан в закрытое состояние.
На чертеже представлен общий вид предлагаемого электропривода клапана.
Электропривод клапана содержит прямоходный механизм 1 с выходным штоком 2, направляющие стойки 3 с пружинами 4, подвижный фланец 5, неподвижный фланец 6, цапфу 7, пружину 8, электромагнитную приставку, состоящую из электромагнита 9, якоря 10 и шарикового замка. Шариковый замок состоит из корпуса 11 с кольцевой проточкой 12, обоймы 13 с шариками 14 и толкателя 15. Выходной шток 2, электромагнит 9 и корпус 11 жестко соединены между собой. Якорь 10 соединен с толкателем 15, вставленным в обойму 13. В зазор между обоймой и толкателем, образованный цилиндрической выточкой в обойме, соосно толкателю вставлена пружина 8. В радиальных отверстиях обоймы размещены шарики 14. Обойма 13 жестко установлена на подвижном фланце 5. Цапфа 7 предназначена для соединения со штоком клапана 16.
Работа электропривода клапана осуществляется следующим образом.
Электропривод устанавливается на клапан. Установка осуществляется с помощью неподвижного фланца 6. Цапфа 7 жестко соединяется со штоком клапана 16. При перемещении выходного штока 2 вниз до упора происходит смыкание электромагнита 9 с якорем 10. Вместе со штоком 2 и электромагнитом 9 двигается и жестко соединенный с ними корпус 11. При этом кольцевая проточка 12 в корпусе устанавливается напротив отверстий в обойме 13 с шариками 14. При обратном перемещении штока 2 вверх происходит поднятие якоря 10, который увлекает за собой толкатель 15, при этом пружина 8 сжимается, и шарики 14 начинают выкатываться в проточку 12. Одновременно с другой стороны, отверстия для шариков в обойме 13 начинают перекрываться толкателем 15. Происходит жесткое сцепление корпуса 11 с обоймой 13, которое не разрывается до тех пор, пока якорь с электромагнитом находятся в сомкнутом состоянии. При дальнейшем перемещении штока 2 вверх пружины 4 начинают сжиматься до заданного усилия.
При аварийном отключении происходит потеря питания электромагнита 9. В результате якорь 10 при помощи пружины 8 возвращается в первоначальное положение. Это дает возможность шарикам 14 закатиться обратно в отверстия обоймы. Движению обоймы относительно корпуса ничего больше не мешает и под воздействием пружин 4 происходит мгновенное перемещение обоймы в первоначальное положение. А так как обойма жестко связана с подвижным фланцем 5, в котором размещена цапфа 7, соединенная со штоком клапана 16, то передвижение обоймы влечет за собой передвижение подвижного фланца, цапфы и штока клапана. Вследствие этого происходит закрытие клапана.