МЕХАНИЗМ АВАРИЙНОГО СРАБАТЫВАНИЯ
EMERGENCY ACTUATION MECHANISM

Изобретение относится к устройствам, входящим в состав системы автоматического управления регулирующих и отсечных клапанов, приводимых в движение электроприводом, для регулирования и перекрытия потоков жидких и газообразных сред в трубопроводах технологических установок нефтегазовой, нефтехимической и пищевой отраслей промышленности и может использоваться как механизм аварийного срабатывания, с целью перевода затворной части регулирующих и отсечных клапанов, в исходное положение - открытое или закрытое - при аварийном прекращении энергоснабжения.
Известен механизм по патенту РФ 2315173 C1 (бюл. №2 от 20.01.2008 г.), установленный на клапан и содержащий подпружиненный шток, воздействующий на затворную часть клапана, устройство взвода пружины, электромагнитный привод с подпружиненным штоком с сердечником и электромагнитной катушкой.
Недостатком указанного механизма является то, что он не предназначен для перевода затворной части регулирующих клапанов, приводимых в движение электроприводом, в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния при аварийном прекращении энергоснабжения.
Известен механизм по патенту РФ 2368830 C9 (бюл. №2 от 20.01.2010 г.), установленный на клапан и содержащий подпружиненный шток, воздействующий на затворную часть клапана, устройство взвода пружины, электромагнитный привод с подпружиненным штоком с сердечником и электромагнитной катушкой, где шток затворной части шарнирно соединен с двуплечевым рычагом, одно плечо которого шарнирно соединено со штоком электрического привода, а другое шарнирно соединено со штоком, взаимодействующим с помощью защелки со штоком электромагнитного привода, приводящего затворную часть клапана в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния при аварийном прекращении энергоснабжения.
Недостатком указанного механизма являются габаритные размеры из-за применения рычагов, длины которых привязаны к ходу перемещения затворной части клапана и не позволяют уменьшить конструкцию, а также отсутствие возможности определения факта и вида аварийной ситуации, не допускающей ошибочного срабатывания.
Задачей изобретения является создание механизма аварийного срабатывания для перевода затворной части регулирующих и отсечных клапанов, приводимых в движение электроприводом, в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния при аварийном прекращении энергоснабжения, исполнение которого обеспечивает уменьшение конструкции, определение факта и вида аварийной ситуации, не допускающей ошибочного срабатывания.
Решение указанной задачи достигается тем, что механизм аварийного срабатывания для перевода затворной части регулирующих и отсечных клапанов, приводимых в движение электроприводом, в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния при аварийном прекращении питания, установленного на клапан, и содержащий подпружиненный шток, воздействующий на затворную часть клапана, устройство взвода пружины, электромагнитный привод с подпружиненным штоком с сердечником и электромагнитной катушкой, конструктивно выполнен в виде двух блоков: электромеханического блока, состоящего из взрывозащищенного корпуса, внутри которого расположена электромагнитная муфта сцепления, выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, для соединения со штоком клапана, входного вала, соединяемого с электроприводом, и взрывозащищенного электронного блока управления, функционально решающего задачи, связанные с работой муфты сцепления, определения факта и вида аварийной ситуации и недопущения ошибочного срабатывания, а также реализации трассировки силовых и информационных линий связи в соответствии со схемой электрических подключений и схемой разводки с применением клеммной коробки.
Создание механизма аварийного срабатывания, обеспечивающего достижение поставленной задачи, стало возможным благодаря реализации в новом исполнении с дополнительными элементами подпружиненного штока, воздействующего на затворную часть клапана, устройства взвода пружины, электромагнитного привода с подпружиненным штоком с сердечником и электромагнитной катушкой в виде двух блоков: электромеханического блока, состоящего из взрывозащищенного корпуса, внутри которого расположена электромагнитная муфта сцепления, выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, для соединения со штоком клапана, входного вала, соединяемого с электроприводом, и взрывозащищенного электронного блока управления, функционально решающего задачи, связанные с работой муфты сцепления, определения факта и вида аварийной ситуации, не допускающей ошибочного срабатывания, а также реализацию трассировки силовых и информационных линий связи в соответствии со схемой электрических подключений и схемой разводки с применением клеммной коробки, где при рабочей штатной ситуации передача перемещения от электропривода к клапану осуществляется через жесткое разъемное соединение входного вала, электромагнитной муфты сцепления и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, движение которого определяется командами управления, а в случае возникновения аварийных ситуаций, обесточивания системы энергоснабжения, питание электромагнитной муфты прекращается и происходит разъединение сцепления электромагнитной муфты и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, и спиральные возвратные пружины, высвобождаясь и раскручиваясь, переводят затворную часть регулирующего или отсечного клапана в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния. При этом формирование алгоритма подачи управляющих сигналов и напряжения питания на электропривод и механизм аварийного срабатывания осуществляется согласованным функционированием элементов последних и автоматической системой управления технологическим процессом.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен механизм аварийного срабатывания вместе с электроприводом и клапаном; на фиг.2 изображена электрическая схема подключения.
Механизм аварийного срабатывания содержит:
- рукоятку 10, через которую, воздействуя на передаточные элементы, производится жесткое разъемное соединение входного вала, электромагнитной муфты сцепления и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами.
Механизм аварийного срабатывания работает следующим образом. Перед началом процесса управления клапан находится в исходном положении - закрытом или открытом. Спиральная пружина или пружины находятся в предварительно поджатом состоянии, за счет чего обеспечивается или герметичность клапана в закрытом состоянии, или полное открытое состояние. Электромагнитная муфта обесточена и расцеплена от выходного вала нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами. При подаче сигнала от автоматической системы управления технологическим процессом на открытие или закрытие клапана электронный блок управления вырабатывает сигнал на электропривод, который занимает положение в зависимости от того, в каком положении - открытом или закрытом - находится затворная часть клапана. Это становится возможным благодаря тому, что электропривод автоматически определяет, в каком положении он находится в данный момент, и перемещает подвижные части в исходное положение. Электромагнитная муфта при этом расцеплена и не передает крутящий момент на выходной вал механизма аварийного срабатывания. При достижении электроприводом исходного положения срабатывает концевой выключатель электропривода, сигнал с которого поступает в механизм аварийного срабатывания. После поступления сигнала от концевого выключателя электропривода подается питание на электромагнитную муфту, после чего происходит сцепление электромагнитной муфты и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, и выдается сигнал на электропривод на открытие или закрытие клапана, привод вращает входной вал, который передает крутящий момент на выходной вал, и далее затворная часть клапана перемещается на открытие или закрытие. Одновременно с этим происходит дополнительное скручивание спиральной пружины или пружин. Перемещение затворной части клапана отслеживается концевым выключателем клапана, а также системой управления электропривода. При необходимости поступает сигнал на механизм аварийного срабатывания, который анализирует, является ли данное положение штатным или аварийным, и приводит затворную часть клапана в исходное положение - закрытое или открытое - из любого промежуточного состояния. После возобновления энергоснабжения клапан будет находиться в открытом или закрытом положении до поступления команды управления на его открытие или закрытие. В ситуации, когда система обесточена, но необходимо осуществить открытие или закрытие клапана, в системе предусмотрена работа от ручного дублера электропривода, для чего посредством воздействия на рукоятку, установленную в механизме аварийного срабатывания, через передаточные элементы производится жесткое разъемное соединение входного вала, электромагнитной муфты сцепления и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами.