ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СЕРВОПРИВОД

Полезная модель относится к электропневматическому сервоприводу, согласно ограничительной части пункта 1 формулы полезной модели.
Такие сервоприводы служат для приведения в действие, закрывания или открывания, арматуры (например, шаровых кранов, задвижек, клапанов, запорных заслонок и т.д.), например, газопровода или трубопровода для газообразной, находящейся под давлением текучей среды.
При возникновении неисправностей в газопроводной системе с помощью электронной схемы осуществляется управление пневматическим вращательным двигателем, в частности, пластинчатым двигателем так, что двигатель вращения воздействует на сервопривод так, что арматура закрывается. Для этого закрывания арматуры при нормальной работе необходимо, чтобы электрическая схема и, как правило, пневматическая схема являлись полностью работоспособными.
Нормальная работа электропневматического сервопривода происходит следующим образом:
На входе пневматического блока находится ответвленный от магистрального газопровода, очищенный газ с уменьшенным давлением максимально 7 бар и проходит через внутренний редуктор давления или масляный агрегат в основной управляющий блок с интегрированной системой трехходовых двухпутевых электромагнитных клапанов в пневматический вращательный двигатель, при этом эти электромагнитные клапаны управляются с помощью электрического управления постоянным током с напряжением 24 В и путевого моментного переключателя.
В случае неисправности в области электрической схемы и возможно также пневматической схемы, до настоящего времени требовалось закрывать арматуру газопровода в ручном режиме по всему установочному пути, например, посредством приведения в действие маховика. Перестановка газопроводной арматуры в положение закрывания с помощью маховика является относительно медленным и чрезвычайно опасным для приводящего в действие маховик оператора.
В основу полезной модели положена задача выполнения электропневматического вращательного привода так, что в аварийном режиме, т.е. при возникновении неисправности в газопроводной системе и при выходе из строя электрической схемы, обеспечивается возможность закрывания газопроводной арматуры в быстром режиме с отказом от закрывания газопроводной арматуры посредством приведения в действие маховика (штурвал).
Для решения этой задачи служат признаки отличительной части пункта 1 формулы полезной модели.
За счет установки предохранительного блока, предпочтительно в виде дополнительного управляющего блока, сервопривод при неисправности в газопроводной системе при одновременном выходе из строя электрической схемы может быстро закрывать газопроводную арматуру посредством приведения в действие предусмотренного согласно полезной модели аварийного исполнительного элемента, предпочтительно аварийного рычага. Эта функция защищает оператора и газопроводную систему, включая запорную арматуру, от больших повреждений, а также от возможных взрывов. Это важно, в частности, в случае высоковзрывчатых веществ, например, газа. За счет использования электропневматического сервопривода, согласно полезной модели, обеспечивается значительная экономия энергии, поскольку сервопривод, согласно полезной модели, может приводиться в действие «собственной средой», например, газом газопроводной системы.
Электрическое управление осуществляется предпочтительно с помощью постоянного тока с напряжением 24 В или, в частности, по желанию клиента с помощью переменного тока с напряжением 110 В и частотой 50 Гц, так что можно использовать арматуру, например, в виде запорных заслонок или шаровых кранов до 50.00 Нм.
Показанная на фиг.1 механическая часть электропневматического сервопривода служит для управления, закрывания или открывания, арматуры (например, шарового крана, задвижки, клапана, запорной заслонки и т.д.), например, газопровода. Этот электропневматический сервопривод содержит следующие существенные элементы:
1 Пневматический вращательный двигатель, в частности, пластинчатый двигатель
2 Цилиндрическое зубчатое колесо вала двигателя
3 Цилиндрическое зубчатое колесо шнекового вала
4 Шнековый вал
5 Хвостовик шнекового вала
6 Шнековое зубчатое колесо для подлежащей управлению арматуры
7 Косозубая шестерня
8 Косозубое колесо
9 Маховик
10 Два шарикоподшипника
11 Два шарикоподшипника
12 Радиальное уплотнительное кольцо вала
13 Радиальное уплотнительное кольцо вала
14 Кольцо круглого поперечного сечения
15 Кольцо круглого поперечного сечения
16 Два моментных выключателя
17 Два путевых выключателя
18 Валиковый счетный механизм в сборе
19 Управляющий блок в сборе
39 Трубопроводы, соединенные с пневматическим вращательным
двигателем
40 Трубопроводы, соединенные с пневматическим вращательным
двигателем
Принцип действия, соответственно, способ работы, показанного на фиг.1 сервопривода следует из перечня его отдельных элементов. Этот сервопривод служит для приведения, соответственно, управления шнековым зубчатым колесом 6, которое в качестве приводного элемента вызывает открывание, соответственно, закрывание арматуры газопровода.
С этим показанным на фиг.1 сервоприводом согласована показанная на фиг.2 схема S. Эта схема S содержит, как обычно, электрическую схему ES, которая управляет пневматической схемой PS, чтобы в случае неисправности, в частности, в зоне главной газовой магистрали, управлять пневматическим вращательным двигателем 1 так, что с помощью шнекового зубчатого колеса 6 закрывается соединенная с ним газопроводная арматура и тем самым главная газовая магистраль.
На фиг.2 пневматическая схема S показана в ее исходном положении при нормальной работе газопроводной системы и электрической схемы.
Пневматический вращательный двигатель 1 выполнен с возможностью приведения в действие для закрывания газопроводной арматуры при вращении вправо и для открывания снова арматуры при вращении влево. Пневматический вращательный двигатель 1 для вращения вправо для закрывания арматуры с помощью линии 39 соединен, соответственно, предназначен для соединения с трехходовым двухпозиционным электромагнитным клапаном 21, который через трубопроводы а1, а2, а3 соединен, соответственно, предназначен для соединения с источником давления, в частности с главной газовой магистралью. В трубопроводной ветви а2/а3 расположены, как показано на фиг.3 и 4, смазочное устройство 35 и редуктор 34 давления.
Для вращения влево пневматического вращательного двигателя 1 для открывания арматуры, пневматический вращательный двигатель 1 соединен, соответственно, предназначен для соединения с трубопроводом 40 и электромагнитным клапаном 38, в частности, трехходовым двухпозиционным клапаном. Трехходовой двухпозиционный электромагнитный клапан 38 соединен через промежуточно включенные смазочное устройство 35 и редуктор 34 давления с подводящим газопроводом а3, который нагружен давлением газа предпочтительно максимально 7 бар.
В случае неисправности, соответственно, выхода из строя, в частности, в зоне главной газовой магистрали для закрывания газопроводной арматуры в нормальном режиме работы при исправной электрической схеме ES, электромагнитный клапан 37 переводится из показанного на фиг.2 исходного положения в активированное положение, в котором пневматический вращательный двигатель 1 соединен с ветвью а1, а2, а3 трубопроводов и за счет этого приводится во вращение вправо, за счет чего через шнековое зубчатое колесо 6 закрывается газопроводная арматура, прежде чем трехходовой двухпозиционный электромагнитный клапан 37 будет снова перестановлен обратно в исходное положение.
Для открывания снова газопроводной арматуры после устранения неисправности, электрическая схема ES управляет трехходовым двухпозиционным электромагнитным клапаном 38 так, что он переставляется из показанного на фиг.2 исходного положение в активированное положение, и пневматический вращательный двигатель 1 нагружается через трубопровод 40 находящимся под давлением газом и приводится во вращение влево.
Поясненный выше принцип действия пневматической схемы PS исходит из того, что электрическая схема ES находится в штатном состоянии и полностью работоспособна.
В случае неисправности или выхода из строя газопроводной системы, в частности, в зоне электрической схемы ES, газопроводная арматура приводится в действие обычно посредством вращения, соответственно, приведения в действие маховика 9 в положение закрывания, с целью закрывания газопроводной арматуры и запирания главной газовой магистрали.
Перестановка газопроводной арматуры в положение закрывания с помощью маховика 9 требует много времени и чрезвычайно опасно для приводящего в действие маховик 9 оператора.
Определение понятий
Нормальный режим работы
при работоспособной электрической схеме ES, как показано на фиг.2 и 3, состоит в следующем:
- для закрывания газопроводной арматуры, пневматический вращательный двигатель 1 с помощью управляемого электрической схемой ES трехходового двухпозиционного электромагнитного клапана 37 снабжается через трубопровод 39 находящимся под давлением газом и приводится во вращение вправо;
- находящийся под давлением газ с максимальным давлением 7 бар находится перед шаровым краном 31, и при открытом шаровом кране 31 проходит к распределителю 32, а затем через подводящий трубопровод 33 к редуктору 34 давления и затем к смазывающему устройству 35. От смазывающего устройства 35 находящийся под давлением газ проходит к трубопроводу 36 и оттуда к управляемому электрической схемой ES трехходовому двухпозиционному электромагнитному клапану 37 в основном управляющем блоке 46. От трехходового двухпозиционного электромагнитного клапана 37 находящийся под давлением газ проходит через подающий трубопровод 39 к пневматическому вращательному двигателю 1. Находящийся под давлением газ выходит из вращательного двигателя 1 через служащий в этом случае в качестве отводящего газ трубопровод 40 и проходит через отводящий газ элемент 41 к глушителю 42, из которого он выходит в атмосферу;
- трубопроводы 39 и 40 соединены с дополнительным управляющим блоком 44;
- для открывания газопроводной арматуры происходит подача находящегося под давлением газа от шарового крана 31 до подводящего трубопровода 36 тем же образом, как и указано выше. После подводящего трубопровода 36 находящийся под давлением газ проходит к трехходовому двухпозиционному электромагнитному клапану 38 в основном управляющем блоке 46 и через действующий теперь в качестве подводящего трубопровода трубопровод 40 до вращательного двигателя 1, который при вращении влево открывает газопроводную арматуру. Отходящий газ выходит через глушитель 12 в атмосферу.
Аварийный режим работы
При неправильной работе в случае неисправности с грозящей опасностью, предусмотренный в соответствии с полезной моделью исполнительный элемент, предпочтительно в виде аварийного рычага 53, поворачивается из показанного на фиг.3 положения при нормальном режиме работы в показанное на фиг.4 положение при аварийном режиме работы, за счет чего механически блокируются все функции управления, указанные для режима нормальной работы. Подаваемый через шаровой кран 32 находящийся под давлением газ проходит непосредственно из распределителя 32 через не изображенный ответвляющийся трубопровод в управляющий блок 44 и через трубопровод 39 в пневматический вращательный двигатель 10, с помощью которого за счет вращения вправо газопроводная арматура переставляется в положение запирания.
Отходящий газ из вращательного двигателя 10 проходит через действующий в качестве отводящего газ трубопровода трубопровод 40 в управляющий блок 44, из которого он выходит через выход 45 для отходящего газа. При достижении закрывания газопроводной арматуры рычаг 43 аварийного режима работы автоматически, предпочтительно с помощью не изображенной возвратной пружины, возвращается обратно в исходное положение, так что сервопривод снова находится в своем положении нормального режима работы для выполнения и после выполнения требуемых работ по техническому обслуживанию.
Для электрического управления обоими трехходовыми двухпозиционными электромагнитными клапанами 37 и 38, в зоне электрической схемы ES предусмотрены относящиеся к более высокому уровню управления путевые выключатели WER и WEL, с одной стороны, для вращения вращательного двигателя 1 вправо и, с другой стороны, для вращения вращательного двигателя влево. Предусмотрены также относящиеся к более высокому уровню управления моментные выключатели DER для вращения вправо и моментные выключатели DEL для вращения влево.