Электрогидропривод с дублирующей автономной пневмосистемой

Электрогидропривод ЭГПП, с дублирующей автономной пневмосистемой, предназначен для использования в качестве приводного устройства механизации запорной арматуры трубопроводов.
Из документа RU 130366 U1 известно устройство для дистанционного автоматического контроля и управления запорной арматурой трубопровода. Электрогидропривод выполнен с пружинно-гидравлическим механизмом, содержащим корпус, оснащенный полостью, разделенной на две части установленным в ней поршнем, снабженным штоком, соединенным с рабочим органом запорной арматуры. В части полости размещен накопитель энергии в виде пружины, контактирующей с поршнем, а часть полости сообщена с баком рабочего тела посредством магистрали, содержащей связанные с контроллером электрической системы управления электронасос, датчик давления рабочего тела, электромагнитный клапан, а также фильтр, обратный клапан, ручной клапан. Магистраль оснащена соединенным с трубопроводом механическим клапаном-пилотом и плавкой вставкой. Запорная арматура содержит датчик положения рабочего органа, соединенный с контроллером.
Из документа RU 2190129 C2 известен резервированный электрогидравлический привод, который содержит связанные между собой гидролиниями двухкамерный гидроцилиндр и два электрогидравлических канала управления, каждый из которых снабжен гидрораспределителем с золотником, выполненным семилинейным, при этом подающая гидролиния через клапан кольцевания подведена к правому среднему бурту и одновременно через постоянные дроссели к его подторцевым камерам управления и соплам, а линии слива - к правому крайнему бурту и левому среднему бурту, полости камеры гидроцилиндра подведены соответственно к правой крайней и средней проточкам, левому среднему и левому крайнему буртам и соединены между собой через окна, образованные отрицательными перекрытиями по буртам, и левую крайнюю проточку, причем величина каждого из отрицательных перекрытий равна 1,5-2-кратной приведенной величине возможной разности сигналов на управляющих входах каждого из электрогидравлических каналов.
Известна конструкция электрогидропривода, где для возможности работать автономно при перебоях электроснабжения в сети питания применены гидроаккумуляторы, позволяющие осуществить до трех перестановок затвора арматуры за счет энергии давления жидкости, накопленной в них. В качестве буферной среды аккумулятора используется инертный газ. Недостатком этой конструкции является то, что управляющая среда поступает в гидроцилиндр привода не непосредственно из нагнетательного канала гидростанции, а через гидроаккумулятор, который всегда должен быть заряжен для максимального количества перестановок в автономном режиме. Исходя из этого давление в гидроаккумуляторе в 3-4 раза превышает давление, требуемое для развития усилия гидроцилиндром привода при перестановке запорной арматуры. Время зарядки гидроаккумулятора существенно больше, чем время перестановки арматуры, что приводит к сокращению ресурса гидростанции. Недостатком этой конструкции также является то, что при потере буферной среды или выходе из строя электронасосного агрегата привод становится неработоспособным, так как невозможно поддерживать необходимое давление в гидроаккумуляторе.
Заявленная конструкция ЭГПП лишена вышеперечисленных недостатков, а также она проще в изготовление и имеет меньшие габаритно-массовые характеристики.
За счет сокращения количества используемой гидрожидкости в гидросистеме и применения менее мощного электродвигателя гидроагрегата, а также отсутствия большого количества сосудов, работающих под высоким давлением, дублирующая пневмосистема благодаря своей автономности может использоваться для управления запорной арматурой даже при длительном выходе из строя электрогидросистемы привода, не влияя на оперативность и безопасность эксплуатации трубопровода.
Таким образом, технический результат заключается в обеспечении высокой надежности, оперативности и безотказности управлением трубопроводной арматурой.
Схема электрогидропривода с дублирующей пневмосистемой ЭГПП изображена на чертеже, где:
1 - Баллон со сжатым воздухом;
2 - Клапан обратный;
3 - Датчик давления;
4 - Редуктор снижения давления;
5 - Вентиль;
6 - Осушительная камера;
7 - Гидравлическая станция с внешним источником питания;
8 - Клапан распределительный взрывозащищенный;
9 - Гидропневмопривод;
10 - Блок конечных выключателей;
11 - Блок управления и автоматизации с независимым источником питания (АБ).
гидравлическая схема подключения
электрическая схема подключения
Электрогидропривод с дублирующей автономной пневмосистемой ЭГПП состоит из следующих узлов: кулисного механизма, размещенного в корпусе, и двух оппозитно расположенных цилиндров, прикрепленных к нему, - одного гидроцилиндра и одного пневмоцилиндра, штоки которых соединены с кулисой. Кулисный механизм обеспечивает преобразование линейного перемещения штоков цилиндров в момент вращения, передаваемый на вал запорной арматуры. Рабочие среды цилиндров разделены друг от друга, поэтому цилиндры могут использоваться независимо. Основной рабочий цилиндр - гидравлический, его работу обеспечивает гидростанция, а управление осуществляется электрогидравлической системой управления. При нарушении внешнего электроснабжения, выхода из строя насоса или эл. двигателя гидростанции и иных причин перестановка запорной арматуры производится пневмоцилиндром дублирующей пневмосистемы, состоящей из блока управления с автономным элементом питания и источника сжатого газа. Тем самым достигается высокая надежность, оперативность и безотказность управлением трубопроводной арматурой.
При работе установки в штатном режиме, при подаче сигнала на перестановку запорной арматуры - запускается электродвигатель гидростанции и рабочая жидкость по каналам гидрораспределителя, в зависимости от выбранного направления «открыть» / «закрыть». Рабочая жидкость поступает в рабочую полость гидроцилиндра, перемещает шток и связанные с ним кулису и шток пневмоцилиндра. Полость пневмоцилиндра в этот момент соединена с атмосферой. При достижении конечного положения происходит замыкание / размыкание контактов концевого выключателя, силовая цепь и цепь управления гидростанции обесточивается. Цикл завершен.
При выходе из строя насоса эл. двигателя гидростанции, отсутствии внешнего электроснабжения или других аварийных ситуаций, перестановка запорной арматуры осуществляется дублирующей автономной пневмосистемой управления. В состав дублирующей автономной пневмосиситемы управления входят: источник сжатого воздуха, трехступенчатая редуцирующая цепь, фильтр-осушитель, соединительные линии, пневмораспределители, блок телеметрии с датчиками и источник питания (АБ).
При активации пневмосистемы управления (ПСУ) - подается управляющий сигнал на один из пневмораспределителей «открыть» / «закрыть», сжатый воздух с постоянным давлением поступает в пневмоцилиндр, перемещая шток и связанные с ним кулису и шток гидроцилиндра. При этом полости гидроцилиндра соединены перепускной линией. Интегрированные в ПСУ датчики контролируют давление в рабочей магистрали и баллоне, выдавая сигнал о замене баллона по достижении предельного порога.