Клапан регулировочный для воды под электропривод. Особенности использования запорно-регулирующего клапана с электроприводом. Правила монтажа и эксплуатации прибора

На теплоэлектроцентралях (ТЭЦ),
На центральных и индивидуальных тепловых пунктах (в системах горячего водоснабжения и отопления, кондиционирования воздуха и приточной вентиляции).
На технологических линиях пищевой, нефтехимической, химической и других отраслей промышленности. Управление регулирующими клапанами осуществляется с помощью электроприводов, пневмоприводов и электромагнитных приводов. Наши специалисты предоставляют подробные консультации по подбору регулирующих клапанов.

Устройство регулирующего клапана

В качестве подвижного элемента регулирующего клапана используется плунжер, который может быть тарельчатым, игольчатым либо стержневым. Плунжер, перемещаясь вдоль оси потока рабочей среды через седло или седла, изменяет проходное сечение. Регулирующий седельный клапан может применяться для воды, этиленгликоля 40%, пара без абразивных частиц, воздуха, газа, а также других сред, совместимых с материалом внутренних элементов конструкции.

Виды по конструкции

Клапаны регулирующие односедельные. Расчетное проходное сечение арматуры данного вида образовано одним затвором.

Клапаны регулирующие двухседельные. Расчетное проходное сечение арматуры данного вида образовано двумя затворами, которые работают параллельно и находятся на одной оси.

Периодичность проведения технического обслуживания

Раз в месяц

Для проведения ежемесячного технического обслуживания демонтаж регулирующего клапана с электроприводом не требуется. В данном случае проводятся следующие виды работ:

Устранение повреждений защитного покрытия корпуса арматуры.
Затяжка стопорных колец гаек и болтов привода.
Устранение утечек во фланцевых соединениях арматуры данного вида с трубопроводом.

Раз в 5 лет

Для проведения технического обслуживания регулирующий клапан с электроприводом необходимо демонтировать с трубопровода. В данном случае проводятся следующие виды работ:

Удаление загрязнений и осадков из проточной части арматуры.
Устранение повреждений внутреннего покрытия и деталей.
Удаление коррозии с деталей.

Регулирующий клапан – почти что автоматический элемент в современном трубопроводе, преимущественно оборудованный механическим приводом.

Клапана предназначаются для управления состоянием рабочей среды в трубопроводе, регулировки количества жидкости, уровня давления и т.д.

Клапана с пневмоприводами или электроприводами разумно применять в крупных трубопроводах, где на отдельные составляющие системы действуют колоссальные нагрузки. Преимущество при выборе подобной продукции отдают промышленники и предприниматели, в гражданском строительстве клапан с электроприводом встречается куда реже.

Cодержание статьи

Назначение и особенности

Клапана по своей структуре и назначению во многом похож на стандартные запорные краны. Вот только они имеют, куда большие габариты и выполняют больший спектр задач.

Простейший вариант – запорный, просто перекрывает поток, то есть позволяет прекратить движение носителя по трубам в любой момент. Отличие промышленного от крана в размерах и принципе действия.

В то время как в гражданском строительстве предпочтение отдают шаровым механизмам, в промышленных клапанах используют золотники и .

Также они позволяют регулировать силу потока, уменьшать или увеличивать ее в случае необходимости, снижать или повышать давление. Для гражданских систем водоснабжения подобные направления не интересны, там попросту нет столь серьезных нагрузок, по крайней мере, в побочных ветках, куда обычные люди имеют доступ.

Другое дело – трубопроводы промышленные, способные к транспортированию самых разнообразных жидкостей, начиная от обычной воды под давлением и заканчивая нефтью.

Собственно, к регулировке и контролю производительности той или иной ветки задача клапанов и сводится. Вот почему практически – регулирующий.

Встречаются, тем не менее, и другие решения, комбинированные с разными направлениями. Есть , затворные, рассчитанные на работу исключительно с давлением, контролирующие и т.д. Все они рассчитаны на свой спектр задач и направлений.

Управление и использование приводов

Если рассматриваемый образец регулирующий – то его, собственно, нужно как-то регулировать, для чего и были придуманы ручки или вентили. Ручка клапана является увеличенной копией ручки запорного крана на любой трубе. За исключением того, чтобы в гражданских трубопроводах ручки в кранах могут находиться исключительно в двух положениях.

С клапанами дела обстоят иначе. Если , то есть может находиться в разных состояниях, то и ручки его должны давать вам возможность эту самую регулировку осуществить.

Чаще всего ручка вращается вокруг своей оси, позволяя смещать запорный элемент типа задвижки или золотника из полностью открытой позиции в полностью закрытую.

Выше мы уже уточняли, что клапаны разумно ставить только на промышленные трубопроводы , а в промышленности на одной ветке таких приборов может быть установлено десятки. Очевидно, что закручивать их все вручную – тяжкий и неблагодарный труд.

К счастью, инженеры нашли разумное решение – оборудовав механическим приводом.

Клапан с сервоприводом или электроприводом можно настраивать дистанционно. Вам не придется крутить ручку самостоятельно, для таких задач используется сам приводной механизм, как правило, дистанционный.

Он может быть:

или электрическим;
пневматическим.

Преимущество в использовании электромагнитным приводом заключается в его простоте, легкости и эффективности. С электромагнитным приводом клапан становится современным запорным механизмом, способным принимать дистанционные команды или осуществить смещение позиции задвижки по нажатию одной или нескольких кнопок.

Более того, наличие электрического привода позволяет нам ставить на детали автоматику, которая будет сама оценивать уровень давления, количество проходящей жидкости, а затем либо передавать данные в центр принятия решений, либо самостоятельно менять положение запорных элементов.

Основной рабочий элемент – электрический движок.

Могут запускаться вручную или с помощью реле, однако оно только запускает механизм, а самое смещение запорного элемента осуществляет пневматический привод.

Использование клапанов с пневмоприводами обходится дешевле, зато они дольше работают и не столь тонки в плане регулировки.

Виды и отличия

Современные могут работать как на электричестве, так и на пневматике либо сервоприводах. В простейших исполнениях они и вовсе регулируются вручную. Однако не одним только наличием или отсутствием приводных механизмов они отличаются.

Отличия есть и в системе регулировки, конструкции и т.д. Например, по типу рабочего механизма встречается образец:

седельный;
мембранный;
золотниковый;
запорный;
обратный.

Седельные детали работают за счет смещения плунжеров и седелок, которые открывают или закрывают путь для движения потока.

Мембранный клапан отличается усложненной системой. Мембранный образец в своей работе использует специальную мембрану преимущественно из резины.

Золотниковые механизмы способны выполнять свои задачи благодаря золотнику, который перемещается из одного положение в другое. Золотниковый клапан – один из самых древних и самых надежных, сейчас в промышленности встречается довольно редко.

Запорный элемент – скорее отдельный подвид такой продукции. Наличие приставки «запорный» означает, что образец позволяет полностью перекрыть поток носителя в любом направлении.

Позволяет носителю проходит только в одном направлении.

Обзор конструкции регулирующего клапана (видео)

Встречаются на рынке и решения, которые в трубопроводах не задействуют, но в то же время обладают всеми свойствами и характеристиками клапанов с приводами. Яркий пример – перекидкой механизм. Перекидной клапан предназначен для применения в сельском хозяйстве. Задача, которую выполняет перекидной механизм – проста и лаконична. Он регулирует процесс выгрузки и подачи зерна на предприятиях связанных с аграрной обработкой земли или животноводством.

Перекидной механизм оборудован приводом, поэтому каждый раз, когда приходит необходимость, человеку не приходится самостоятельно крутить ручки или вентили, достаточно нажать кнопку и перекидной привод сменит направление подачи зерна.

Тип подключения

По типу подключения различают образец:

фланцевый;
сварной.

Фланцевый вариант – самый удобный для промышленных соединений. Фланцевый тип соединения позволяет крепить любые детали на любые трубы, лишь бы их диаметры условного прохода отвечали друг другу. Не имеет значения, будь то обратный канализационный клапан или устройство для автоматического контроля уровня давления, в любом случае именно фланцевый тип соединения подходит для его монтажа наилучшим образом.

Сварной тип соединения нежелательно использовать, когда нужно монтировать обратный механизм, съемные модели и задвижки. Сварка дает отличную герметичность в ущерб мобильности.

Среди многообразия трубопроводной арматуры особой популярностью пользуется регулирующий клапан. Он предназначен для контроля параметров перемещаемой среды в трубопроводных магистралях разного назначения. Регулировка осуществляется за счет изменения пропускной способности клапана. Для автоматизированного управления регулирующей арматурой применяют различные типы приводов. Они используются в трубопроводах, отдельные элементы которых подвергаются значительным нагрузкам, и могут быть электрическими или пневматическими.

Устройства с электроприводами востребованы в котельных, сетях отопления и вентиляции и на тепловых пунктах. Клапаны с пневмоприводами устанавливают на производствах, где управление осуществляется воздухом. Также клапаны с пневматическим приводом используются на взрывоопасных трубопроводах и для регулировки вне помещений.

Назначение и особенности регулирующих клапанов с приводами

В отличие от запорных клапанов, которые предназначены для полного перекрывания, клапаны для регулировки служат для контроля и изменения объема транспортируемой среды. Такие функции востребованы на промышленных трубопроводах, используемых для перемещения:

газообразных и жидких веществ;
пара;
нефти и ее производных.

Регулирующий клапан с приводом позволяет варьировать показатели давления, регулировать потоки транспортируемой среды и контролировать производительность магистралей.

Управление и использование приводов

По сравнению с бытовыми трубопроводами магистрали промышленного назначения отличаются большей протяженностью и интенсивным режимом эксплуатации. Для регулировки перемещаемой среды требуется множество клапанов, которыми сложно управлять вручную. Оснащение регулирующих клапанов различными вариантами приводов упрощает контроль работы трубопроводов и позволяет изменять параметры дистанционно. Применение клапанных регулирующих механизмов с механическим приводом обеспечивает эффективное управление технологическими процессами. С помощью приводов можно непрерывно контролировать параметры перемещаемых жидкостей или газа, и предотвращать аварии. Исполнительный механизм препятствует обратному движению транспортируемых веществ, и защищает от гидравлических ударов.

Чтобы приводные механизмы выполняли свои функции, необходимо соблюдение следующих правил:

При монтаже регулирующего клапана направление движения рабочей среды должно совпадать со стрелками, изображенными на корпусе устройства.
Клапаны могут фиксироваться вертикально и горизонтально. Однако исполнительный механизм, приводящий в движение запорный элемент, нужно располагать сверху.
Трубопроводы следует прочно закрепить, предусмотрев надежную защиту от вибраций.

В случае выхода привода для клапана из строя, может потребоваться его замена. Для упрощения демонтажных работ необходимо обеспечить доступ к регулирующему клапану и его элементам.

Варианты клапанов с приводами и их отличия

Приводные механизмы применяются для преобразования исходного управляющего сигнала, поступающего от внешнего источника, в перемещение запорного элемента. В зависимости от используемой энергии различают следующие виды клапанов для регулировки расхода транспортируемых веществ:

Клапаны с пневмоприводом. В качестве источника энергии для исполнительных механизмов таких клапанов служит давление сжатого воздуха. В зависимости от вида ПИМ бывают мембранные и поршневые устройства. Если поршневым механизмом оснащен запорный клапан, то он относится к защитной арматуре.
С электрическим исполнительным механизмом. Конструктивно электропривод состоит из электродвигателя, системы управления и редуктора. В качестве источника энергии для таких клапанов служит электричество, а управление транспортируемой средой может осуществляться с помощью дистанционного устройства. У клапанов с электроприводом наблюдается хорошее взаимодействие между двигателем и пультом управления, в том числе и при значительных расстояниях между ними.
С электромагнитным приводом. У клапанов с электромагнитными приводами преобразование энергии для перемещения запорного элемента происходит благодаря электромагнитам. Он является неотъемлемой частью исполнительного механизма, и в зависимости от нюансов конструкции бывает блочным или встроенным.

Клапаны с пневмоприводами надежны, простоты в управлении и применяются на объектах повышенной опасности. Пневматика дешевле устройств с сервоприводами, но имеет значительные габаритные размеры.

Клапаны с электроприводами легко устанавливать и перенастраивать. Они взаимодействуют с приборами телеметрии, компьютерами и остальными средствами управления. Клапаны с электроприводами изготавливаются в общепромышленном и во взрывозащищенном исполнении, которое востребовано на газопроводах. Среди недостатков клапанов с электрическим приводом выделяют повышенную чувствительность к влажности и температуре, а также отключение двигателя при повреждениях электропитания.

Клапаны с электромагнитным приводом пользуются спросом в автоматизированных системах управления, которые регулируют параметры потоков перемещаемых сред. Клапаны с сервоприводом имеют ресурс, который измеряется 10 000 и более циклов срабатывания запорного элемента. Они точностью регулирования и оперативно реагируют на подаваемые сигналы.

Важная информация: согласно ГОСТу 12893-2005 клапаны с электроприводами и другими видами исполнительных механизмов бывают нормально-открытыми и нормально-закрытыми. НО открываются полностью при отсутствии управляющего сигнала, а НЗ - остаются с закрытым проходным сечением. Грамотное сочетание арматуры разного типа позволяет избежать дополнительных повреждений при отключении электропитания и в других аварийных ситуациях.

Клапаны с механическим приводом различаются и типом рабочего элемента. В зависимости от нюансов конструкции запорного механизма они бывают:

Золотниковые. Функции запорного элемента выполняет золотник, поворот которого позволяет регулировать параметры перемещаемой рабочей среды. Он не обеспечивает полную герметичность, поэтому обычно применяется на магистралях с низкими показателями давления.
Седельные. В качестве запорного устройства служит плунжер, который уменьшает пропускную способность путем перемещения через одно или два седла. По исполнению запорный элемент клапана представлен устройствами стержневого, тарельчатого или игольчатого типа.
Мембранные. Контроль параметров перемещаемой среды выполняют с помощью эластичной мембраны. Для устранения погрешностей, которые иногда возникают при управлении, мембранные клапаны оснащаются элементами, предназначенными для контролирования положения штока.

Полное перекрывание рабочей среды выполняют с помощью запорной арматуры, которая также комплектуется сервоприводом. Конструкция запорного устройства обеспечивает герметичность узлов и незаменима в магистралях, по которым транспортируют жидкости и газ.

Методика подключения

По принципу соединения с трубопроводом выделяют следующие варианты арматуры:

Фланцевые. Такие клапаны укомплектованы фланцами в виде дисков с отверстиями под болты и могут использоваться на магистралях высокого давления. Арматура рассчитана на многократную установку и демонтаж, что позволяет быстро менять оборудование при повреждении.
Под приварку. Клапаны, которые фиксируются с магистралями с помощью сварки, применяются для управления расходом рабочей среды при повышенных требованиях к герметичности. В результате образуется неразъемное соединение, что усложняет замену арматуры.

Важная информация: монтаж клапанов под приварку проводится согласно положениям ГОСТ 16037-80, если иное не предусмотрено конструкторской документацией на арматуру.

Клапан запорно-регулирующий с электроприводом относится к трубопроводной арматуре непрямого действия. Для его регулировки используется внешний источник энергии. В данном случае это электрическая энергия.

Регулирующие краны, управляемые на расстоянии и способные выдерживать значительное давление, применяют в транспортировочных трубопроводах промышленного значения. Краны с электроприводом востребованы в системах, где регулирование потоков проводят на расстоянии в автоматическом режиме.

Клапан (бытовое – кран или вентиль) на трубопроводе – это специальное устройство, с помощью которого регулируют по силе, перекрывают совсем или открывают поток.

Вентиль, который открывается и закрывается с помощью электропривода, по своей сути и функциям мало отличается от обычных вентилей. Он также служит для регулировки или перекрытия потока в трубе.

Отличие в механизме его действия, в мощности, габаритах, в принципе управления. Если бытовой регулирующий вентиль работает по принципу механического приложения усилия извне (человек крутит ручку крана), то электроприводный клапан работает от электричества.

Клапан с электроприводом может быть:

запорным – прямое или обратное полное перекрытие потока в магистрали;
запорно-регулирующим – полное или частичное перекрытие потока, с возможностью регулировки его интенсивности.

Обратите внимание! Особое значение имеют клапаны с электроприводом при магистральной транспортировке нефтепродуктов, природного газа, теплоносителя. Они позволяют дистанционно, в режиме реального времени управлять потоками на расстоянии или установить работу на автоматически заданные параметры.

Наряду с электрическими задвижками, дистанционно могут управляться клапаны:

пневматические – механизм их работает на сжатом газе;
электромагнитные (газовые) клапаны – механизм открывается от электрического импульса, закрывается автоматически при прерывании электроснабжения.

Сложность инженерных систем возрастает с каждым годом, повышаются требования к их энергоэффективности, надёжности, безопасности, что диктует применение современной трубопроводной арматуры, в первую очередь, регулирующей.

В данной статье мы рассмотрим основные типы регулирующей арматуры, которые играют важную роль в решении вышеназванных задач, а также разберем некоторые особенности регулирующих клапанов, поставляемых Компанией АДЛ, с электроприводами PS-Automation (Германия).

Регулирующая трубопроводная арматура прямого действия, как известно, для регулирования параметров потока рабочей среды на определенном участке технологической системы или трубопровода использует энергию этой же среды. Благодаря чему преимуществами данного типа арматуры являются: независимость от внешних источников энергии, точность регулирования, а также надёжность. Однако имеется и недостаток, который, нередко, сильно осложняет и ограничивает применение регуляторов прямого действия – это отсутствие гибкости. Другими словами, каждый регулятор предназначен для использования в очень узком диапазоне параметров системы. Например, если мы используем регулятор давления прямого действия для регулирования выходного давления величиной 5 бар, то, чтобы изменить настройку, например, на 10 бар (все остальные параметры неизменны), нам, скорее всего, потребуется совершенно другой клапан.

Встречаются следующие типы регуляторов прямого действия:

редукционные клапаны (регуляторы давления «после себя»), предназна ченные для поддержания постоянно го выходного давления независимо от изменений входного давления или расхода;
перепускные клапаны (регуляторы давления «до себя»), обеспечиваю щие поддержание постоянного дав ления перед клапаном за счет пере пуска части среды;
регуляторы перепада давления, слу жащие для поддержания постоянно го перепада давления между двумя заданными точками системы;
специальные регуляторы (следящие регуляторы давления, гасители ги дравлического удара и др.)

Регулирующая арматура непрямого действия наоборот использует внешнюю энергию, например электроэнергию (электропривод), энергию сжатого газа (пневмопривод) и т.д. Управляющий сигнал для подобных регуляторов также является внешним. Сигнал поступает от логического устройства, непосредственно реализующего алгоритмы регулирования в системе. Таким образом регулирующая арматура непрямого действия обеспечивает так необходимую нередко гибкость. Например, для регулирования разных величин давления или даже для регулирования иных параметров в ряде случаев может использоваться один и тот же регулирующий клапан с приводом. Конечно, системы, где применяются регуляторы непрямого действия, значительно сложнее систем с использованием регуляторов прямого действия, что зачастую отрицательно сказывается и на скорости регулирования, и на показателях надёжности. Однако современные электроприводы позволяют исключить названные недостатки. К таким электроприводам относятся, в частности, приводы производства компании PS-Automation GmbH (Германия), эксклюзивно поставляемые на российский рынок Компанией АДЛ.

Итак, для управления регулирующими клапанами используют линейные электроприводы. Рассмотрим чуть подробнее особенности линейных электроприводов серий PSL и PSL-AMS производства компании PS-Automation (Германия).

Электроприводы серии PSL сконструированы по модульному принципу, что позволяет получить максимум функциональных возможностей при минимальных затратах. Приводы PSL отвечают всем требованиям, предъявляемым к регулирующей арматуре: точное позиционирование, прочность, надежность и долговечность, даже при высоких нагрузках. Основу составляет стандартный привод с трёхпозиционным управлением и необходимым набором функций защиты. При этом характеристики привода могут сильно меняться в зависимости от установки дополнительных опций. Например, установка на привод платы позиционера и потенциометра позволяет приводу управляться аналоговым сигналом (например, 4…20 мА, 2-10 В и т.д.). В соответствии с задачами заказчика, специалисты Компании АДЛ модифицируют электроприводы регулирующих клапанов, производят необходимые настройки и тестирование. Важным преимуществом является и то, что функциональность привода может быть изменена уже после его поставки и даже установки в системе. Большинство опций привода можно приобрести отдельно, среди которых:

позиционер с ак тивным выходным сигналом;
потенциометр;
преобразователь сигнала положе ния;
дополнительные концевые выключа тели;
обогревающий резистор и др.

Для увеличения надёжности работы системы электроприводы PSL комплектуются следующими функциями защиты:

автоматическое отключение привода при достижении крайнего положе ния;
автоматическое отключение привода при достижении максимального ли нейного усилия;
автоматическое отключение привода при риске перегрева обмоток двига теля;
возможность определения позици онирования при обрыве питающей или управляющей сети; Причём это положение (нормально-открытое, нормально-закрытое, текущее) может быть изменено непосредственно на трубопроводе с помощью переклю чателя.
ручной дублёр.

Интеллектуальные линейные электроприводы серии PSL-AMS имеют усовершенствованные электронные схемы на базе микропроцессора с картой памяти, что обеспечивает надежность и точность управления, а также простой ввод в эксплуатацию и легкую настройку.

Функции контроля электрического тока и напряжения позволяют настраивать работу привода под конкретные условия системы. Так, через специальное коммуникационное программное обеспечение PSCS (поставляется в стандартной комплектации) можно задать различные параметры работы привода, корректирующие данные, провести диагностику и многое другое.

Интеллектуальные электроприводы серии PSL-AMS также обладают рядом дополнительных опций, таких как: функция локального управления на корпусе, позволяющая производить настройку работы привода на месте установки, а также блокировать доступ к его управлению, интегрированный PID-регулятор процесса, осуществляющий мониторинг и контроль заданных параметров работы с возможностью программирования любого нестандартного поведения привода, интеллектуальные протоколы управления (HART, Ethernet, Bluetooth и т.д) и т.д.

Все вышеназванные серии линейных электроприводов имеют класс защиты IP65 или IP67 и могут изготавливаться в металлическом корпусе.

Электроприводы PS-Automation успешно используются Компанией АДЛ для комплектации регулирующих клапанов собственного и европейского производств. Номенклатура регулирующих клапанов представлена двухходовыми односедельчатыми (как сбалансированной, так и несбалансированной конструкции) и трехходовыми клапанами в диапазоне диаметров от DN 15 до 300 мм, давлений от PN 16 до 40 бар, для сред температурой до 300 °С.

Стоит особо отметить, что монтаж электропривода на регулирующий клапан, его настройка и тестирование осуществляются на производственном комплексе нашей компании, что гарантирует работоспособность, минимальные сроки поставки, а также позволяет изготовить специальное исполнение регулирующего клапана под требования конкретной системы.

Ниже представим лишь самые основные характеристики регулирующих клапанов, поставляемых нашей компанией.

Пропускная способность клапанов: 1,7…1030 м3/ч;
Материал корпуса: латунь, чугун, углеродистая сталь, нержавеющая сталь;
Питающее напряжение привода: 10, 24, 110, 220, 380В;
Управляющий сигнал: трёхпозиционный, аналоговый, HART и т.д.;
Линейное усилие электропривода: 1.000…25.000 Н;
Температура окружающей среды: -40..+80°C;

Регулирующая арматура как прямого, так и непрямого действия от Компании АДЛ имеет многолетний опыт эксплуатации на объектах жилищно-коммунального хозяйства, успешно применяется ведущими предприятиями различных отраслей промышленности. Среди объектов, где установлена наша регулирующая арматура можно выделить: комплекс высотных зданий «Город Столиц» делового центра «Москва-Сити», Храм Христа Спасителя, Реутовская теплосеть и многие другие.

(PDF, 441.79 Кб) PDF