Задвижки – это широко распространённый компонент трубопроводных систем, обеспечивающих транспортировку жидких, газообразных, сыпучих и смешанных сред. Основная операция, управления задвижками - открытие или закрытие затвора, перекрывающего поток.
Очень большая номенклатура задвижек имеют ручной привод. Они обладают низкой стоимостью, конструктивной простотой, высокой надёжностью и требуют минимального технического обслуживания. Но обязательное присутствие человека-оператора, который необходим для ручного управления ими, является их недостатком.
Многие трубопроводные системы характерны опасными условиями труда и/или ограниченностью пространства их размещения, а иногда наоборот – большой протяжённостью в сложных климатических и/или ландшафтных условиях (высокая или низкая температура транспортируемой и/или окружающей среды, пожароопасность, ядовитость, радиоактивность, необходимость синхронности срабатывания отдалённых друг от друга элементов запорной арматуры, большие размеры задвижек или чрезмерные усилия, необходимые для их открытия-закрытия из-за высоких давлений, высокая плотность монтажа и т.д.). В таких случаях применяют задвижки с автоматизированным приводом запорного устройства (электро, пневмо, гидравлический привод). Такие задвижки могут быть управляемы дистанционно с единого пульта, что позволяет вводить алгоритмы управления, которые значительно повышают защиту системы от ошибок персонала. Замечу, что там, где это целесообразно, задвижки с автоматизированными приводами имеют и дублирующий ручной привод, обеспечивающий аварийное срабатывание.
Наибольшее распространение получили электроприводы, как наиболее простые по подключению к системам питания и управления.
Пневмопривод часто применяют во взрывоопасной среде, как и гидравлический. Гидравлический особенно удобен там, где необходимы большие усилия открывания-закрывания, но гидравлический малопригоден для работы в условиях высоких и низких температур из-за разжижения или загустевания гидравлической жидкости. Пневмопривод же хорошо переносит низкие и высокие температуры.
Далее будем рассматривать только вариант электропривода на основе электродвигателя на задвижке с клиновым затвором из-за большой распространённости такой компоновки.
Управление клиновой задвижкой
В состав системы управления клиновой задвижкой входят следующие элементы:
- Привод;
- Система регулировки скорости срабатывания;
- Датчики обратной связи;
- Питающая силовая сеть;
- Сигнальная сеть;
- Пульт управления.
Привод
Привод состоит, как правило, из электродвигателя и редуктора, выходной вал которого обеспечивает вращение ходовой гайки на шпинделе задвижки. При прямом или обратном вращении электродвигателя шпиндель либо поднимает, либо опускает клин затвора.
Система регулирования скорости срабатывания
По сути это системы регулирования скорости вращения ротора электродвигателя. Они отличаются для двигателей разного типа и в этой статьей мы не будем их более детализировать.
Датчики обратной связи
Как правило, это конечные выключатели, которые срабатывают при полном закрытии затвора и открытии затвора. Иногда применяются датчики промежуточных положений, если технология управления системой задвижек этого требует. Указанные датчики обеспечивают выключение электродвигателя привода при достижении крайних точек затвором и посыл информации о положении затвора на центральный пульт управления, что служит основанием для принятия управляющих действий в системе оператором либо автоматикой.
Питающая силовая сеть
Это обычная электрическая сеть, питающая электродвигатели. Она обеспечивает необходимую электрическую мощность в системе питания и аварийное выключение в случае короткого замыкания или иного повреждения силовой электросети. В ответственных трубопроводных системах обеспечивается резервирование питающей электросети и устройств, обеспечивающих переход питания с основной на резервную.
Сигнальная сеть
Как правило, это слаботочные сети, обеспечивающие передачу сигналов от датчиков и управляющих устройств на исполнительные, которые обеспечивают подключение и отключение электродвигателей приводов задвижек от силовой сети.
Пульт управления
Пульт управления представляет собой типовой электротехнический короб с размещённым внутри него коммуникационным оборудованием. Пульт предназначен для управления задвижкой человеком-оператором.
Надо заметить, что для управления системой задвижек и другой арматурой в сложной трубопроводной системе могут применяться пульты с системой приборной индикации, элементами автоматизации и оборудованным рабочим местом оператора. Такие пульты позволяют контролировать и управлять трубопроводной системой в целом.