Этой статьей мы начинаем цикл материалов, посвященных отдельным элементам систем автоматизации. В первой статье мы познакомимся с назначением, устройством и принципом действия электромагнитных клапанов с электроприводом.

Клапаны представляют собой устройства, которые регулируют: давление, температуру, направление потока жидкости или газа в трубопроводе.

Все клапаны можно разделить на нерегулируемые и регулируемые, в которых геометрические размеры рабочих окон или их число зависят не только от параметров потока жидкости, но и от воздействия извне. Можно выделить клапаны: переливные, редукционные, предохранительные, обратные и переключающие.

Регулируемый клапан - клапан, изменяющий расход жидкости (газа), который поступает в объект регулирования или отводится из него.

Регулируемый клапан представляет собой изменяемое гидравлическое сопротивление с переменной площадью проходного сечения от нуля (при посадке плунжера в седло) до максимума (при полностью открытом клапане) и с переменным коэффициентом местного сопротивления, ибо скорость потока меняется по величине и направлению. Наиболее часто регулируемый клапан сочленяется исполнительными механизмами и обычно составляет с ними конструктивно один общий узел.

Клапаны с электроприводом являются одним из самых востребованных типов трубопроводного оборудования. С их помощью можно перекрыть и отрегулировать характеристики движения потока жидкости или газа, устранить аварийную ситуацию. Они нашли широкое применение в коммунальном хозяйстве, газовой и нефтяной промышленности, в сельском хозяйстве.

К достоинствам этих устройств относятся: высокая скорость открытия потока или его перекрытия, надежность и долговечность в эксплуатации. Электропривод обеспечивает возможность проводить работы с клапанами дистанционно, с пульта управления.

Механизмы соответствуют высоким стандартам точного регулирования температуры горячей воды, для подачи ее в систему отопления. Материал, из которого изготовлен клапан, работающий с электроприводо, выдерживают большие перепады давлений. Электроприводы изготовлены с функцией безопасности.

Регулятор давления - клапан регулирующий, с электроприводом следит за давлением рабочей среды на участке трубопровода или в технологической системе. Такое устройство состоит из функционально зависимых частей: , распределяющее действие на регулирующую часть и регулирующий клапан, который действует на массу газа или жидкости.

Исполнительным механизмом такой системы является . Главное назначение регулирующих механизмов – это управлять технологическими процессами на производстве. Устройство, позволяет, осуществляет непрерывный контроль характеристик рабочей среды (давления, расхода воды или газа, температуры…), а также предотвращает аварийные ситуации, мгновенно включая запирающее оборудование, защищает магистрали от гидравлических ударов, не допускает обратного прохода рабочих сред.

При монтаже регулировочного механизма необходимо проследить направление массы воды или газа по стрелкам, которые изображены на корпусе.

Трубопроводы, на которые устанавливают клапан регулировочный, должны быть ровно проложены и надежно зафиксированы, а также защищены от вибраций. Устройство может укрепляться как в вертикальном, так и в горизонтальном положении, но привод всегда должен располагаться сверху. Обязательно надо оставлять пространство для демонтажа или монтажа привода.

Трехходовой механизм

Трехходовой клапан с электроприводом не осуществляет изменения направления движения массы жидкости, напор его постоянен, меняются только пропорции прохождения холодной и горячей воды. Конструкция устройства такова, что к нему подходят одновременно холодная и горячая жидкости, а на выходе получают смесь нужной температуры.

Достаточно простая конструкция детали представляет собой корпус, в котором расположены два входных и одно выходное отверстие. Регулирующим элементом служит или шток определенной конструкции, который может перемещаться в вертикальном направлении, или шар, вращающийся вокруг неподвижной оси. Рабочий элемент не перекрывает механизм полностью, а только направляет потоки газа или воды так, чтобы они смешивались.

Система привода, получая команды от датчиков, позволяет изменять температуру жидкости в автоматическом режиме. Наиболее точную регулировку получила трехходовая деталь с электрическим приводом, поэтому наиболее широко используется.

Электрический привод, которым комплектуется устройство, может быть или сервопривод. Соленоид – это катушка с сердечником, по которой идет электрический ток, т.е. электромагнит. Сервопривод – это устройство, в котором входной электрический сигнал управляет механическим перемещением с помощью компактного электродвигателя.

К материалам, из которых изготавливают - это оборудование относятся чугун, сталь и латунь. Стальные и чугунные устройства устанавливаются в магистрали с большим проходом воды или газа. Из латуни изготавливаются детали небольших размеров.

Трехходовые приспособления востребованная продукция, так как аналогов, которые могли бы их заменить, просто не существует. Обеспечить поддержание температуры рабочей среды на должном уровне может только это оборудование. Отлично отработана технология исполнения трехходовых механизмов. Номенклатура этой продукции такова, что изделие удовлетворит любые запросы.

Сложное техническое устройство и цену имеет немалую, но зато обеспечивает надежность и долговечность во время эксплуатации.

Запорный механизм

Клапан запорный с электроприводом – это запирающая арматура, изготовленная в виде задвижки. Элемент, запирающий потоки воды или газа, движется параллельно оси этого потока. Применяются такие устройства для полного перекрытия сечения потока. Таким запирающим элементом является золотник, который может находиться, только в положениях «открыто» или «закрыто» во все время эксплуатации.

Изготавливают также и запорное - регулирующее оборудование, которое имеет дополнительную функцию, регулирования расхода потока проходящей жидкости.

До 1982 года клапаны такого типа назывались вентилями, но Госты отменили это наименование.

Широко распространены данные устройства в качестве запирающей арматуры из-за надежной герметизации золотником и конструкционной простоте исполнения. Их используют для газообразных и жидких сред с широким интервалом рабочих характеристик: температуры от -200 о C до +600 о C; давления от 0,7 Па до 250 МПа.

Устанавливается оборудование такого типа на магистралях с небольшим диаметром, иначе нужны будут большие усилия или усложненная конструкция, для правильной установки затвора в корпус. Новая модификация запирающего приспособления, который имеет червячный механизм, помещенный в корпус с крышкой, электрический привод, фланцы входной и выходной, неподвижное уплотненное седло и подвижный затвор.

Механизм указателя расположения затвора представляет собой корпус с подвижной втулкой, на которую нанесена внутренняя резьба. Стопор вращения и шкала, расположенная снаружи, указывают, в каком положении находится затвор. Механизм указателя расположения затвора укреплен на валу червяка.

Один оборот червяка соответствует перемещению указателя на 1 мм. Результатом явилось увеличение точности измерения положения затвора. Кроме того, такая конструкция клапана позволила уменьшить усилие на то, чтобы передвигать затвор.

Если на каком-то участке используется, запирающий механизм, то для управления им применяют многооборотные электрические приводы. Клапан запорный с электроприводом осуществляет закрытие и открытие системы трубопроводов, при этом изменяя давление в системе, меняют направление потока жидкости в трубопроводе.

Достоинства клапана запорного с электроприводом:

• возможность медленного закрытия или открытия трубопровода, в результате чего снижается сила «гидравлического» удара;
  
• простая конструкция позволяет упростить обслуживание оборудования;
  
• широкий интервал рабочих температур и давлений;
  
• небольшие габариты устройств.

Элемент имеет большую мощность и высокую надежность в эксплуатации. Прибор относится к энергосберегающему оборудованию, так как имеет возможность переключаться на две степени мощности, что и позволяет, экономить электроэнергию.

Регулирующий клапан или вентиль служит для непрерывного и дискретного управления расходом, температурой и давлением в системах отопления, горячего и холодного водоснабжения, газопроводах и нефтепроводах, в химической промышленности. Принцип работы основан на изменении потока рабочей среды при помощи дроссельного узла.

Регулирующий клапан изменяет подачу воды, газа или иного вещества по сигналу управляющего устройства: контроллера, термостата и т.д. На современных производствах он входит в систему автоматизации, которая позволяет управлять уровнем расхода, температуры и давления дистанционно.

Мы предлагаем продукцию производителей «АСТА», ADCA и Danfoss. Трубопроводная арматура проходит испытания перед выходом на рынок и имеет сертификаты качества.

Виды вентилей

Можно купить регулирующие клапаны, которые различаются по направлению и количеству потоков рабочей среды.

Проходные вентили имеют два патрубка – входной и выходной – и устанавливаются на прямых участках в трубопроводах.

Угловые клапаны меняют направление потока рабочей среды на 90 градусов.

Трехходовые клапаны называют смесительными. Они укомплектованы тремя патрубками (одним входным, двумя выходными) для подключения к трубопроводу и используются для смешения или разделения 2-х видов рабочей среды.

Можно купить регулирующие клапаны, которые различаются по принципу действия: седельные, поворотные. Первые обеспечивают лучшее управление, меньшую протечку, а также способны работать при больших перепадах давления, высоких параметрах рабочей среды.

Также клапаны различаются по типу управления (электрический, гидравлический, электромагнитный, пневматический), способу присоединения к трубопроводу (фланцевый, цапковый, муфтовый, штуцерный и приварочный для вентилей из стали), по материалу.

Условия сотрудничества

Оформление заказа через интернет.

Доставка продукции по России. При заказе на сумму 50 000 рублей и выше курьерская служба бесплатно привезет регулирующие клапаны в Москву. Цена доставки в регионы зависит от удаленности города.

Возможность забрать партию товара со склада в Москве.

Скидки до 15-35 % строительным и монтажным компаниям и магазинам. Размер определяется объемом заказа, а также маркой товара.

Оплата посредством безналичного расчета.

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.

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