А.С.Плешков Нормально закрытая и нормально открытая арматура с пневмоприводом. Реализация.
От редакции:
Дисковые затворы за несколько последних десятилетий стали одним из самых востребованных типов трубопроводной арматуры на территории Российской Федерации. Простота конструкции, относительно невысокая стоимость и достойные потребительские характеристики обеспечили данному типу арматуры популярность и признание при эксплуатации на давлениях до 2,5 мПа. Настоящая статья будет посвящена аспектам применения вышеуказанного типа арматуры с пневмоприводами с функцией положения безопасности.
Дисковые затворы за несколько последних десятилетий стали одним из самых востребованных типов трубопроводной арматуры на территории Российской Федерации. Простота конструкции, относительно невысокая стоимость и достойные потребительские характеристики обеспечили данному типу арматуры популярность и признание при эксплуатации на давлениях до 2,5 мПа. Настоящая статья будет посвящена аспектам применения вышеуказанного типа арматуры с пневмоприводами с функцией положения безопасности.
Дисковые затворы востребованы для применения в технологических процессах, в которых для реализации функции безопасности и противоаварийности требуется определенное положение запорного органа арматуры в случае отсутствия управляющего воздействия.
Для затворов поворотных дисковых (далее – ЗПД) безэксентриситетной конструкции характерно такое исполнение корпуса и седла, когда диск поворачивается вокруг своей оси и арматура не имеет механических упоров, ограничивающих его вращение. Фактически диск может совершить оборот вокруг оси на полный оборот в 360 градусов. Применяемый для ЗПД четвертьоборотный привод (ручной, пневматический, электрический) имеет механические упоры, ограничивающие угол поворота диска ЗПД в сегменте 90 градусов.
В четвертьоборотных пневматических приводах одностороннего действия применяется конструкция, переводящая пневмопривод в закрытое или открытое положение с помощью возвратных пружин в случае отсутствия давления воздуха КИП.
В опросных листах для подбора трубопроводной арматуры указывают положения безопасности НО или НЗ. По сути, это положение не 3Эл арматуры, а привода, т. е. технически положение безопасности НО или НЗ определяется (обеспечивается) приводом, а уже как следствие – ЗЭл арматуры.
Соответственно для поворотных затворов (как и для шаровых кранов) пневмопривод, смонтированный на затвор, при классическом варианте установки переводит ЗЭл в положение «закрыто» вращением по часовой стрелке, а в положение «открыто» – против часовой стрелки.
Таким образом, при классической установке пневмопривода и реализации функции безопасности (для примера рассмотрим НЗ) пневмопривод под действием воздуха КИП поворачивает диск затвора в положение «открыто» вращением выходного вала в направлении против часовой стрелки. Реверс поворота диска осуществляется под воздействием усилия разжатия пружин. При этом движении привод переводит ЗЭл в положение безопасности «закрыто» (НЗ) вращением выходного вала в направлении по часовой стрелке (рис. 1).
Если в процессе эксплуатации арматуры с пневмоприводом одностороннего действия выявилась потребность в изменении режима безопасности с НЗ на НО, это можно реализовать с существующей арматурой и пневмоприводом.
Есть два пути решения данной задачи. Самый простой, но одновременно технически не совсем верный состоит в следующем. Например, НЗ-арматуру необходимо перевести в конструкцию НО-арматуры. Пневмопривод отсоединяется от арматуры, диск поворотного затвора остается в закрытом положении. Пневмопривод переводится из положения «закрыто» в положение «открыто». И в данном состоянии производится монтаж пневмопривода на поворотный затвор. По сути, собранный вариант представляет собой сочленение арматуры с приводом с опережением (или запаздыванием) положения на 90 градусов, т. е. привод находится в условно закрытом положении, а диск затвора – в открытом.
При переводе арматуры в другое крайнее положение диск затвора будет поворачиваться по часовой стрелке в положение «открыто». По сути, кроме поворота на закрытие против часовой стрелки (в то время как мы привыкли, что арматура закрывается по часовой) никаких иных технических нюансов в данном способе нет. В случае наличия дополнительного оборудования (БКВ, позиционера, распределителя) потребуется перенастроить сигналы КИП, т. к. логика работы изменилась (рис. 2).
В четвертьоборотных пневматических приводах одностороннего действия применяется конструкция, переводящая пневмопривод в закрытое или открытое положение с помощью возвратных пружин в случае отсутствия давления воздуха КИП.
В опросных листах для подбора трубопроводной арматуры указывают положения безопасности НО или НЗ. По сути, это положение не 3Эл арматуры, а привода, т. е. технически положение безопасности НО или НЗ определяется (обеспечивается) приводом, а уже как следствие – ЗЭл арматуры.
Соответственно для поворотных затворов (как и для шаровых кранов) пневмопривод, смонтированный на затвор, при классическом варианте установки переводит ЗЭл в положение «закрыто» вращением по часовой стрелке, а в положение «открыто» – против часовой стрелки.
Таким образом, при классической установке пневмопривода и реализации функции безопасности (для примера рассмотрим НЗ) пневмопривод под действием воздуха КИП поворачивает диск затвора в положение «открыто» вращением выходного вала в направлении против часовой стрелки. Реверс поворота диска осуществляется под воздействием усилия разжатия пружин. При этом движении привод переводит ЗЭл в положение безопасности «закрыто» (НЗ) вращением выходного вала в направлении по часовой стрелке (рис. 1).
Если в процессе эксплуатации арматуры с пневмоприводом одностороннего действия выявилась потребность в изменении режима безопасности с НЗ на НО, это можно реализовать с существующей арматурой и пневмоприводом.
Есть два пути решения данной задачи. Самый простой, но одновременно технически не совсем верный состоит в следующем. Например, НЗ-арматуру необходимо перевести в конструкцию НО-арматуры. Пневмопривод отсоединяется от арматуры, диск поворотного затвора остается в закрытом положении. Пневмопривод переводится из положения «закрыто» в положение «открыто». И в данном состоянии производится монтаж пневмопривода на поворотный затвор. По сути, собранный вариант представляет собой сочленение арматуры с приводом с опережением (или запаздыванием) положения на 90 градусов, т. е. привод находится в условно закрытом положении, а диск затвора – в открытом.
При переводе арматуры в другое крайнее положение диск затвора будет поворачиваться по часовой стрелке в положение «открыто». По сути, кроме поворота на закрытие против часовой стрелки (в то время как мы привыкли, что арматура закрывается по часовой) никаких иных технических нюансов в данном способе нет. В случае наличия дополнительного оборудования (БКВ, позиционера, распределителя) потребуется перенастроить сигналы КИП, т. к. логика работы изменилась (рис. 2).
Данное решение условно применимо только для безэксентриситетной конструкции затворов. Для затворов с эксцентриситетом квадрант поворота диска и, как следствие, направление вращения априори определяются конструктивно.
Второй способ представляет собой абсолютно правильное техническое решение, реализация которого не накладывает каких-либо ограничений на дальнейшую эксплуатацию узла ТПА с пневмоприводом. Но в данном случае потребуется проведение манипуляций с конструкцией пневмопривода. При наличии навыков и опыта работы с таким типом приводов указанная операция не вызывает затруднения у эксплуатирующего ТПА персонала.
Необходимо разобрать пневмопривод и перевернуть поршни пневмопривода на 180 градусов. Это позволит добиться движения поршней навстречу друг другу и, как следствие, реверсивного направления поворота выходного вала пневмопривода. Результат от такой манипуляции позволит получить конструкцию, в которой при сжатии поршней (движение поршня от воздействия пружин) выходной вал будет вращаться против часовой стрелки и переводить пневмопривод и, следовательно, арматуру в открытое положение. Данное решение представляется более обоснованным в сравнении с альтернативным, т. к. позволяет сохранить базовое направление вращения ЗЭл на закрытие по часовой стрелке (рис. 3, 4).
Второй способ представляет собой абсолютно правильное техническое решение, реализация которого не накладывает каких-либо ограничений на дальнейшую эксплуатацию узла ТПА с пневмоприводом. Но в данном случае потребуется проведение манипуляций с конструкцией пневмопривода. При наличии навыков и опыта работы с таким типом приводов указанная операция не вызывает затруднения у эксплуатирующего ТПА персонала.
Необходимо разобрать пневмопривод и перевернуть поршни пневмопривода на 180 градусов. Это позволит добиться движения поршней навстречу друг другу и, как следствие, реверсивного направления поворота выходного вала пневмопривода. Результат от такой манипуляции позволит получить конструкцию, в которой при сжатии поршней (движение поршня от воздействия пружин) выходной вал будет вращаться против часовой стрелки и переводить пневмопривод и, следовательно, арматуру в открытое положение. Данное решение представляется более обоснованным в сравнении с альтернативным, т. к. позволяет сохранить базовое направление вращения ЗЭл на закрытие по часовой стрелке (рис. 3, 4).
Как мы видим из представленного материала, изменение положения безопасности арматуры на противоположное легко реализуется в пневмоприводе с помощью реверсирования положения некоторых конструктивных элементов.
Автор материала надеется, что озвученная тематика статьи будет интересна и полезна специалистам, занятым на этапах инсталляции и эксплуатации трубопроводной арматуры с пневмоприводами.
Автор материала надеется, что озвученная тематика статьи будет интересна и полезна специалистам, занятым на этапах инсталляции и эксплуатации трубопроводной арматуры с пневмоприводами.
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 7 (56) 2019