А.С. Плешков. Пневматический распределитель для пневмопривода ТПА. Часть 1
Эксплуатация трубопроводной арматуры в режиме открыть – закрыть (запорном) или в комбинированной арматуре, совмещающей функции работы в запорно-регулирующем режиме (совмещение функции регулирования и запорного), не может быть представлена без применения распределителя в линиях управления пневматическим приводом, цилиндром или мембранным исполнительным механизмом.
Распределитель применяется как элемент, непосредственно управляющий пневматическим приводом, так и как элемент управления, перераспределения, открывания, закрывания, отсекания объемов воздуха КИП. Одним словом, данные изделия необходимы для распределения воздуха КИП – отсюда и название данного элемента. Многообразие конструкции, функциональных свойств, сигналов управления, доступных для проектирования и дальнейшей эксплуатации видов распределителей, позволяет получить полноценную функциональную, надежную, легкую в обслуживании, ремонте и модернизации систему пневматического управления пневматическим приводом ТПА.
Абсолютно прозрачно, что распределители, как и остальной огромный ряд пневматических элементов, применяются не только для пневматических приводов ТПА. Пневматика имеет очень широкое и многообразное применение в промышленности. Изделия – от простого распределителя до неких прообразов процессоров на пневматической логике – стали устойчиво востребованы на промышленных предприятиях по всему миру. Но именно приводы и системы управления приводами ТПА занимают очень незначительную часть в общем объеме производимых и используемых пневматических элементов. Этот факт несколько сужает номенклатуру и облегчает изучение пневматических элементов. В данном материале автор постарается структурировать и разобрать основные виды распределителей, применяемых именно с пневматическими приводами ТПА.
Распределитель применяется как элемент, непосредственно управляющий пневматическим приводом, так и как элемент управления, перераспределения, открывания, закрывания, отсекания объемов воздуха КИП. Одним словом, данные изделия необходимы для распределения воздуха КИП – отсюда и название данного элемента. Многообразие конструкции, функциональных свойств, сигналов управления, доступных для проектирования и дальнейшей эксплуатации видов распределителей, позволяет получить полноценную функциональную, надежную, легкую в обслуживании, ремонте и модернизации систему пневматического управления пневматическим приводом ТПА.
Абсолютно прозрачно, что распределители, как и остальной огромный ряд пневматических элементов, применяются не только для пневматических приводов ТПА. Пневматика имеет очень широкое и многообразное применение в промышленности. Изделия – от простого распределителя до неких прообразов процессоров на пневматической логике – стали устойчиво востребованы на промышленных предприятиях по всему миру. Но именно приводы и системы управления приводами ТПА занимают очень незначительную часть в общем объеме производимых и используемых пневматических элементов. Этот факт несколько сужает номенклатуру и облегчает изучение пневматических элементов. В данном материале автор постарается структурировать и разобрать основные виды распределителей, применяемых именно с пневматическими приводами ТПА.
Распределители имеют каналы (порты):
• подводящий (P; 1) порт, предназначенный для подключения линии давления воздуха КИП;
• сбросной (E; 3; 5) порт, предназначенный для сброса давления воздуха КИП из системы или привода «за распределителем»;
• отходящий (A; B; 2; 4) порт, предназначенный для подключения линии системы или привода «за распределителем».
• подводящий (P; 1) порт, предназначенный для подключения линии давления воздуха КИП;
• сбросной (E; 3; 5) порт, предназначенный для сброса давления воздуха КИП из системы или привода «за распределителем»;
• отходящий (A; B; 2; 4) порт, предназначенный для подключения линии системы или привода «за распределителем».
В зависимости от общего количества пневматических портов распределители подразделяются на 3; 5 линейные в зависимости от типа привода, с которым он применяется.
Вторая цифра данной классификации — это количество положений, которые может занять распределитель. В системах управления приводом запорной ТПА всегда два положения. Условное положение распределителя А соответствует положению запорного элемента ТПА «закрыто». Условное положение распределителя B соответствует положению запорного элемента ТПА «открыто».
Из вышесказанного следует, что распределитель для непосредственного управления пневматическим приводом может иметь только два конструктивных исполнения – 5/2 или 3/2 и отличия между ними в количестве портов. Можно сделать вывод, что данные два вида распределителя отличаются только наличием или отсутствием пары портов. Выходом после распределителя (4) и сбросом (5). Это связано с тем, с каким типом привода применяется распределитель.
Вторая цифра данной классификации — это количество положений, которые может занять распределитель. В системах управления приводом запорной ТПА всегда два положения. Условное положение распределителя А соответствует положению запорного элемента ТПА «закрыто». Условное положение распределителя B соответствует положению запорного элемента ТПА «открыто».
Из вышесказанного следует, что распределитель для непосредственного управления пневматическим приводом может иметь только два конструктивных исполнения – 5/2 или 3/2 и отличия между ними в количестве портов. Можно сделать вывод, что данные два вида распределителя отличаются только наличием или отсутствием пары портов. Выходом после распределителя (4) и сбросом (5). Это связано с тем, с каким типом привода применяется распределитель.
Распределитель с конструктивным исполнением 5/2 применяется с пневмоприводом двухстороннего действия. В пневмоприводе двухстороннего действия подавать/сбрасывать воздух КИП необходимо попеременно из двух воздушных полостей.
Распределитель с конструктивным исполнением 3/2 применяется с пневмоприводом одностороннего действия. В пневмоприводе одностороннего действия подавать/сбрасывать воздух КИП необходимо только из одной полости. Вторая полость занята возвратными пружинами.
В базовом варианте распределители выполняются с возможностью управления одним или двумя управляющими воздействиями.
В современной терминологии принято название моностабильный – с одним управляющим воздействием – и бистабильный – с двумя управляющими воздействиями.
Распределитель с конструктивным исполнением 3/2 применяется с пневмоприводом одностороннего действия. В пневмоприводе одностороннего действия подавать/сбрасывать воздух КИП необходимо только из одной полости. Вторая полость занята возвратными пружинами.
В базовом варианте распределители выполняются с возможностью управления одним или двумя управляющими воздействиями.
В современной терминологии принято название моностабильный – с одним управляющим воздействием – и бистабильный – с двумя управляющими воздействиями.
Моностабильный распределитель характеризуется тем, что при подаче управляющего воздействия переходит в условно второе положение, а при снятии управляющего воздействия распределитель переходит в условно первое положение – возвращается в исходное и будет находиться в нем до подачи управляющего воздействия. Моностабильный распределитель имеет одно заранее предопределенное основное положение. В случае моностабильного распределителя можно провести аналогию с электротехникой. Кнопка без фиксации в электрической схеме работает по аналогичному принципу – пока есть управляющее воздействие, электрическая схема замкнута. При отпускании кнопки электрическая схема размыкается.
Бистабильный распределитель характеризуется тем, что при подаче управляющего воздействия условный номер 1 распределитель переходит в условно первое положение и находится в нем даже при снятии управляющего воздействия условный номер 1. При подаче управляющего воздействия условный номер 2 распределитель переходит в условно второе положение и находится в нем даже при снятии управляющего воздействия условный номер 2. В случае бистабильного распределителя можно также провести аналогию с электротехникой. Кнопка «с самоподхватом» в электрической схеме работает по аналогичному принципу – управляющее воздействие может быть снято, но электрическая схема останется замкнута до поступления иного управляющего воздействия.
Как было указано выше, только моностабильный распределитель имеет одно, заранее предопределенное основное положение. В этом положении распределитель может быть открыт для прохода воздуха от порта входа к порту выхода распределителя (нормально открыт – Н. О.) или же закрыт для прохода воздуха от порта входа к порту выходу распределителя (нормально закрыт – Н. З.).
Бистабильный распределитель характеризуется тем, что при подаче управляющего воздействия условный номер 1 распределитель переходит в условно первое положение и находится в нем даже при снятии управляющего воздействия условный номер 1. При подаче управляющего воздействия условный номер 2 распределитель переходит в условно второе положение и находится в нем даже при снятии управляющего воздействия условный номер 2. В случае бистабильного распределителя можно также провести аналогию с электротехникой. Кнопка «с самоподхватом» в электрической схеме работает по аналогичному принципу – управляющее воздействие может быть снято, но электрическая схема останется замкнута до поступления иного управляющего воздействия.
Как было указано выше, только моностабильный распределитель имеет одно, заранее предопределенное основное положение. В этом положении распределитель может быть открыт для прохода воздуха от порта входа к порту выхода распределителя (нормально открыт – Н. О.) или же закрыт для прохода воздуха от порта входа к порту выходу распределителя (нормально закрыт – Н. З.).
При проектировании пневмосистем управления пневмоприводом ТПА необходимо учитывать основное положение моностабильного распределителя. В большинстве случаев данное положение пневмораспределителя должно соответствовать основному эксплуатационному положению запорного органа ТПА и, как следствие, пневмопривода ТПА. Если основное положение запорного органа ТПА – «закрыто», то полость пневмопривода, соответствующая данному положению, должна быть под давлением воздуха КИП, и моностабильный распределитель находится в основном положении, обеспечивающем соединение источника воздуха КИП с данной полостью пневмопривода. Соблюдение данного правила, действительного для подавляющего числа технологических процессов, позволяет не подавать на распределитель управляющее воздействие при нахождении ЗэЛ ТПА в основном эксплуатационном положении. В случае электропневматического распределителя, когда управляющим воздействием является электрическое напряжение, соблюдение вышеуказанного соответствия позволит экономить электроэнергию.
Необходимо обратить внимание, что основное положение распределителя (Н. О. или Н. З.) не следует путать с положением безопасности пневматического привода одностороннего действия (Н. О. или Н. З.) Это два взаимно независимых технических понятия, несмотря на схожесть написания характеристик. Нормально открытый (Н. О.) распределитель может применяться как с нормально открытым (Н. О.) пневмоприводом одностороннего действия, так и наоборот. Данная комбинаторика зависит только от требований технологического процесса при эксплуатации ТПА.
Продолжение следует…
Необходимо обратить внимание, что основное положение распределителя (Н. О. или Н. З.) не следует путать с положением безопасности пневматического привода одностороннего действия (Н. О. или Н. З.) Это два взаимно независимых технических понятия, несмотря на схожесть написания характеристик. Нормально открытый (Н. О.) распределитель может применяться как с нормально открытым (Н. О.) пневмоприводом одностороннего действия, так и наоборот. Данная комбинаторика зависит только от требований технологического процесса при эксплуатации ТПА.
Продолжение следует…
Размещено в номере: Вестник арматуростроителя, №6 (93)