Электромагнитные приводы клапанов


Электромагнитный привод

Электропривод, в котором преобразование электрической энергии в механическую выполняется с помощью устройства, использующего взаимодействие электромагнитного поля и сердечника из ферромагнитного материала, носит название «электромагнитный привод».

Электромагнитный привод (ЭМП) применяется в самом разном оборудовании. Как в технологическом ─ковочном, прессовом, штамповочном, так и в транспортных системах, например, в конструкциях автоматических тормозов. С его помощью удается выполнять точнейшие перемещения рабочего инструмента прецизионных станков, управлять работой ткацкого оборудования, загрузочными устройствами, приспособлениями для маркирования и клеймения и т. д. Мало кто не сталкивался с выражениями «электромагнитный привод вентилятора», «электромагнитный привод замка», «вибрационный питатель с электромагнитным приводом» и т. п.

Важнейшая область применения электромагнитного привода ─ трубопроводная арматура. Здесь он приводит в движение или удерживает в требуемом положении запирающий (регулирующий) элемент, благодаря чему происходит открытие и закрытие прохода для рабочей среды, изменение ее расхода и направления потока.

Привод электромагнитный: принцип работы. Устройство электромагнитного привода

При подаче напряжения на являющийся частью электромагнитного привода соленоид в проводнике появляется электрический ток, а вокруг проводника возникает магнитное поле. (Как известно, соленоид ─ это катушка индуктивности, представляющая собой изолированный проводник в форме спирали).

Другая деталь электромагнитного привода ─ подвижный магнитный сердечник, под воздействием магнитного поля приходит в движение относительно полости катушки. Перемещаясь, сердечник передвигает соединенный с ним запирающий или регулирующий элемент трубопроводной арматуры. Таким образом, электрическая энергия преобразуется в механическую.

Когда напряжение исчезает, под действием сил упругости возвратной пружины сердечник возвращается в исходное положение. Нормально-закрытая арматура ─ в положение «закрыто», нормально-открытая арматура ─ в положение «открыто».

Соленоид не способен обеспечить значительных механических усилий, поэтому ЭМП используют для управления главной арматурой небольшого диаметра, а также импульсной арматурой. В соответствии с «ГОСТ 22413-89. Арматура трубопроводная с электромагнитным приводом. Основные параметры» электромагнитные приводы устанавливают на арматуру диаметром до 200 мм.

Создание большего усилия обеспечивает применение пневмо- или гидроприводов, к включению которых приводит срабатывание электромагнитного привода.

Электромагнитный привод может изготавливаться с ручным дублером, который понадобится, если исчезнет напряжение питания или будет повреждена обмотка катушки. Дополнительно он может оснащаться другими устройствами: устройством сигнализации положения запирающего элемента или сердечника, фиксатором положения запирающего элемента или сердечника и др.

Основные параметры электромагнитных приводов

К их числу относятся:

  • напряжение питания;
  • режим работы;
  • род тока;
  • сопротивление обмоток и изоляции (плюс к этому электрическая прочность изоляции);
  • потребляемая мощность;
  • электромагнитная совместимость.

При поставке электромагнитного привода как комплектующего изделия к ним прибавляются тяговое усилие и (или) усилие толкания, усилие удержания, номинальный ход якоря.

Для электромагнитного привода постоянного тока важным параметром является работоспособность при эквивалентном напряжении.

В зависимости от типа конструкции различают встроенный и блочный электромагнитный привод.

Встроенный электромагнитный привод

Встроенный электромагнитный привод ─ составная часть трубопроводной арматуры. Оснащенная им арматура имеет небольшие габаритные размеры и массу, высокую герметичность.

Более широкому распространению встроенного электромагнитного привода препятствует недостаточная защищенность его деталей от теплового и коррозионного воздействия рабочей среды, дополнительно усугубляемая затрудненным отводом тепла от затвора арматуры.

Встроенные электромагнитные приводы выполняются как с разделительной герметичной трубкой, помогающей защитить детали привода от коррозионного и теплового воздействия рабочей среды, так и без нее. Герметичную трубку, как правило, изготавливают из немагнитного металла. Она особенно уместна для электромагнитных приводов бессальниковой арматуры, рассчитанной на работу с агрессивными, токсичными, пожаро- и взрывоопасными жидкостями и газами.

От воздействия окружающей среды и механических повреждений конструкцию электромагнитного привода защищает кожух.

Блочный электромагнитный привод

Блочный (агрегатный) электромагнитный привод трубопроводной арматуры ─ самостоятельное электромагнитное устройство, устанавливаемое на корпусе исполнительного механизма. Блочный ЭМП обособлен от рабочей полости арматуры. А это значит, что детали и узлы привода не подвергаются воздействию рабочей среды. Поэтому блочный привод применяют при необходимости изолировать детали и узлы ЭМП от ее коррозионного или теплового воздействия. Механическую связь между рабочим органом арматуры и электромагнитом осуществляет промежуточное звено – шток, посредством которого движение передается от электромагнита рабочему органу.

Блочные электромагнитные приводы закрепляют на арматуре, используя посредством кронштейны, фланцы и др.

На сегодняшний день методы расчета, проектирования и производства трубопроводной арматурыс блочным электромагнитным приводом хорошо проработаны.

Сердечник и выходной силовой элемент

В зависимости от вида действия (или иными словами ─ движения сердечника и связанного с ним выходного силового элемента) различают следующие электромагнитные приводы:

  • поворотные ─ такой тип электромагнитного привода используется в дисковых затворах, пробковых и шаровых кранах; при подаче напряжения происходит поворот выходного силового элемента;
  • реверсивные ─ они способны обеспечить смену направления движения выходного силового элемента; применяются преимущественно в распределительных клапанах;
  • тянущие ─ используются в запорных и распределительных клапанах;
  • толкающие ─ часть электромагнитных приводов имеют тянущее и толкающее исполнение.

В последние годы все более широко применяется линейный электромагнитный привод (ЛЭМП).

Сердечник и выходной силовой элемент могут быть разными деталями, но иногда на сердечник возлагают выполнение функции выходного силового элемента.

Сердечники могут быть втягивающимися, внешними притягивающимися, поперечно движущимися.

Наибольшее распространение получила электромагнитная арматура, запирающий элемент которой перемещается возвратно-поступательно, параллельно направлению потока рабочей среды. Т. е. не что иное, как уже упомянутый несколькими абзацами выше, электромагнитный клапан, или, как еще его называют, вентиль с электромагнитным приводом.

Еще о классификации электромагнитных приводов

По виду герметизации ЭМП делятся на две большие группы ─ сальниковые и бессальниковые.

По числу позиций выходного силового элемента ─ на одно-, двух- и многопозиционные.

По способу действия (принципу работы) ─ непосредственного действия или со встроенным усилителем (пневматическим или гидравлическим). В первом случае для создания усилия выходного силового элемента используется только энергия магнитного поля. Во втором ─ к ней добавляется энергия сжатой жидкости или газа. Призвав их на помощь, удается уменьшить габариты ЭМП и снизить расход электроэнергии.

По роду тока различаются ЭМП переменного и постоянного тока. Первых больше. Положительные свойства ЭМП переменного и постоянного тока соединяются в приводах со встроенными выпрямителями.

Электромагнитная арматура

Справедливости ради следует заметить, что электромагнитной называют не только арматуру, в состав которой электромагнит, управляемый электрическим сигналом, входит в качестве привода, но и ту, где он выполняет вспомогательные функции.

Трубопроводная арматура с электромагнитным приводом широко применяется во многих отраслях народного хозяйства, так как электромагнитный привод используют для снаряжения многих ее видов и разновидностей: запорной, распределительно-смесительной, отсечной. И даже регулирующей, ведь меняя величину тока на катушке соленоида, можно заставить регулирующий элемент останавливаться в любой точке траектории его движения.

Арматура с электромагнитным приводом имеет различные исполнения. Это клапан запорный с электромагнитным приводом:

  • прямого действия;
  • с использованием энергии рабочей среды ─ например, клапан мембранный с электромагнитным приводом;
  • с уравновешенным затвором;

А также трех- и четырех ходовые распределительные клапаны, дисковые затворы, многоходовые краны.

Особенно популярен электромагнитный привод клапанов, поскольку среди всех типов электромагнитной арматуры наибольшее распространение получил именно электромагнитный клапан. Вот лишь несколько его разновидностей: клапан запорный газовый с электромагнитным приводом, клапан огнезадерживающий с электромагнитным приводом, клапан отсечной с электромагнитным приводом.

Применение электромагнитной арматуры

У электромагнитного привода зачастую нет достойной альтернативы при управлении бессальниковой арматурой, используемой в трубопроводных системах, транспортирующих радиоактивные, взрывоопасные, токсичные и агрессивные жидкости, и которая в силу этого должна отвечать самым жестким требованиям в части герметичности. Именно такая арматура применяется в ядерной энергетике, химической промышленности, нефтегазовой отрасли, криогенной технике. Оснащенная электромагнитным приводом трубопроводная арматура монтируется в технологических установках, с помощью которых реализуются производственные процессы в среде дорогостоящих инертных газов, например, с применением газовых лазеров или при изготовлении полупроводниковых приборов.

Электромагнитный привод используют в небольших клапанах, с помощью которых осуществляется управление гидравлическими и пневматическими приводами. Электромагнитный привод (в т. ч. в комбинации с другими приводами) часто применяется в трубопроводной арматуре, входящей в состав АСУ ТП (автоматизированных систем управления технологическими процессами), позволяя обеспечивать эффективное дистанционное и местное управление потоками рабочей среды.

Расширение использования электромагнитного привода в трубопроводной арматуре диктуется развитием современных промышленных технологий, сопровождающимся усложнением условий эксплуатации оборудования. И этого усложнения обладающая множеством достоинств электромагнитная арматура не боится, будучи хорошо готовой к решению широкого круга самых трудных задач.

Преимущества электромагнитной арматуры

Даже неполный перечень сильных сторон трубопроводной арматуры с электромагнитным приводом включает немало пунктов:

  • отсутствие механических передач и преобразователей движения обуславливает большой, измеряемый миллионами и даже десятками миллионов циклов, ресурс;
  • быстродействие;
  • малое потребление электроэнергии;
  • высокая надежность;
  • филигранная точность;
  • удобство обслуживания и управления;
  • небольшие габаритные размеры и масса;
  • технологичность изготовления;

Но одним из наиболее ярких преимуществ арматуры с электромагнитным приводом следует признать ее почти идеальную совместимость с системами автоматического управления. Учитывая, что внедрение автоматики и информационных технологий ─ одно из магистральных направлений технического прогресса в трубопроводной арматуре, это являетсязалогом того, что и в будущем электромагнитный привод трубопроводной арматуры останется востребованным.


Нажмите на кнопку "КАК ЗАКАЗАТЬ", чтобы узнать о других способах сделать заказ