Приводы для управления трубопроводной арматурой

Для механизированного и автоматизированного управления арматурой применяются электроприводы, электромагнитные, пневматические и гидравлические приводы (поршневые и мем­бранные).

Наиболее широкое применение получили электроприводы, использующие наиболее доступный вид энергии — электроэнер­гию. Эти приводы имеют существенные преимущества: они ис­пользуют электроэнергию в период работы, могут включаться на месте или дистанционно, что облегчает автоматическое управле­ние процессами.

Электропривод (рис. 4.18) состоит из электродвигателя 1, редуктора 3, ручного дублера 2 с приспособлением для переклю­чения с ручного управления на электрическое и наоборот и сочленения привода с задвижкой.

Ручное управление арматурой является наиболее старым, надежным и простым методом. Оно осуществляется вращением маховика или рукоятки, закрепленной на шпинделе или ходовой гайке. В подавляющем большинстве конструкций арматуры ис­пользуется винтовой механизм. Преимущества его перед другими заключаются в простоте конструкции, возможности получения больших усилий и создании условий самоторможения.

Рис. 4.18. Прямоточный запорный клапан 15иж958бк с электроприводом

 

Чтобы уменьшить усилие на рукоятке маховика (рис. 4.19), применяют редукторы с зубчатой и червячной передачей.

Такие приводы имеют компактную конструкцию, сравни­тельно малое число деталей, большие передаточные числа и де­шевы в изготовлении.

В связи с необходимостью устанавливать арматуру в мес­тах, труднодоступных для обслуживающего персонала, возникла необходимость в ручном дистанционном управлении арматурой. Одним из первых способов является применение цепной переда­чи. Цепь используется для приведения во вращение шкива, наса­женного на вал привода.

Применяется привод с помощью валов, соединенных шар­нирами Гука.

В момент закрывания арматуры, когда уплотняющие кольца клина и корпуса соприкасаются, происходит резкое торможе­ние движения, при этом момент на выходном валу возрастает за счет использования кинетической энергии ротора двигателя.

Чтобы обеспечить нор­мальную работу арматуры, закрывание должно произ­водиться с моментом, дос­таточным для обеспечения плотности замка затвора, иначе может произойти поломка деталей.

 

Рис. 4.19. Редуктор для ручного управления с зубчатой конической передачей для правой ходовой резьбы.

 

 

После закрывания затвора под действием увеличенного момента и в связи с повышением коэф­фициента трения при трогании с места мощность элек­тродвигателя для открыва­ния затвора может оказаться недостаточной. Чтобы из­бежать этого, все электро­приводы имеют устрой­ство, ограничивающее мо­мент на выходном валу при закрывании арматуры. Для этой цели применяют­ся муфты ограничения крутящего момента (МОКМ) (механический способ) или реле ограничения максимальной силы тока в электродвигателе (электрический способ).

К МОКМ относятся муфты с радиальным кулачком, с торцовым кулачком, с подвижным червячком и муфты фрикционного действия.

Гидравлический привод (поршневой или мембранный). Наиболее важными достоинствами поршневого привода (рис. 4.20) являются: возможность использования энергии рабочей среды, транспортируемой по трубопроводу, простота конструкции. Ограничение усилия достигается наиболее простым методом – ограничением давления в приводе. Поршневой привод позволяет создавать большой ход и большие усилия при поступательном движении и используется в запорной, регулирующей и предохранительной арматуре.

Мембранный гидравлический привод используется лишь в регуляторах прямого действия, когда рабочей средой является жидкость. В этом случае применяются резиновые мембраны, иногда и металлические, кото­рые обычно работают не в каче­стве силового элемента, а в ка­честве чувствительного и управ­ляющего элементов.

Рис. 4.20. Гидропривод для параллельной задвижки

Пневматический привод. Гидравлические поршневые при­воды не могут обеспечить быст­рого срабатывания арматуры. Иногда срабатывание должно происходить в доли минуты; в этом случае для управления арма­турой используется сжатый воз­дух (или пар). Сжатый воздух используется для управления как запорной арматурой, так и регулирующей. Когда ход клапа­на небольшой, применяется мем­бранный привод, и лишь при больших перемещениях при­меняется поршневой. Поршень при газообразной рабочей среде имеет манжеты либо поршневые кольца.

Пневматический мембран­ный привод. Мембраны изго­тавливаются из резины толщиной 2-4 мм с тканевой прокладкой или без нее. По форме сечения мембрана может быть плоской, плоской собранной и формованной (рис. 4.21).

Во всех случаях передача усилия с мембраны на шток осу­ществляется с помощью опорного диска (или грибка), образую­щего для мембраны опорную площадку. Пневматический мем­бранный привод может работать с пружиной и без нее. В пру­жинных приводах сжатый воздух перемещает мембрану, обрат­ный ход совершается под действием пружины. В беспружинных механизмах перемещение мембраны в обе стороны осуществля­ется сжатым воздухом, газом.

 

 

Рис. 4.21. Пневматический мембранный привод.

 

ПРОКЛАДКА ТРУБОПРОВОДОВ

Основной составляющей магистрального трубопровода яв­ляется линейная часть — непрерывная нить, сваренная из от­дельных труб или секций и уложенная вдоль трассы тем или иным способом.

В настоящее время существуют следующие принципиально различные конструктивные схемы прокладки магистральных трубопроводов: подземная (рис. 5.1, а-д), полуподземная (рис. 5.1, е), наземная и надземная. Выбор той или иной схемы про­кладки определяется условиями строительства и окончательно принимается на основании технико-экономического сравнения различных вариантов.

Рис. 5.1. Подземная и полуподземная схемы укладки:

а —с вертикальными боковыми откосами; б — комбинированная траншея; в — с наклонными боковыми откосами; г — пригрузка одиночными грузами; д — пригрузка металлическими винтовыми анкерными устройствами; е — полуподземная схема укладки

Подземная схема укладки является наиболее распростра­ненной (98 % от общей протяженности) и предусматривает ук­ладку трубопровода в грунт на глубину, превышающую диаметр трубы. При подземной укладке достигается максимальная меха­низация работ всех видов, не загромождается территория, и после окончания строительства используются пахотные земли, отсутствует воздействие солнечной радиации и атмосферных осадков, трубопровод находится в стабильных атмосферных условиях. Однако на участках с вечномерзлыми, скальными и болотистыми Тентами данная схема укладки является неэкономичной из-за высокой стоимости земляных работ. Кроме того, необходимость специальной балластировки (особенно газопроводов) на участках с высоким стоянием грунтовых вод и надежного антикоррозион­ного покрытия от почвенной коррозии значительно повышает стоимость строительства.

Кроме укладки непосредственно в грунт существуют канальная и туннельная схемы укладки. Они применяются преимущественно для паропроводов и продуктопроводов, транспорт тирующих вязкие, требующие высокого подогрева, нефтепродукт ты. Каналы устраиваются непроходные, а туннели проходные. Проходным считается туннель, имеющий высоту не менее 1,6 м. Ширина каналов и туннелей определяется количеством труб. Ка­налы и туннели сооружаются только из несгораемых материалов: из железобетона, бетона, кирпича и бутового камня. Дно каналов делается с уклоном (0,003-0,005 — для светлых нефтепродуктов) для отвода воды, проникшей в них, к сборным колодцам: (0,005-0,010 — для масел и темных нефтепродуктов). Туннели оборудуются вентиляционными шахтами на расстоянии 25 м од-3 на от другой, входы в туннель с несгораемыми лестницами устраиваются через каждые 50 м. Прокладка трубопроводов в туннелях дороже других видов прокладки, но она обеспечивает большие эксплуатационные преимущества.

Все трубопроводы в целях их опорожнения или для стока образующегося в них конденсата (при транспортировке газов) должны прокладываться с уклоном к месту откачки жидкостей.

Полуподземная схема укладки применяется при пересечении трубопроводом заболоченных и солончаковых участков, при наличии подстилающих скальных пород. Трубопровод укладывается в грунт на глубину менее диаметра с последующим обвалованием выступающей части (см. рис. 5.1, е).

Наземная схема укладки в насыпи преимущественно и< пользуется в сильно обводненных и заболоченных районах. П{ всех ее преимуществах недостатком является слабая устойчи­вость грунта насыпи и устройство большого числа водопропускных сооружений (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Наземная схема укладки:

1 — трубопровод; 2 — торфяная или хворостяная подготовка; 3 — обвалование или насыпь из песчаного грунта; 4 — лежневая дорога; 5 — противопожарная канава

 

Надземная прокладка как линейной части магистральных трубопроводов (рис. 5.3), так и отдельных его участков (рис. 5.4) рекомендуется в пустынных районах, районах горных выработок и оползней, на участках вечномерзлых грунтов и болот, а также на переходах через естественные и искусственные препятствия.

Рис. 5.4. Надземная прокладка отдельных участков магистральных трубопроводов:

Балочные системы:

а –однопролетный трубопровод;

б - многопролетный;

в - многопролетный на земляных призмах; г - трубопровод с Г-образным компенсатором; арочные системы: д — однотрубный переход по круговой форме очертания оси;

е — по треугольной форме очертания оси; висячие системы:

ж — вантовый переход; з — гибкий переход; и - самонесущий переход.

 

При надземной прокладке сводится к минимуму объем земляных работ, отпадает необходимость в дорогостоящей при. грузке и в устройстве защиты от почвенной коррозии и блуж­дающих токов.

Однако надземная укладка имеет недостатки: загроможденность территории, устройство опор, специальных проездов для техники и значительная подверженность трубопровода суточному и сезонному колебаниям температуры, что требует принятия специальных мер.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: