Моменты на маховике и скорость перемещения шпинделя запорной арматуры

С целью обеспечения надежной и длительной эксплуатации арматуры к приводам предъявляются следующие требования, которые должны быть учтены при расчете:

1. Привод должен обеспечивать момент гарантирующий надежную работу арматуры, но его величина не должна выходить за известные пределы прочности арматуры.

2. Должна обеспечиваться необходимая скорость перемещения шпинделя.

.   Конструкция привода должна предусматривать наличие ручного управления для использования в аварийных условиях при отсутствии основного вида энергии (электроэнергии).

При ручном управлении помимо непосредственного управления маховиком используются так же передачи: зубчатые цилиндрические или конические, цепная и карданная для управления арматурой находящейся в труднодоступных местах, зубчатая и червячная для увеличения крутящего момента.

. Электромагнитный момент синхронного двигателя должен быть достаточен для гарантированного получения герметичности уплотнения в затворе, а также гарантированного срыва затвора задвижки из уплотненного состояния.

Срыв возможно производить однократной кратковременной подачей импульса момента, не допускающего перемещения штока по резьбе больше того расстояния, при котором происходит переход упругой деформации в пластическую [9].

где М - момент на валу электропривода,

Мотрыва - момент трогания из уплотненного состояния, обеспечивающий начало движения,

Мmax - максимально допустимый момент на валу электропривода, не приводящий к ухудшению эксплуатационных свойств арматуры.

Погрешность регулирования по моменту и дискретность задания величины момента ограничения определяются паспортными данными на арматуру с одинаковым посадочным местом под электропривод. Разброс значений (для момента уплотнения) составляет от 20 до 100% от максимального момента для электроприводов с единым типоразмером посадочного места. Согласно анализу паспортных данных на арматуру, дискретность задания и погрешность регулирования составляет порядка 1%.

5. Управление арматуры сводиться в конечном счете к перемещению или повороту запорного или регулирующего органа - клина, тарелки, плунжера, диска и т.д. Открывания и закрывание производится либо периодически, со значительными интервалами времени, либо лишь в случаях особой необходимости, что определяет режим работы электропривода как кратковременный S2.

Наиболее развитая сеть трубопроводов магистральных и технологических оснащается большим количеством затворов, закрывающие или открывающие которых должно производится с максимальной допустимой скоростью, ограничение обусловлено возникновением гидравлического удара при быстром закрывании затвора в связи с прекращением движения жидкости. Во избежание возникновения гидравлических ударов закрытие задвижек малого диаметра (D=150 мм) должно протекать за время t=30 - 40 с, для задвижек большого диаметра (D=800 мм) - за время 140 - 200 с. Следовательно, закрытие задвижки должно производиться со скоростью ν=4 - 5 мм/с. Так же с целью предотвращения гидравлического удара при подходе к крайнему положению нужно снижать скорость рабочего органа[6].

Также на скорость работы ЗА могут накладываться ограничения обусловленные технологическим процессом.

Привод задвижки считается энергетически эффективным, если за время выполнения технологического цикла перекрытия затвора он израсходовал минимально возможное количество энергии. Это можно обеспечить снижением времени выполнения цикла и/или снижением потребленной энергии. Одним из возможных вариантов повышения энергетической эффективности является регулирование скорости перекрытия, влияющей на величину затрат энергии. Время перемещения, как правило, составляет от 1 до 15 минут.

Особенностью электропривода задвижки является то, что значительную часть цикла большинство электроприводов отрабатывает на холостом ходу, так как в середине цикла приходится преодолевать только момент сопротивления в соединении гайка-шток. Таким образом, основная мощность двигателя необходима для обеспечения трогания из уплотненного состояния механизма.