Механизм аварийного срабатывания

Авторы патента:

F16K31/02 - электрические; магнитные

Владельцы патента RU 2514451:

Логинов Владимир Иванович (RU)

Изобретение относится к устройствам, входящим в состав системы автоматического управления регулирующих и отсечных клапанов, приводимых в движение электроприводом, для регулирования и перекрытия потоков жидких и газообразных сред в трубопроводах технологических установок нефтегазовой, нефтехимической и пищевой промышленности. Механизм аварийного срабатывания установлен между электроприводом и клапаном и содержит подпружиненный шток. Указанный шток воздействует на затворную часть клапана для перевода затворной части клапана в открытое или закрытое положение при аварийных ситуациях и в случаях, предусмотренных технологическим процессом. Механизм аварийного срабатывания выполнен в виде отдельного электромеханического блока и электронного блока управления. Внутри указанного электромеханического блока расположены электромагнитная муфта сцепления, входной вал для соединения с электроприводом, выходной вал для соединения со штоком клапана. Указанный шток нагружен одной или более спиральными возвратными пружинами. Указанный электронный блок управления функционально решает задачи, связанные с алгоритмом работы муфты сцепления. Изобретение направлено на уменьшение конструкции, определение факта и вида аварийной ситуации, не допускающей ошибочного срабатывания. 2 ил.

Известен механизм по патенту РФ 2315173 C1 (бюл. №2 от 20.01.2008 г.), установленный на клапан и содержащий подпружиненный шток, воздействующий на затворную часть клапана, устройство взвода пружины, электромагнитный привод с подпружиненным штоком с сердечником и электромагнитной катушкой.

Недостатком указанного механизма является то, что он не предназначен для перевода затворной части регулирующих клапанов, приводимых в движение электроприводом, в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния при аварийном прекращении энергоснабжения.

Известен механизм по патенту РФ 2368830 C9 (бюл. №2 от 20.01.2010 г.), установленный на клапан и содержащий подпружиненный шток, воздействующий на затворную часть клапана, устройство взвода пружины, электромагнитный привод с подпружиненным штоком с сердечником и электромагнитной катушкой, где шток затворной части шарнирно соединен с двуплечевым рычагом, одно плечо которого шарнирно соединено со штоком электрического привода, а другое шарнирно соединено со штоком, взаимодействующим с помощью защелки со штоком электромагнитного привода, приводящего затворную часть клапана в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния при аварийном прекращении энергоснабжения.

Недостатком указанного механизма являются габаритные размеры из-за применения рычагов, длины которых привязаны к ходу перемещения затворной части клапана и не позволяют уменьшить конструкцию, а также отсутствие возможности определения факта и вида аварийной ситуации, не допускающей ошибочного срабатывания.

Задачей изобретения является создание механизма аварийного срабатывания для перевода затворной части регулирующих и отсечных клапанов, приводимых в движение электроприводом, в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния при аварийном прекращении энергоснабжения, исполнение которого обеспечивает уменьшение конструкции, определение факта и вида аварийной ситуации, не допускающей ошибочного срабатывания.

Решение указанной задачи достигается тем, что механизм аварийного срабатывания для перевода затворной части регулирующих и отсечных клапанов, приводимых в движение электроприводом, в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния при аварийном прекращении питания, установленного на клапан, и содержащий подпружиненный шток, воздействующий на затворную часть клапана, устройство взвода пружины, электромагнитный привод с подпружиненным штоком с сердечником и электромагнитной катушкой, конструктивно выполнен в виде двух блоков: электромеханического блока, состоящего из взрывозащищенного корпуса, внутри которого расположена электромагнитная муфта сцепления, выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, для соединения со штоком клапана, входного вала, соединяемого с электроприводом, и взрывозащищенного электронного блока управления, функционально решающего задачи, связанные с работой муфты сцепления, определения факта и вида аварийной ситуации и недопущения ошибочного срабатывания, а также реализации трассировки силовых и информационных линий связи в соответствии со схемой электрических подключений и схемой разводки с применением клеммной коробки.

Создание механизма аварийного срабатывания, обеспечивающего достижение поставленной задачи, стало возможным благодаря реализации в новом исполнении с дополнительными элементами подпружиненного штока, воздействующего на затворную часть клапана, устройства взвода пружины, электромагнитного привода с подпружиненным штоком с сердечником и электромагнитной катушкой в виде двух блоков: электромеханического блока, состоящего из взрывозащищенного корпуса, внутри которого расположена электромагнитная муфта сцепления, выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, для соединения со штоком клапана, входного вала, соединяемого с электроприводом, и взрывозащищенного электронного блока управления, функционально решающего задачи, связанные с работой муфты сцепления, определения факта и вида аварийной ситуации, не допускающей ошибочного срабатывания, а также реализацию трассировки силовых и информационных линий связи в соответствии со схемой электрических подключений и схемой разводки с применением клеммной коробки, где при рабочей штатной ситуации передача перемещения от электропривода к клапану осуществляется через жесткое разъемное соединение входного вала, электромагнитной муфты сцепления и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, движение которого определяется командами управления, а в случае возникновения аварийных ситуаций, обесточивания системы энергоснабжения, питание электромагнитной муфты прекращается и происходит разъединение сцепления электромагнитной муфты и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, и спиральные возвратные пружины, высвобождаясь и раскручиваясь, переводят затворную часть регулирующего или отсечного клапана в исходное положение - открытое или закрытое - из любого промежуточного состояния. При этом формирование алгоритма подачи управляющих сигналов и напряжения питания на электропривод и механизм аварийного срабатывания осуществляется согласованным функционированием элементов последних и автоматической системой управления технологическим процессом.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен механизм аварийного срабатывания вместе с электроприводом и клапаном; на фиг.2 изображена электрическая схема подключения.

Механизм аварийного срабатывания содержит:

- рукоятку 10, через которую, воздействуя на передаточные элементы, производится жесткое разъемное соединение входного вала, электромагнитной муфты сцепления и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами.

Механизм аварийного срабатывания работает следующим образом. Перед началом процесса управления клапан находится в исходном положении - закрытом или открытом. Спиральная пружина или пружины находятся в предварительно поджатом состоянии, за счет чего обеспечивается или герметичность клапана в закрытом состоянии, или полное открытое состояние. Электромагнитная муфта обесточена и расцеплена от выходного вала нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами. При подаче сигнала от автоматической системы управления технологическим процессом на открытие или закрытие клапана электронный блок управления вырабатывает сигнал на электропривод, который занимает положение в зависимости от того, в каком положении - открытом или закрытом - находится затворная часть клапана. Это становится возможным благодаря тому, что электропривод автоматически определяет, в каком положении он находится в данный момент, и перемещает подвижные части в исходное положение. Электромагнитная муфта при этом расцеплена и не передает крутящий момент на выходной вал механизма аварийного срабатывания. При достижении электроприводом исходного положения срабатывает концевой выключатель электропривода, сигнал с которого поступает в механизм аварийного срабатывания. После поступления сигнала от концевого выключателя электропривода подается питание на электромагнитную муфту, после чего происходит сцепление электромагнитной муфты и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами, и выдается сигнал на электропривод на открытие или закрытие клапана, привод вращает входной вал, который передает крутящий момент на выходной вал, и далее затворная часть клапана перемещается на открытие или закрытие. Одновременно с этим происходит дополнительное скручивание спиральной пружины или пружин. Перемещение затворной части клапана отслеживается концевым выключателем клапана, а также системой управления электропривода. При необходимости поступает сигнал на механизм аварийного срабатывания, который анализирует, является ли данное положение штатным или аварийным, и приводит затворную часть клапана в исходное положение - закрытое или открытое - из любого промежуточного состояния. После возобновления энергоснабжения клапан будет находиться в открытом или закрытом положении до поступления команды управления на его открытие или закрытие. В ситуации, когда система обесточена, но необходимо осуществить открытие или закрытие клапана, в системе предусмотрена работа от ручного дублера электропривода, для чего посредством воздействия на рукоятку, установленную в механизме аварийного срабатывания, через передаточные элементы производится жесткое разъемное соединение входного вала, электромагнитной муфты сцепления и выходного вала, нагруженного одной или более спиральными возвратными пружинами.

Механизм аварийного срабатывания, установленный между электроприводом и клапаном, содержащий подпружиненный шток, воздействующий на затворную часть клапана, для перевода затворной части клапана в открытое или закрытое положение при аварийных ситуациях и в случаях, предусмотренных технологическим процессом, отличающийся тем, что выполнен в виде отдельного электромеханического блока, внутри которого расположена электромагнитная муфта сцепления, входной вал для соединения с электроприводом, выходной вал для соединения со штоком клапана, нагруженный одной или более спиральными возвратными пружинами, электронного блока управления, функционально решающего задачи, связанные с алгоритмом работы муфты сцепления.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для управления потоками рабочих сред путем изменения площади проходного сечения и может быть использовано для транспортировки газа в системах газораспределительных станций.

Электропневмоклапан // 2509247

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано для дистанционной подачи рабочей среды высокого давления на элементы систем газоснабжения бeз пневматического удара.

Запорное устройство // 2503868

Изобретение относится к области пнемоавтоматики и может быть использовано для дистанционной подачи рабочей среды высокого давления на элементы систем газоснабжения.

Клапан запорный электромагнитный нормально открытый // 2498138

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. Клапан запорный электромагнитный нормально открытый содержит корпус с входной и выходной полостями и с седлом для затвора, электромагнит и крышку, закрепленные на основаниях корпуса, затвор с седлом для золотника, золотник, первую, вторую и третью пружины.

Шаровой кран // 2495312

Изобретение относится к электроприводной арматуре, используемой, в частности, в системах топливообеспечения энергетических котлоагрегатов и газопотребляющих систем, и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах.

Клапан запорный электромагнитный нормально-закрытый // 2493466

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. Клапан запорный электромагнитный нормально-закрытый предназначен для автоматического перекрытия потоков газообразных сред на газопроводах систем газораспределения и газопотребления природного газа.

Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления // 2493465

Изобретение относится к области систем газоснабжения и промышленной пневмоавтоматики, а также к устройствам газовой автоматики. Пускоотсечной электропневмоклапан постоянного низкого давления содержит элемент настройки на заданное низкое давление, полость высокого давления с газоподводящим каналом, цилиндрическую камеру.

Клапан запорный электромагнитный // 2477408

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением. .

Электромагнитный клапан // 2457384

Изобретение относится к аналитическому приборостроению и предназначено для использования в системах для управления потоком жидких либо газообразных сред. .

Клапан запорный электромагнитный нормально открытый // 2457383

Изобретение относится к автоматической арматуре с дистанционным управлением и предназначено для автоматического перекрытия потоков газообразных сред на газопроводах систем газораспределения и газопотребления природного газа.

Вставной предохранительный клапан с электрическим приводом // 2516398

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинных клапанных системах. Способ включает установку вставного предохранительного клапана в проточный канал, проходящий через внешний предохранительный клапан по его длине, создание электрического контакта между вставным предохранительным клапаном и электрическим разъемом и управление работой вставного предохранительного клапана, позволяющее избирательно пропускать и блокировать поток текучей среды через проточный канал. Вставной предохранительный клапан содержит запирающее устройство, которое избирательно пропускает и блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал, а также, по меньшей мере, один электрический разъем, выполненный с обеспечением возможности создания электрического контакта, по меньшей мере, с одним вторым электрическим разъемом внешнего предохранительного клапана при размещении вставного предохранительного клапана во внешнем предохранительном клапане. Технический результат заключается в повышении надежности регулирования потока среды в скважине. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 9 ил.

Клапан с электромагнитным двухпозиционным приводом // 2517002

Изобретение относится к электромагнитным двухпозиционным клапанам, а также может быть использовано для привода различных переключателей и импульсных насосов. Клапан с электромагнитным двухпозиционным приводом состоит из запорного органа, корпуса с магнитопроводом, якоря, электромагнитной катушки, двух постоянных магнитов с обращенными друг к другу одноименными полюсами, магнитопроводящей пластины. Постоянные магниты закреплены в корпусе. Якорь расположен между стопами, соединенными магнитопроводящей частью корпуса с одноименными полюсами этих магнитов. Магнитопроводящая пластина выполнена в виде кольца и установлена в корпусе вокруг якоря между другими одноименными полюсами этих постоянных магнитов, разделяя электромагнитную катушку на две части. Технический результат - создание клапана с электромагнитным двухпозиционным приводом с низким энергопотреблением, с малыми габаритами и массой при повышенной надежности, а также снижение трудоемкости при производстве. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предохранительный клапан, оснащенный средствами для подачи энергии к вставному предохранительному клапану // 2522682

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в скважинных клапанных системах. Способ управления работой клапана может включать установку электрического привода в проточный канал, проходящий через этот клапан по его длине, и управление работой запирающего устройства с помощью электрического питания, подаваемого к электрическому приводу. Внешний предохранительный клапан может содержать запирающее устройство, которое избирательно пропускает и блокирует поток текучей среды через продольный проточный канал, а также, по меньшей мере, один электрический разъем, подключающийся электрическим соединением к вставному предохранительному клапану, установленному в надлежащее положение в проточном канале. Способ управления работой внешнего предохранительного клапана в подземной скважине может включать установку вставного предохранительного клапана в этот внешний предохранительный клапан и управление работой вставного предохранительного клапана с помощью электрического тока, проходящего от внешнего предохранительного клапана к вставному предохранительному клапану. Технический результат заключается в повышении надежности работы электрически управляемой скважинной клапанной системы. 2 н.п. и 21 з.п. ф-лы, 9 ил.

Электромагнитный клапан для гидроуправляемой топливной форсунки // 2541483

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен электромагнитный клапан для гидроуправляемой топливной форсунки, предназначенной для использования в топливовпрыскивающей аппаратуре двигателей внутреннего сгорания. Электромагнитный клапан содержит электромагнит, толкатель (5), подпружиненный в сторону размыкания магнитной цепи и связанный с запирающим элементом (10), якорь электромагнита (4), установленный на толкателе (5) с возможностью осевого перемещения относительно толкателя (5) в сторону размыкания магнитной цепи и имеющий упор в сторону замыкания, причем перемещение якоря (4) в сторону размыкания магнитной цепи ограничено упругим элементом. Согласно изобретению упругий элемент выполнен в виде упругого диска (13), объединенного с толкателем (5) и жестко связанного своей периферийной частью с якорем (4) с образованием демпфирующей полости (14) между торцом упругого диска (13) и якорем (4), а упор представляет собой упруго деформируемое кольцо (6), закрепленное по периферии в якоре (4) по другую сторону от демпфирующей полости относительно упругого диска (13). Технический результат заключается в упрощении и повышении надежности конструкции с уменьшенными осевыми габаритами и возможности управления повышенным давлением топлива без увеличения мощности электромагнита. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Клапан для регулирования проточного канала // 2544018

Изобретение относится к клапану для регулирования проточного канала. Клапан для регулирования проточного канала содержит корпус клапана, который вместе с корпусом дросселя расположен в проточном канале для образования дроссельного участка, и расположенный в проточном канале, функционирующий в зависимости от температуры текучей среды перепускной клапан, который вместе с по меньшей мере одним перепускным отверстием образует перепускной канал. Причем обеспечено постоянное изменение поперечного сечения перепускного канала перепускного клапана в соответствии с обусловленным температурой изменением вязкости текучей среды. Изобретение направлено на повышение надежности и экономичности клапана. 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

Шаровой кран // 2546344

Изобретение относится к электроприводной арматуре и предназначено для обеспечения взрывобезопасного и экономичного сжигания углеводородного топлива (газ, мазут) в энергетических котлоагрегатах. При аварийном исчезновении напряжения в цепях защиты энергоустановки и управления электроприводом крана исчезает магнитное поле, удерживающее толкатели 27 и рычаги 21 в рабочем положении. Под действием дополнительных пружинных толкателей 29 ролики 23 преодолевают сопротивление углублений в собачках 28, более не удерживаемых толкателями 27, рычаги 21 и соответственно 22 поворачиваются, освобождается плавающий фланец 15, который под действием пружины осевого перемещения 16 движется вверх, перемещая в том же направлении муфту сцепления 12. Шплинт 19 выходит из нижней прорези муфты сцепления 12, освобождая промежуточный вал 10 от сцепления с приводным валом 13. Пружина кручения 14 получает возможность раскручиваться, ее движение передается промежуточному валу 10 и соединенному с ним шпинделю 3, которые поворачиваются на угол 90° до положения закрытия шарового запорного элемента 2 шарового крана. Изобретение направлено на повышение надежности за счет обеспечения автоматического мгновенного закрытия шарового крана в случае прекращения подачи электроэнергии к электромагнитам и приводу крана и возможности последующего дистанционного возвращения шарового крана в исходное положение. 2 ил.

Электромагнитный исполнительный механизм // 2548211

Изобретение относится к электромагнитным исполнительным механизмам клапанов, обеспечивающим управление работой клапана. Клапан содержит пластину, присоединенную к подвижному механизму, расположенному частично в корпусе. Линейный электромагнитный исполнительный механизм содержит первый набор постоянных магнитов, установленный у подвижного механизма. По меньшей мере один сердечник статора расположен проксимально к подвижному механизму с зазором между сердечником статора и подвижным механизмом. По меньшей мере одна обмотка статора намотана на каждый сердечник статора. Источник питания присоединен по меньшей мере к одной обмотке статора с возможностью подачи электрического тока к указанной по меньшей мере одной обмотке. Управление открытием и закрытием пластины клапана выполняется путем изменения направления электрического тока через указанную по меньшей мере одну обмотку статора. Технический результат - усиление магнитного поля, создаваемого обмоткой статора, повышение усилия привода клапана. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Электропневмоклапан // 2554385

Изобретение относится к области электропневмоавтоматики и может быть использовано для заполнения и сброса давления из емкостей в системах газоснабжения давлением до 40 МПа, в которых недопустимы ударные и вибрационные воздействия. В электропневмоклапане входной и дренажный уплотнители выполнены с одной стороны клапана, обращенной к поршню. Дренажный канал выведен из полости, расположенной между ступенями поршня. В малой ступени поршня выполнен канал, сообщающий выходной и дренажный каналы. Дренажное седло выполнено на торце малой ступени поршня. При этом полный ход поршня равен сумме его хода на перекрытие дренажного канала от упора закрытого положения до контакта дренажного седла с клапаном и совместного с клапаном хода на открытие входного канала от седла в корпусе до упора открытого положения. Изобретение направлено на снижение уровня виброшумовых характеристик за счет исключения перетекания рабочей среды под давлением со входа в дренаж, а также уменьшение массо-габаритных характеристик. Обеспечивается экономия запасов газа и баллонов системы газоснабжения. 4 ил.

Клапан запорный электромагнитный // 2559861

Изобретение относится к области оборудования для газодобывающей, газоперерабатывающей, нефтяной, нефтехимической и химической промышленности, а именно к области запорной арматуры. Техническое решение направлено на повышение надежности клапана запорного электромагнитного, увеличение его ресурса и снижение затрат на ремонт путем совершенствования конструкций пар «затвор-седло». Клапан запорный электромагнитный содержит корпус с входным и выходным каналами, седло и затвор с расположенными в нем управляющим пилотом и втулкой, причем на втулке выполнен кольцевой выступ, поджимающий корпус уплотнения, размещенный на нижнем торце затвора, при этом в корпусе уплотнения установлена с возможностью взаимодействия с седлом корпуса прокладка, а верхний торец втулки имеет внутреннюю коническую поверхность, ответную наружной конической поверхности нижнего торца управляющего пилота. Рабочая поверхность седла корпуса выполнена плоской. В нижнем торце управляющего пилота может быть размещено уплотнение, например капролоновое. Прокладка, расположенная в корпусе уплотнения, выполнена также из капролона. Изобретение направлено на повышение надежности, увеличение ресурса, снижение затрат на ремонт клапана запорного электромагнитного. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ управления работой клапана, размещенного в подземной скважине // 2572318

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для управления работой скважинного клапана. Способ включает установку трубной колонны в стволе скважины, затем установку электрического привода в проточном канале, проходящем через трубную колонну по ее длине, и управление работой запирающего устройства клапана с помощью электрического питания, подаваемого к электрическому приводу через, по меньшей мере, одно электрическое соединение между электрическим приводом и указанным клапаном. Технический результат заключается в повышении эффективности управления работой вставного предохранительного клапана. 13 з.п. ф-лы, 9 ил.