ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2001 года по МПК F15B9/03 

Изобретение относится к области автоматизации управления арматурой и касается электропневматического управляющего устройства преимущественно для управления пневмогидроприводами шаровых кранов магистральных газопроводов.

Известно электропневматическое управляющее устройство, содержащее три электромагнита во взрывонепроницаемой оболочке и три пневмоклапана на панели с каналами подвода рабочего газа (Узел управления ЭПУУ-4, техническое описание и инструкция по эксплуатации АСА.2.556.010 ТО, Калининградский экспериментальный завод имени 60-летия Союза ССР, г. Калининград, 1991 г., с. 4-6).

Известное устройство предназначено для дистанционного и местного (ручного) управления переключением проходных пневмогидроприводных шаровых кранов с условным давлением газа до 9,0 МПа.

Известное устройство не содержит в своей конструкции узла выключателей для подачи электрических управляющих сигналов на катушки электромагнитов, отсутствуют также элементы механической связи с управляемым объектом.

Такое выполнение узла управления предполагает размещение на управляемом объекте отдельного взрывозащищенного узла выключателей для подачи электрических управляющих сигналов на катушки электромагнитов узла управления. Это ограничивает его технологические возможности и удобства эксплуатации.

Известно электропневматическое управляющее устройство, содержащее электромагниты и герконы во взрывонепроницаемой оболочке из немагнитного материала и пневмоклапаны на панели с каналами подвода рабочего газа, а также поворотный вал с постоянными управляющими магнитами, который расположен на панели с возможностью воздействия магнитов на герконы. (Патент RU N 2126497 C1, 07.05.98 г.).

Поворотный вал известного электропневматического управляющего устройства связан с управляемым объектом (пневмоприводом), а через него с валом шарового крана.

Постоянные магниты, которые находятся на поворотном валу, приближаются (или удаляются) к герконам при повороте вала в ту или иную сторону.

При этом постоянные магниты включают (или выключают) герконы, обеспечивая остановку шара шарового крана в крайних (заданных положениях.

Поворот вала с постоянными магнитами совершается со скоростью поворота вала пневмопривода и вала шарового крана. При этом наблюдается нестабильное, нечеткое срабатывание герконов. Происходит перебег или недобег положения шара шарового крана относительно заданных положений при его открытии или закрытии.

Вероятно это связано с нестабильностью магнитного поля постоянных магнитов, характеристик герконов, электропитания и других факторов. Возникла необходимость быстрого подвода к герконам и отвода постоянных магнитов от герконов. Скорость поворота шара шарового крана регламентирована условиями гидравлического удара и не может быть увеличена.

Задачей настоящего изобретения является создание такого электромеханического управляющего устройства, которое обеспечивало бы достаточную скорость подвода постоянных магнитов к герконам и достаточную скорость отвода постоянных магнитов от герконов. Особенно нечеткое срабатывание герконов происходит при отводе постоянных магнитов.

Поставленная задача решается тем, что в электропневматическом управляющем устройстве, содержащем электромагниты и герконы во взрывонепроницаемой оболочке из немагнитного материала и пневмоклапаны на панели с каналами подвода рабочего газа, поворотный вал в панели и постоянные управляющие магниты, которые воздействуют на герконы при своем перемещении, согласно изобретению постоянные магниты расположены на концах поворотных рычагов, которые на осях шарнирно установлены другим концом на взрывонепроницаемой оболочке, а поворотный вал снабжен коромыслом с возможностью воздействия при повороте на рычаги в местах ближе к их осям.

Сущность изобретения поясняется примерами конкретного выполнения и чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает внутреннее содержание устройства, вид сбоку;
фиг. 2 - вид А по фиг. 1;
фиг. 3 - пневмоклапан в разрезе;
фиг. 4 - вид сверху панели с каналами в разрезе;
фиг. 5 - электропневматическая схема.

Электропневматическое управляющее устройство включает в себя базовую панель 1 (фиг. 1), взрывонепроницаемую оболочку 2, состоящую из корпуса 3 и крышки 4. В корпусе 3 установлены два электромагнита 5. Якорь каждого электромагнита 5 связан с помощью толкателя 6 с рычагом 7 пневмоклапана 8. Взрывонепроницаемая оболочка выполнена из немагнитного материала. Во взрывонепроницаемой оболочке размещены два геркона 9. В базовой панели 1 установлен поворотный вал 10, на одном конце которого выполнен штифт 11 для сцепления его с валом пневмопривода или пневмогидропривода (далее "привода"), а на другом конце установлен указатель положения привода и шарового крана. На поворотном валу 10 закреплено коромысло 12 с регулируемыми толкателями 13. Поворотный вал 10 размещен во втулке 14, которая крепится к базовой панели 1 винтами 15. Для установки вала по высоте используются шайбы 16. Для обеспечения герметичности внутренней полости устройства от попадания влаги и пыли используются уплотнения 17 в панели 1 и в кожухе. Для исключения утечек газа в каналах выполнены уплотнения 18 в пневмоклапане (фиг. 3). К панели 1 (фиг. 1) снизу крепится фланец 19, с помощью которого устройство устанавливается на привод. Снизу вал 10 фиксируется стопорным кольцом 20. На корпусе 3 взрывозащищенной оболочки 2 на осях 21 установлены шарнирно поворотные рычаги 22 с постоянными магнитами 23 (фиг. 2). Рычаги 22 с помощью пружин поджаты к упорам 24.

В корпусе 25 (фиг. 3) пневмоклапана 8 распложены толкатель 26 с трубчатым каналом, пружина 27, планшайба 28 с седлом, сервоклапан 29 со штырем, пружина 30, фильтр-осушитель 31, пробка 32 и фланец 33, в котором выполнено уплотнение 34 для трубчатого канала толкателя 26. В корпусе 25 клапана 8 расположены также поршень 35 с седлом на конце его штока 36, клапан 37, пружина 38, пробки 39 и 40. Взрывонепроницаемая оболочка 2, клапаны 8 и поворотный вал 10 с коромыслом 12 закрыты сверху защитным кожухом 41 (фиг. 1).

Работает электропневматическое устройство следующим образом. При повороте вала 10 совместно с валом привода поворачивается коромысло 12. Коромысло своим толкателем 13 воздействует на рычаг 22 с постоянным магнитом 23. Воздействие это прикладывается на рычаг 22 ближе к оси 21, при этом второй конец рычага 22 с магнитом 23 совершает резкий поворот и ускоренное движение под геркон 9, занимает положение под герконом, размыкает его контакты и тем самым разрывает цепь одного электромагнита 5. Оба пневмоклапана закрыты и рабочий газ не поступает на выходы устройства.

При подаче электрического сигнала Un дистанционно с диспетчерского пульта управления на электромагнит 5 (фиг. 1 и 6) якорь электромагнита толкателем 6 перемещает рычаг 7 и через рычажную систему перемещает толкатель 26 (фиг. 3). Толкатель 26 перемещает сервоклапан 29. При этом штырь сервоклапана закрывает вход в трубчатый канал толкателя 26. В результате рабочий газ через входной штуцер, фильтр-осушитель 31 и наклонные каналы поступает в полость между пробкой 40 и поршнем 35. Рабочий газ перемещает поршень 35 со штоком 36 и клапан 37 вправо, открывая доступ рабочего газа в канал Б и далее в полость пневмоцилиндра привода или иной потребитель.

После поступления рабочего газа в рабочую полость привода привод начинает работать и поворачивает вал 10 электропневматического устройства. При этом постоянный управляющий магнит 23 на одном из рычагов 22 отщелкивает из зоны взаимодействия с герконом 9. Геркон переключается и включает цепь питания другого электромагнита, подготавливая его к включению дистанционно с диспетчерского пульта управления. В это же время под действием пружины 27 толкатель 26 возвращается в исходное положение, открывая выход газа в атмосферу из полости между пробкой 40 и поршнем 35 через трубчатый канал толкателя 26. Под действием давления газа в пневмоцилиндре привода газ поступает в полость Б в обратном направлении из пневмоцилиндра, перемещает поршень 35 влево. При этом седло на конце штока 36 отходит от клапана 37, открывая доступ газа в канал штока и далее в полость В, которая связана с атмосферой. Давление в пневмоцилиндре привода или другого потребителя падает до атмосферного. Тем самым подготавливается возможность перемещения поршня цилиндра привода в обратном направлении.

После подачи электрического сигнала дистанционно с диспетчерского пульта управления на другой электромагнит срабатывает другой пневмоклапан как это было описано выше для первого пневмоклапана. При этом рабочий газ поступает в другую полость пневмоцилиндра привода или другого потребителя, и привод работает в обратную сторону.

Из доступных источников информации авторы не выявили устройство со сходными признаками.

Электропневматическое управляющее устройство выполнимо в условиях серийного производства на существующем оборудовании машиностроительного или приборостроительного завода и не требует уникального оборудования и инструмента. В конструкции устройства используются широко известные материалы.

Предлагаемое устройство расширяет технические характеристики и повышает точность и надежность срабатывания привода. По сравнению с прототипом базовая панель упрощена.

Испытания опытного образца в заводских условиях подтвердили работоспособность электропневматического управляющего устройства, точность и надежность срабатывания герконов.

Устройство предназначено для управления арматурой трубопроводов, преимущественно для управления пневмогидроприводом шаровых кранов магистральных газопроводов. Устройство содержит электромагниты и герконы во взрывонепроницаемой оболочке и пневмоклапаны на панели с каналами подвода рабочего газа. В качестве рабочего может быть использован газ магистрального газопровода. Взрывонепроницаемая оболочка выполнена из немагнитного материала. Постоянные магниты расположены на концах поворотных рычагов, оси которых установлены на взрывонепроницаемой оболочке. Поворотный вал снабжен коромыслом, которое при повороте вала воздействует на рычаги в местах, расположенных ближе к осям. Включение электромагнитов осуществляется дистанционно с диспетчерского пульта, а отключение - с помощью герконов после воздействия на них постоянных магнитов после полного поворота шара шарового крана в положения ЗАКРЫТО или ОТКРЫТО. Устройство имеет возможность ручного управления путем нажатия на рычаги пневмоклапанов. Технический результат - повышение точности и надежности управления. 5 ил.

Электропневматическое управляющее устройство, содержащее электромагниты и герконы во взрывонепроницаемой оболочке из немагнитного материала и пневмоклапаны на панели с каналами подвода рабочего газа, поворотный вал в панели и постоянные управляющие магниты, которые воздействуют на герконы при своем перемещении, отличающееся тем, что постоянные магниты расположены на концах поворотных рычагов, которые на осях шарнирно установлены другим концом на взрывонепроницаемой оболочке, а поворотный вал снабжен коромыслом с возможностью воздействия при повороте на рычаги в местах ближе к их осям.