PL224348B1 - Zamykajace i otwierajace urzadzenie sterujace przeplywem - Google Patents

Description

PL 224 348 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest zamykające i otwierające urządzenie sterujące przepływem cieczy lub gazu w rurociągu przesyłowym/transportowym. Urządzenie przeznaczone jest do stosowania, zwłaszcza w górnictwie, w rurociągach wodnych lub transportujących podsadzkę hydrauliczną.

Znanych jest wiele rozwiązań zaworów i zasuw mających za zadanie zamykanie i otwieranie, a także regulację wielkości przepływu w rurociągach przesyłowych. Najczęściej są to w miarę proste rozwiązania, sterowane w sposób ręczny, stanowiące mechanizm uszczelniający, wprowadzany i wyprowadzany w obszarze przepływu medium w rurociągu. Przykładem takiego rozwiązania jest zawór przeznaczony do wodnych rurociągów, znany z prospektów brytyjskiej firmy Conflow Limited. Polega ono na zastosowaniu w odcinku rurociągu przegrody, posiadającej otwór zamykany i otwierany poprzez wprowadzany płaski element uszczelniający. Ruch elementu uszczelniającego uzyskiwany jest za pomocą sprzężonego z nim trzpienia, wkręcanego i wykręcanego w obudowie zaworu. Trzpień posiada końcówkę, na której osadzone jest koło do ręcznego jego obrotu, co powoduje przemieszczanie się elementu uszczelniającego.

Znana jest z opisu wzoru użytkowego Ru 61 231 zasuwa mocowana do kostki osadzonej na śrubie pociągowej, a uchwyt tej śruby mocowany jest do dwóch prowadzących szpilek śrubowych osadzonych w korpusie. Napęd śruby pociągowej, a tym samym regulacja przepływu w rurociągu, może być realizowany ręcznie lub automatycznie.

Znana jest z opisu patentu PL 155 231 zasuwa regulacyjna do podsadzki hydraulicznej, która wyposażona jest w podwójne siłowniki dwustronnego działania, sterowane ciśnieniem cieczy podawanej z obiegu innego urządzenia. Siłowniki te wymuszają przesuw przesłony wprowadzanej w obszar, lub wyprowadzanej z obszaru przestrzeni przepływu w rurociągu.

Znana jest z opisu patentu PL 198 333 B1, zasuwa odcinająca do rurociągów ciśnieniowych, posiadająca trzpień, za pomocą którego tarcza uszczelniająca wsuwa się lub wysuwa się w odcinku obudowy odcinającej zasuwy. W ten sposób zasuwa zamyka lub otwiera drogę przepływu medium. Odcinek obudowy zasuwy odcinającej ma uszczelniające drogę przepływu urządzenie, które uszczelnia obwodowo tarczę uszczelniającą wsuwaną w drogę przepływu.

Wadą powyższych znanych rozwiązań jest brak kontroli ruchu elementu otwierającego i zamykającego przepływ w rurociągu zabezpieczającej urządzenie przed możliwością jego uszkodzenia. Także większość tych rozwiązań nie jest sterowana w sposób automatyczny. Problem ten rozwiązuje zespół zamykający i otwierający według wynalazku, sterujący przepływem cieczy lub gazu (mediów płynnych) w rurociągu.

Celem wynalazku jest urządzenie układ sterujący urządzeniem zamykania i otwierania przepływu wyposażony w odpowiednie kontrolne czujniki ruchu oraz urządzenia zabezpieczające.

Urządzenie „Zamykające i otwierające urządzenie sterujące przepływem” według wynalazku przedstawione jest w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, którego fig. 1 przedstawia w sposób schematyczny zespół zamykający i otwierający przepływ cieczy lub gazu w rurociągu wraz z układem sterującym tym zespołem, a fig. 2 pokazuje odmianę rozwiązania zespołu zamykającego i otwierającego z innym układem sterującym

Jak pokazano na fig. 1 między odcinkami 1a i 1b rurociągu 1 osadzony jest zamykający i otwierający zespół 2, który posiada wsuwaną i wysuwaną płytę 3, połączona z trzpieniem 4 za pomocą gwintu. Obrót trzpienia 4, w zależności od kierunku, powoduje przesuw do wnętrza stanowiącego odcinek rurociągu 1 korpusu 5, lub wysuw z niego płyty 3, dzięki sprzężeniu kołnierzy 7 trzpienia 4 z dnem 6a obsady 6 korpusu 5. Trzpień 4 posiada drugą gwintowaną część 8 z przemieszczającym się po niej wskaźnikiem 9 przesuwu płyty 3 sprzężonym z enkoderem przesuwu 10, który odmierza długość drogi przesuwu płyty 3. Ponadto trzpień 4 sprzężony jest z kolejnym elementem zespołu 2, przeciążeniowym sprzęgłem 11 oraz zestawem 12 identyfikującym liczbę obrotów trzpienia 4 połączonym z enkoderem obrotów 13. Napęd zespołu 2 uzyskiwany jest dzięki zastosowaniu elektrycznego silnika 14, wprawiającego trzpień 4 w ruch obrotowy.

Układ sterowania zespołem 2 składa się ze sterownika 15 i elektrycznie połączonych z nim: enkodera 10 przesuwu, enkodera 12 obrotów i systemu rejestracji 16. Sterownik 15 otrzymuje również sygnały z napędowego silnika 14. Ponadto sterownik 15 otrzymuje sygnały z czujnika 17 temperatury, czujnika 18 ciśnienia i optycznego czujnika 19, które to czujniki kontrolują parametry pracy urządzenia zasilanego z rurociągu 1.

PL 224 348 B1

Działanie urządzenia według wynalazku, jak pokazuje fig. 1 jest następujące: Napędowy silnik 14 przekazuje obroty poprzez przeciążeniowe sprzęgło 11 na trzpień 4 powodując, w zależności od kierunku obrotów silnika, przesuw w odpowiednim kierunku płyty 3 zespołu 2 powodując otwarcie lub zamkniecie przepływu w rurociągu 1. Zmiany kierunku obrotów silnika uzyskiwane są dzięki zastosowaniu w obwodzie sterowania silnika 14 nie pokazanego na rysunku wyłącznika rewersyjnego. Parametry przesuwu i liczby obrotów trzpienia 4 są odczytywane odpowiednio przez enkodery 10 i 13, a ich wartości przekazywane są do sterownika 15. Po osiągnięciu ustalonych wartości krańcowych sterownik 15 przekazuje do napędowego silnika 14 odpowiedni sygnał powodujący jego wyłączenie. Każdorazowe uruchomienie silnika 14, a więc rozpoczęcie procesu otwierania lub zamykania przepływu (przesuwu płyty 3) następuje na sygnał ze sterownika 15. Także sygnały przekazane do sterownika 15 przez poszczególne czujniki 17, 18 i 19 są źródłem impulsów sterowniczych przekazywanych do silnika 14 powodując uruchomienie napędu zespołu 2 poprzez wprawienie w ruch obrotowy trzpienia 4.

W przypadku awarii systemu sygnalizacji z enkoderów 10 lub 13 zespół 2 jest chroniony przed uszkodzeniami poprzez przeciążeniowe sprzęgło 11.

Urządzenie według wynalazku może nie posiadać w układzie sterowania poszczególnych lub wszystkich czujników 17, 18, 19. Urządzenie wg. wynalazku przedstawione na fig. 1 może być alternatywnie wyposażone tylko w jeden enkoder 10 lub 13, bądź może być zamiast enkoderów wyposażone w krańcowe wyłączniki 20 jak pokazano na fig. 2.

Praca urządzenia jest monitorowana przez system rejestracji 16, do którego informacje przekazywane są ze sterownika 15.

Fig. 2 przedstawia odmienne rozwiązanie, gdzie ruch płyty 3, sprzężonej z trzpieniem 4, odbywa się dzięki jego gwintowemu połączeniu z dnem 6a obsady 6 korpusu 5. W rozwiązaniu tym zastosowano krańcowe wyłączniki 20 dla skrajnych położeń przesuwu trzpienia 4 zamiast kontroli tych położeń za pomocą enkoderów.

Także inny, znacznie uproszczony jest tutaj układ sterowania zespołem 2, który obejmuje bezpośrednie sterowanie pracą napędowego silnika 14 za pomocą elektrycznych sygnałów otrzymywanych z krańcowych wyłączników 20 oraz czujnika 17 temperatury, czujnika 18 ciśnienia i optycznego czujnika 19.

W przypadku awarii krańcowych wyłączników 20 zespół 2 jest chroniony przed uszkodzeniem przez przeciążeniowe sprzęgło 11.

Zastrzeżenia patentowe

Claims (6)

1. Zamykające i otwierające urządzenie sterujące przepływem cieczy lub gazów (mediów płynnych) do rurociągów ciśnieniowych, posiadające wsuwaną i wysuwaną płytę w drogę przepływu, połączoną z trzpieniem wyposażonym w gwint, obracającym się w wyniku działania napędowego silnika, znamienne tym, że ma przeciążeniowe sprzęgło (11) usytuowane w ciągu napędowym między napędowym silnikiem (14) i trzpieniem (4).

2. Zamykające i otwierające urządzenie sterujące przepływem cieczy lub gazów (mediów płynnych) do rurociągów ciśnieniowych, według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że ma krańcowe wyłączniki (20) drogi przesuwu trzpienia (4).

3. Zamykające i otwierające urządzenie sterujące przepływem cieczy lub gazów (mediów płynnych) do rurociągów ciśnieniowych, według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że ma enkoder (10) określający wielkość drogi przesuwu trzpienia (4) i/lub enkoder (13) rejestrujący liczbę obrotów trzpienia (4).

4. Zamykające i otwierające urządzenie sterujące przepływem cieczy lub gazów (mediów płynnych) do rurociągów ciśnieniowych, według zastrzeżenia 1, 2 i 3 znamienne tym, że ma układ sterowania napędowym silnikiem (14) wyposażony w sterownik (15).

5. Zamykające i otwierające urządzenie sterujące przepływem cieczy lub gazów (mediów płynnych) do rurociągów ciśnieniowych, według zastrzeżeń 1, 2, 3, 4, znamienne tym, że ma układ sterowania napędowym silnikiem (14) wyposażony w system rejestracji (16), do którego informacje przekazywane są ze sterownika (15).

6. Zamykające i otwierające urządzenie sterujące przepływem cieczy lub gazów (mediów płynnych) do rurociągów ciśnieniowych, według zastrzeżenia 1, 2, 3, znamienne tym, że ma układ sterowania napędowym silnikiem (14) wyposażony w czujniki kontrolujące parametry pracy urządzenia zasilanego z rurociągu (1).