RU108816U1

RU108816U1 - ELECTRIC DRIVE FOR VALVES AND CONTROLLED VALVES

Info

Publication number: RU108816U1
Application number: RU2011121973/28U
Authority: RU
Inventors: Иван Иванович Пушкарев; Юрий Николаевич Афанасьев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Томский электромеханический завод им. В.В. Вахрушева"
Priority date: 2011-06-01
Filing date: 2011-06-01
Publication date: 2011-09-27

Abstract

1. Электропривод для запорной регулируемой арматуры, включающий электродвигатель, кинематически соединенный с редуктором, блок электронного управления, выход которого соединен со статорной обмоткой электродвигателя, выполненного со встроенным датчиком положения его ротора, датчик положения выходного вала редуктора, выход которого соединен с входом блока электронного управления, отличающийся тем, что электродвигатель выполнен вентильным, а блок электронного управления и электродвигатель соединены через взрывозащищенную соединительную трубку. ! 2. Электропривод для запорной регулируемой арматуры по п.1, отличающийся тем, что редуктор выполнен с циклоидным зацеплением. ! 3. Электропривод для запорной регулируемой арматуры по п.1, отличающийся тем, что он снабжен редуктором второй ступени, выполненным с возможностью повышения крутящего момента для различных типов присоединений. ! 4. Электропривод для запорной регулируемой арматуры по п.1, отличающийся тем, что он снабжен ручным дублером, выполненным с возможностью автоматического отключения при пуске электродвигателя. ! 5. Электропривод для запорной регулируемой арматуры по п.4, отличающийся тем, что ручной дублер снабжен расположенным в валу срезным штифтом, выполненным с возможностью ограничения крутящего момента при работе в ручном режиме. ! 6. Электропривод для запорной регулируемой арматуры по п.1, отличающийся тем, что он снабжен встроенным лицевым постом управления. ! 7. Электропривод для запорной регулируемой арматуры по п.1, отличающийся тем, что он снабжен коробкой выводов, выполненной с возможностью установки кабельных вводов с четырех сторон. !8. 1. An electric actuator for adjustable valves, including a motor kinematically connected to the gearbox, an electronic control unit, the output of which is connected to the stator winding of an electric motor made with an integrated rotor position sensor, a gearbox output shaft position sensor, the output of which is connected to the input of the electronic control unit characterized in that the electric motor is made valve, and the electronic control unit and the electric motor are connected through an explosion-proof connector pipe of. ! 2. The actuator for adjustable valves according to claim 1, characterized in that the gearbox is made with cycloidal engagement. ! 3. The drive for adjustable valves according to claim 1, characterized in that it is equipped with a second-stage gearbox made with the possibility of increasing the torque for various types of connections. ! 4. The drive for adjustable valves according to claim 1, characterized in that it is equipped with a manual backup, made with the possibility of automatic shutdown when starting the electric motor. ! 5. The drive for adjustable valves according to claim 4, characterized in that the handwheel is equipped with a shear pin located in the shaft, configured to limit the torque when working in manual mode. ! 6. The drive for adjustable valves according to claim 1, characterized in that it is equipped with a built-in front control station. ! 7. The actuator for adjustable valves according to claim 1, characterized in that it is equipped with a terminal box made with the possibility of installing cable entries from four sides. !8.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к области трубопроводного транспорта. Полезная модель может быть использована при изготовлении электроприводов, предназначенных для дистанционного и местного управления, запорной, запорно-регулирующей трубопроводной арматурой нефтепроводов, газопроводов, водопроводов, химических и других производств.The utility model relates to the field of engineering, namely to the field of pipeline transport. The utility model can be used in the manufacture of electric drives designed for remote and local control, shut-off, shut-off and control valves of oil pipelines, gas pipelines, water pipelines, chemical and other industries.

Известен привод запорно-регулирующей арматуры рюд (пат. РФ №2108513, МПК F16K 31/05, опубл. 10.04.1998 г.), содержащий электродвигатель, устройство ручного перемещения с маховиком и редуктор. Редуктор содержит кинематически соединенные между собой зубчатую и червячную передачи с выходным валом, соединенным с валиком блока контроля его положения. Устройство ручного перемещения выходного вала выполнено в виде дополнительной планетарной ступени редуктора и включает водило, сателлиты, внутреннее и наружное колесо. Водило жестко связано с выходным валом, внутреннее колесо - с червячным колесом редуктора, которое установлено с возможностью свободного вращения на выходном валу. Наружное колесо установлено с возможностью вращения относительно внутреннего колеса и снабжено червячным зубчатым венцом, кинематически связанным с червяком, на котором жестко закреплен маховик.Known drive shut-off and control valves range (US Pat. RF №2108513, IPC F16K 31/05, publ. 04/10/1998), containing an electric motor, manual movement device with a flywheel and gearbox. The gearbox contains kinematically interconnected gear and worm gears with an output shaft connected to the roller of the position control unit. The device for manually moving the output shaft is made in the form of an additional planetary gear stage and includes a carrier, satellites, an inner and outer wheel. The carrier is rigidly connected with the output shaft, the inner wheel - with the worm wheel of the gearbox, which is installed with the possibility of free rotation on the output shaft. The outer wheel is mounted to rotate relative to the inner wheel and is equipped with a worm gear ring kinematically connected with the worm on which the flywheel is rigidly fixed.

К недостаткам привода следует отнести низкий к.п.д., обусловленный использованием червячных передач, невозможность использования его для устройств с поворотной пробкой, имеющей поверхность тела вращения и большие габариты, т.к. он имеет две червячные передачи и две ступени зубчатых передач.The disadvantages of the drive include low efficiency due to the use of worm gears, the inability to use it for devices with a rotary plug having a surface of the body of revolution and large dimensions, because It has two worm gears and two gear stages.

Известен привод трубопроводной запорной арматуры (пат. РФ №2225558, МКИ F16K 31/00, опубл. 2004.03.10 г.), содержащий двигатель вращения и передаточный механизм, вал, на котором несоосно установлен, по меньшей мере, один свободно вращающийся на валу резьбовой винт в паре с гайкой. Гайка выполнена соосной с валом и имеет диаметр больше диаметра резьбы винта на величину удвоенного эксцентриситет между осью винта и вала, а шаг ее равен шагу винта. Недостатком известного устройства является его сложность, связанная с наличием передаточного механизма, а также невозможность обеспечения постоянного значения коэффициента полезного действия передаточного механизма в процессе его эксплуатации.A known drive of pipeline valves (US Pat. RF No. 2225558, MKI F16K 31/00, publ. 2004.03.10), containing a rotation motor and gear mechanism, a shaft on which at least one freely rotating on the shaft is misaligned threaded screw paired with nut. The nut is coaxial with the shaft and has a diameter greater than the diameter of the screw thread by an amount doubled the eccentricity between the axis of the screw and shaft, and its pitch is equal to the pitch of the screw. A disadvantage of the known device is its complexity associated with the presence of a gear mechanism, as well as the inability to ensure a constant value of the coefficient of efficiency of the gear mechanism during its operation.

Известен электропривод (пат. РФ №2005944, МПК F16K 31/04, опубл. 15.04.94 г.), содержащий электродвигатель с полым ротором, в котором размещен планетарно-винтовой редуктор, резьбовая втулка которого взаимодействует с винтовой резьбой проходящего внутри нее шпинделя. Недостатком данного привода является конструкция ручного дублера, приводящего во вращение непосредственно шпиндель, не обеспечивающая необходимый уровень безопасности обслуживающего персонала при включении электродвигателя.Known electric drive (US Pat. RF №2005944, IPC F16K 31/04, publ. 04/15/94), containing an electric motor with a hollow rotor, which houses a planetary screw gear, the threaded sleeve of which interacts with the screw thread of the spindle passing inside it. The disadvantage of this drive is the design of a handwheel that drives the spindle directly, which does not provide the necessary level of safety for maintenance personnel when the motor is turned on.

Известен электромоторный привод с ручным дублером (пат. РФ №2103582, МПК F16К 31/05, опубл. 27.01.98 г.), содержащий корпус редуктора электромоторного привода с ручным дублером, в котором размещены червячное колесо, червяк, выполненный за одно целое с червячным валом, и кулачковая муфта. Муфта поочередно взаимодействует либо с кулачками зубчатого колеса, либо с кулачками маховика. Зубчатое колесо соединено кинематически с валом электродвигателя. Механизм принудительного перемещения муфты выполнен в виде кулачкового механизма, кулачок которого установлен в корпусе ручного дублера и соединен кинематически с кулачковой муфтой посредством пальца. Рабочий профиль поверхности кулачка периодически взаимодействует с выступом, расположенным в кольцевом пазу на торцевой поверхности кулачкового зубчатого колеса, при его повороте. Кулачковая муфта поджата к кулачкам зубчатого колеса пружиной, надетой на конец червячного вала.Known electric motor drive with a manual backup (US Pat. RF №2103582, IPC F16K 31/05, publ. 01/27/98), comprising a gear housing of an electric motor drive with a manual backup, which contains a worm wheel, a worm made in one piece with worm shaft, and cam clutch. The clutch alternately interacts with either the cams of the gear wheel or the cams of the flywheel. The gear wheel is kinematically connected to the motor shaft. The mechanism of the forced movement of the clutch is made in the form of a cam mechanism, the cam of which is installed in the housing of the handwheel and is kinematically connected to the cam clutch by means of a finger. The working surface profile of the cam periodically interacts with a protrusion located in the annular groove on the end surface of the cam gear when it is rotated. The cam clutch is pressed against the cams of the gear by a spring mounted on the end of the worm shaft.

Переключение режимов осуществляется кулачковой муфтой сцепления с механизмом ее принудительного перемещения. При включении электродвигателя муфта разъединяет сначала связь шпинделя с маховиком ручного управления, а затем происходит контакт выходного зубчатого колеса редуктора со шпинделем исполнительного механизма. Недостатком привода являются значительные масса и габариты, связанные с необходимостью увеличения габаритов зубчатого редуктора для получения требуемых передаточных отношений и низкий коэффициент полезного действия привода, обусловленный наличием муфты сцепления.The switching of modes is carried out by a cam clutch with a mechanism for its forced movement. When the electric motor is switched on, the coupling first disconnects the connection between the spindle and the handwheel, and then the output gear wheel contacts the actuator spindle. The disadvantage of the drive is the significant weight and dimensions associated with the need to increase the size of the gear reducer to obtain the required gear ratios and the low efficiency of the drive due to the presence of the clutch.

Известен электропривод (пат. РФ №2154219, МПК F16K 31/05, опубл. 10.08.2000 г.), содержащий корпус, в котором расположены электродвигатель, редуктор, ручной дублер с неподвижной полумуфтой сцепления и муфта ограничения крутящего момента в виде подпружиненной подвижной и неподвижной полумуфт. Электропривод снабжен преобразователем и соединенным с ним регистрирующим устройством. Преобразователь кинематически связан с муфтой ограничения крутящего момента, подпружиненная подвижная полумуфта которой выполнена двусторонней и установленной с возможностью попеременного взаимодействия с соответствующими неподвижными полумуфтами ручного дублера и муфты ограничения крутящего момента. Изобретение позволяет обеспечить возможность настройки величины крутящего момента независимо для обоих направлений вращения выходного вала электропривода путем определения направления вращения, что приводит к расширению функциональных возможностей. Недостатком электропривода является наличие специальных переключающих устройств конструкции, снижающих коэффициент полезного действия.A known electric drive (US Pat. RF No. 2154219, IPC F16K 31/05, published on 08/10/2000), comprising a housing in which an electric motor, a gearbox, a manual backup with a fixed coupling half and a torque limiting coupling in the form of a spring-loaded movable and fixed coupling halves. The electric drive is equipped with a converter and a recording device connected to it. The converter is kinematically connected with a torque limiting coupling, the spring-loaded movable coupling of which is made bilaterally and installed with the possibility of alternating interaction with the corresponding stationary coupling halves of the handwheel and the torque limiting coupling. The invention makes it possible to adjust the magnitude of the torque independently for both directions of rotation of the output shaft of the electric drive by determining the direction of rotation, which leads to the expansion of functionality. The disadvantage of the electric drive is the presence of special design switching devices that reduce the efficiency.

Общим недостатком приведенных аналогов является низкая точность поддержания вращающего момента и недостаточно высокая надежность и взрывобезопасность приводов.A common disadvantage of the above analogues is the low accuracy of maintaining torque and insufficiently high reliability and explosion safety of drives.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели техническим решением, взятым за прототип, является электропривод (пат. РФ №103883, МПК F16K 31/05, опубл. 27.04.2010 г.), включающий асинхронный электродвигатель, выполненный со встроенным датчиком положения его ротора и кинематически соединенный с редуктором, блок электронного управления, выход которого соединен со статорной обмоткой электродвигателя и датчик положения, выход которого соединен с входом блока электронного управления.The closest to the claimed utility model technical solution, taken as a prototype, is an electric drive (US Pat. RF №103883, IPC F16K 31/05, publ. 04/27/2010), including an asynchronous electric motor, made with an integrated position sensor of its rotor and kinematically connected to the gearbox, an electronic control unit, the output of which is connected to the stator winding of the electric motor and a position sensor, the output of which is connected to the input of the electronic control unit.

К недостаткам электропривода следует отнести низкий коэффициент полезного действия, невысокую надежность, точность поддержания вращающего момента и недостаточное удобство эксплуатации.The disadvantages of the electric drive include a low efficiency, low reliability, accuracy of maintaining torque and lack of ease of use.

Основной задачей, решаемой заявляемой полезной моделью является создание электропривода для запорной регулируемой арматуры, обеспечивающего высокий коэффициент полезного действия, высокую надежность, точность поддержания вращающего момента и удобство эксплуатации, обладающего высокими массогабаритными показателями.The main task solved by the claimed utility model is the creation of an electric drive for valves with adjustable valves, providing high efficiency, high reliability, accuracy of torque maintenance and ease of use, with high overall dimensions.

Техническим результатом полезной модели является повышение коэффициента полезного действия, надежности и точности поддержания вращающего момента электропривода.The technical result of the utility model is to increase the efficiency, reliability and accuracy of maintaining the torque of the electric drive.

При этом заявляемый электропривод обеспечивает оптимальный режим питания электродвигателя и стабильность скорости вращения, а также повышение взрывобезопасности электропривода, эргономических и эксплуатационных показателей, удобства монтажа и обслуживания.At the same time, the claimed electric drive provides an optimal power supply mode of the electric motor and stability of rotation speed, as well as increasing the explosion safety of the electric drive, ergonomic and operational indicators, ease of installation and maintenance.

Технический результат полезной модели достигается тем, что в электроприводе для запорной регулируемой арматуры, включающем асинхронный электродвигатель, кинематически соединенный с редуктором, блок электронного управления, выход которого соединен со статорной обмоткой электродвигателя, выполненного со встроенным датчиком положения его ротора, датчик положения выходного вала редуктора, выход которого соединен с входом блока электронного управления, электродвигатель выполнен вентильным, а блок электронного управления и электродвигатель соединены через взрывозащищенную соединительную трубку.The technical result of the utility model is achieved by the fact that in an electric actuator for shut-off adjustable valves, including an asynchronous electric motor, kinematically connected to the gearbox, an electronic control unit, the output of which is connected to the stator winding of the electric motor made with an integrated position sensor of its rotor, a position sensor of the output shaft of the gearbox, the output of which is connected to the input of the electronic control unit, the electric motor is made valve, and the electronic control unit and electric motor Ateliers are connected through an explosion-proof connecting pipe.

Оптимально в электроприводе для запорной регулируемой арматуры в качестве редуктора использовать редуктор с циклоидным зацеплением.It is optimal to use a gearbox with cycloidal gearing as a gearbox in an electric drive for shut-off adjustable valves.

Целесообразно электропривод для запорной регулируемой арматуры снабдить редуктором второй ступени, выполненным с возможностью повышения крутящего момента для различных типов присоединений.It is advisable to provide an electric drive for shut-off adjustable valves with a second-stage gearbox made with the possibility of increasing torque for various types of connections.

Рекомендуется электропривод для запорной регулируемой арматуры снабдить ручным дублером, выполненным с возможностью автоматического отключения при пуске электродвигателя.It is recommended that the electric drive for shut-off adjustable valves be equipped with a handwheel, made with the possibility of automatic shutdown when starting the electric motor.

Предпочтительно в электроприводе для запорной регулируемой арматуры ручной дублер выполнить с расположенным в валу срезным штифтом, ограничивающим крутящий момент при работе в ручном режиме.It is preferable in an electric actuator for shut-off adjustable valves to carry out a manual understudy with a shear pin located in the shaft, limiting the torque when working in manual mode.

Рационально электропривод для запорной регулируемой арматуры снабдить встроенным лицевым постом управления.It is rational to provide the electric drive for shut-off adjustable valves with an integrated front control station.

Рекомендуется электропривод для запорной регулируемой арматуры снабдить коробкой выводов, выполненной с возможностью установки кабельных вводов с нескольких сторон.It is recommended that the electric drive for valves with adjustable valves be equipped with a terminal box made with the possibility of installing cable entries from several sides.

Целесообразно в электроприводе для запорной регулируемой арматуры блок электронного управления снабдить термостатом.It is advisable in an electric drive for shut-off adjustable valves to provide the electronic control unit with a thermostat.

Рекомендуется в электроприводе для запорной регулируемой арматуры блок электронного управления снабдить устройством диагностики.It is recommended that the electronic control unit be equipped with a diagnostic device in an electric actuator for shut-off adjustable valves.

Заявляемый технический результат достигается в результате применения вентильного электропривода и формирования оптимального напряжения питания электродвигателя и алгоритма управления, обеспечивающих высокий коэффициент полезного действия, а также применения устройства диагностики функциональных узлов электропривода, контура обратной связи, повышающего стабильность скорости вращения и точность поддержания вращающего момента.The claimed technical result is achieved as a result of the use of a valve actuator and the formation of the optimal voltage of the electric motor and a control algorithm that provide a high efficiency, as well as the use of a diagnostic device of functional units of the electric drive, feedback loop, which increases the stability of rotation speed and the accuracy of maintaining torque.

Применение двухступенчатого редуктора и редуктора с циклоидным зацеплением в одной из ступеней обеспечивают большое передаточное отношение, высокую нагрузочную способность и надежность при минимальных массогабаритных показателях.The use of a two-stage gearbox and a gearbox with cycloidal gearing in one of the stages provides a large gear ratio, high load capacity and reliability with minimum weight and size indicators.

За счет изоляции в соединительной трубке электрических кабелей силовой и управляющей сети повышается надежность электропривода и обеспечивается взрывобезопасность.Due to the insulation in the connecting tube of the electric cables of the power and control network, the reliability of the electric drive is increased and explosion safety is ensured.

Выполнение ручного дублера с возможностью автоматического отключения при пуске электродвигателя повышает безопасность работы заявляемого электропривода.Performing a manual backup with the ability to automatically turn off when starting the motor increases the safety of the inventive drive.

При помощи срезного штифта происходит ограничение крутящего момента ручного дублера при работе в ручном режиме.By means of a shear pin, the torque of the handwheel is limited during manual operation.

Применение термостата, обеспечивающего оптимальную рабочую температуру блока электронного управления, позволяет дополнительно повысить надежность заявляемой полезной модели.The use of a thermostat that provides the optimal operating temperature of the electronic control unit, can further improve the reliability of the claimed utility model.

Заявляемый электропривод позволяет также повысить эргономические и эксплуатационные показатели, удобство монтажа и обслуживания посредством встроенного лицевого поста управления и коробки выводов, выполненной с возможностью установки кабельных вводов с четырех сторон.The inventive electric drive can also improve ergonomic and operational performance, ease of installation and maintenance by means of an integrated front control station and terminal box, made with the possibility of installing cable entries from four sides.

Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема, а на фиг.2 - общий вид электропривода для запорной регулируемой арматуры.The claimed utility model is illustrated by drawings, in which Fig. 1 is a structural diagram, and in Fig. 2 is a general view of an electric actuator for an adjustable stop valve.

Электропривод для запорной арматуры содержит вентильный электродвигатель 1, кинематически соединенный с редуктором 2, и электрически с блоком электронного управления 3. Выход блока электронного управления 3 соединен со статорной обмоткой вентильного электродвигателя 1, соединенного со встроенным датчиком положения ротора 4. Выходы датчика положения ротора 4 и датчика положения выходного вала редуктора 5 соединены с входами блока электронного управления 3.The actuator for valves includes a valve motor 1, kinematically connected to the gearbox 2, and electrically to the electronic control unit 3. The output of the electronic control unit 3 is connected to the stator winding of the valve motor 1 connected to the built-in rotor position sensor 4. The outputs of the rotor position sensor 4 and the position sensor of the output shaft of the gearbox 5 is connected to the inputs of the electronic control unit 3.

Блок электронного управления 3 может содержать преобразователь переменного 3-х фазного напряжения в напряжение для питания электродвигателя, модуля управления, устройства диагностики, экрана отображения с индикацией положения привода и органами управления и термостата.The electronic control unit 3 may include an AC 3-phase voltage to voltage converter for supplying an electric motor, a control module, a diagnostic device, a display screen with indication of the position of the drive and controls and thermostat.

Модуль управления поддерживает местное управление электроприводом, удаленное управление по сети Modbus, удаленное аналоговое управление постоянным током 4-20 мА, дискретное управление в релейном или импульсном режиме.The control module supports local drive control, remote control via Modbus network, remote analog control of direct current 4-20 mA, discrete control in relay or pulse mode.

Устройство диагностики осуществляет диагностику состоянии функциональных узлов при включении электропривода и в процессе работы.The diagnostic device diagnoses the state of the functional units when the drive is turned on and during operation.

Экран с органами управления служит для местного управления электроприводом, для настроек работы электропривода, просмотра последних параметров открывания - закрывания арматуры, просмотра журнала работы электропривода. На экране присутствуют индикаторы положения открыто - закрыто, местное управление, авария, муфта.The screen with the controls serves for local control of the electric drive, for setting the operation of the electric drive, viewing the latest opening parameters - closing valves, viewing the operation log of the electric drive. There are position indicators on the screen open - closed, local control, emergency, clutch.

Датчик положения выходного вала редуктора 5, выполнен на энергонезависимых компонентах, что позволяет определять текущее положение выходного вала даже после выключения питания при переходе на ручной привод.The position sensor of the output shaft of the gearbox 5 is made on non-volatile components, which allows you to determine the current position of the output shaft even after turning off the power when switching to a manual drive.

Термостат обеспечивает подогрев блока электронного управления 3 для запуска при внешней температуре ниже - 40 С.The thermostat provides heating of the electronic control unit 3 to start at an external temperature below - 40 C.

Преобразователь переменного 3-х фазного напряжения служит для преобразования входного трехфазного переменного напряжения 380 В 50 Гц в переменное напряжение частотой 0-150 Гц, необходимого для питания электродвигателя 1. Стабилизация скорости вращения и момента достигается через обратную связь от датчиков тока двигателя и датчика положения ротора электродвигателя 4.An AC 3-phase voltage converter is used to convert an input three-phase AC voltage of 380 V 50 Hz to an alternating voltage of 0-150 Hz frequency, necessary for powering the electric motor 1. Stabilization of rotation speed and torque is achieved through feedback from the motor current sensors and rotor position sensor electric motor 4.

Основным несущим элементом электропривода для запорной регулируемой арматуры (фиг.2) является корпус редуктора первой ступени 6, который выполнен в виде прямоугольно-закругленной плиты, на которой крепятся все остальные функциональные элементы электропривода. Снизу по центру к корпусу присоединен цилиндрический корпус циклоидного редуктора второй ступени 7. Сверху по центру вертикально расположен цилиндрический кожух 8, в котором может располагаться ходовой винт арматуры, который проходит сквозь соосные редукторы первой и второй ступени. В левой части привода сверху расположен блок электронного управления 3 с микропроцессорной системой управления, встроенным лицевым постом управления и коробкой выводов для подключения питающих и сигнальных цепей, конструктивно имеющей возможность подключения со всех четырех сторон. Здесь также установлено устройство диагностики и датчик положения выходного вала редуктора 5. В правой части привода сверху расположен вентильный электродвигатель 1, который подключен к блоку электронного управления 3 соединительной трубкой 9, внутри которой проходят провода питания и провода входных - выходных сигналов. В нижней части корпуса редуктора первой ступени 6 расположен корпус ручного дублера 10, снабженный штурвалом 11. Включение ручного дублера 10 осуществляется путем поворота рычага 12. Во избежание поломки арматуры от работы ручного дублера 10 в валу штурвала 11 расположен срезной штифт, который служит ограничителем крутящего момента при работе в ручном режиме.The main bearing element of the electric drive for shut-off adjustable valves (figure 2) is the gear housing of the first stage 6, which is made in the form of a rectangular-rounded plate on which all other functional elements of the electric drive are mounted. A cylindrical casing of a cycloid gearbox of the second stage 7 is attached to the bottom from the center to the casing. A cylindrical casing 8 is located vertically above the center from the top, in which the spindle of the valve can be located, which passes through the coaxial gears of the first and second stages. In the upper left part of the drive, there is an electronic control unit 3 with a microprocessor control system, an integrated front control station and a terminal box for connecting power and signal circuits, which are structurally capable of connecting from all four sides. A diagnostic device and a position sensor for the output shaft of the gearbox 5 are also installed here. A valve motor 1 is located on the top of the drive, which is connected to the electronic control unit 3 by a connecting pipe 9, inside of which there are power wires and wires for input and output signals. In the lower part of the gear case of the first stage 6, there is a case of a handwheel 10 equipped with a steering wheel 11. The handwheel 10 is turned on by turning the lever 12. To avoid damage to the valves from the operation of the handwheel 10, a shear pin is located in the shaft of the handwheel 11, which serves as a torque limiter when working in manual mode.

Работает электропривод для запорной регулируемой арматуры следующим образом. Рабочим положением электропривода в пространстве может быть любое положение, при котором он располагается выше горизонтальной плоскости, проходящей через ось арматуры. При установке конструкция электропривода монтируется основным несущим элементом - корпусом редуктора первой ступени 6 и вертикальным цилиндрическим кожухом 8 на ходовом винте запорной арматуры, который проходит сквозь соосные редукторы первой ступени 6 и второй ступени 7. В левой части привода сверху расположен блок электронного управления 3 с микропроцессорной системой управления, встроенным лицевым постом управления и коробка выводов для подключения питающих и сигнальных цепей, конструктивно имеющая возможность подключения со всех четырех сторон. После подсоединения к клеммам коробки выводов проводов силовых и сигнальных цепей производится настройка датчика положения ротора 4 и датчика положения выходного вала редуктора 5 и отладка электропривода.The electric drive for shutoff valves is as follows. The working position of the actuator in space can be any position at which it is located above a horizontal plane passing through the axis of the valve. During installation, the electric drive structure is mounted by the main bearing element - the gearbox of the first stage 6 and the vertical cylindrical casing 8 on the spindle of the stop valve, which passes through the coaxial gears of the first stage 6 and the second stage 7. On the left side of the drive there is an electronic control unit 3 with microprocessor control system, built-in front control station and terminal box for connecting power and signal circuits, structurally having the ability to connect from all etyreh sides. After connecting the power and signal circuits to the terminal box terminals, the rotor 4 position sensor and the gearbox output shaft position sensor 5 are adjusted and the drive is debugged.

Управление электроприводом может осуществляться дистанционно по командам, поступающим в блок электронного управления по аналоговым или цифровым каналам, либо в режиме местного управления посредством органов управления, расположенных на встроенном лицевом посту блока электронного управления 3.The electric drive can be controlled remotely by commands received by the electronic control unit via analog or digital channels, or in local control mode by means of controls located on the built-in front desk of the electronic control unit 3.

Блок электронного управления 3, получив от оператора или автоматизированной системы команду на движение запорного органа арматуры в заданное положение, анализирует текущее положение выходного вала привода, основываясь на показаниях датчика положения выходного вала редуктора 5. В случае отклонения текущего положение от требуемого, блок электронного управления 3 формирует управляющее воздействие для вентильного электродвигателя 1 с учетом текущего положения его вала с требуемыми параметрами (значениями напряжений, токов, частоты, фазы напряжений и токов) для обеспечения заданной скорости перемещения запорного органа арматуры и заданного момента на выходном валу редуктора 2. Если момент сопротивления на выходном валу редуктора 2 мал, блок электронного управления 3 строго поддерживает заданную скорость движения выходного вала редуктора 2, если же момент сопротивления превышает заданную величину, то блок электронного управления 3 ограничивает момент на валу вентильного двигателя 1 таким образом, чтобы на выходном валу редуктора 2 момент не превысил заданного, скорость движения при этом уменьшается. Движение продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто заданное положение выходного вала редуктора 2, либо пока полностью не прекратится движение из-за того, что момент сопротивления превысит заданную величину, что позволяет предотвратить поломку механизма арматуры при уплотнении или при попадании посторонних предметов. В процессе выполнения поданной команды и после ее выполнения блок электронного управления 3 сигнализирует оператору или автоматизированной системе о текущем состоянии электропривода и результате выполнения команд.The electronic control unit 3, having received a command from the operator or the automated system to move the valve body to the set position, analyzes the current position of the drive output shaft, based on the readings of the output shaft position sensor of the gearbox 5. If the current position deviates from the required position, the electronic control unit 3 generates a control action for the valve motor 1, taking into account the current position of its shaft with the required parameters (voltage, current, frequency, phase voltages and currents) to ensure a given speed of movement of the valve body and a given moment on the output shaft of the gearbox 2. If the resistance moment on the output shaft of the gearbox 2 is small, the electronic control unit 3 strictly maintains the specified speed of the output shaft of the gearbox 2, if the resistance moment exceeds set value, the electronic control unit 3 limits the moment on the shaft of the valve motor 1 so that the moment on the output shaft of the gearbox 2 does not exceed the set value, the speed while decreasing. The movement continues until the set position of the output shaft of the gearbox 2 is reached, or until the movement completely stops due to the resistance moment exceeding the set value, which helps to prevent breakage of the valve mechanism during compaction or when foreign objects get into it. In the process of executing the given command and after its execution, the electronic control unit 3 signals to the operator or the automated system about the current state of the electric drive and the result of the execution of the commands.

Блок электронного управления 3 осуществляет также диагностику состояния функциональных узлов привода.The electronic control unit 3 also performs diagnostics of the state of the functional units of the drive.

При отключении электроэнергии предусмотрен перевод работы электропривода на ручное управление.In the event of a power outage, the drive is switched over to manual control.

Включение ручного дублера 10 осуществляется путем поворота рычага 12, при этом соединяющие полумуфты, расположенные соосно между электродвигателем и валом зубчатого механизма размыкаются, и перемещение запорного устройства арматуры производится вращением штурвала 11. При пуске вентильного электродвигателя 1 происходит автоматическое отключение ручного дублера 10, и обеспечивается переход на работу электропривода от вентильного электродвигателя 1.The manual override 10 is turned on by turning the lever 12, while the connecting coupling halves located coaxially between the electric motor and the gear mechanism shaft are opened, and the locking device of the valve is moved by turning the control wheel 11. When starting the valve motor 1, the manual override 10 is automatically turned off, and the transition is provided to operate the electric drive from the valve motor 1.

Во избежание поломки арматуры от ручного дублера 10 в валу штурвала 11 расположен срезной штифт который служит ограничителем крутящего момента при работе в ручном режиме.In order to avoid damage to the fittings from the manual backup 10, a shear pin is located in the steering wheel shaft 11 which serves as a torque limiter when working in manual mode.

Электропривод для запорной регулируемой арматуры обеспечивает выполнение следующих функций:An electric drive for shut-off adjustable valves provides the following functions:

- открывание - закрывание проходного сечения арматуры со встроенного или дистанционного пульта управления и остановку запорного устройства арматуры в любом положении диапазона перемещения;- opening - closing the passage section of the valve from the built-in or remote control panel and stopping the valve locking device in any position of the range of movement;

- перемещение запорного устройства арматуры по предварительно заданным параметрам движения с целью изменения или полного закрывания - открывания проходного сечения арматуры;- moving the valve of the valve according to predefined parameters of movement in order to change or completely close - opening the passage section of the valve;

- автоматическое отключение вентильного электродвигателя при достижении запорным устройством арматуры крайних положений;- automatic shutdown of the valve motor when the valve reaches the extreme positions;

- ограничение или регулирование крутящего момента в любом промежуточном положении запорного устройства арматуры и при достижении им крайних положений;- limitation or regulation of torque in any intermediate position of the locking device of the valve and when it reaches extreme positions;

- автоматическое отключение вентильного электродвигателя при достижении нагрузки на выходном звене изделия заданного значения крутящего момента в любом положении диапазона перемещений запорного устройства арматуры;- automatic shutdown of the valve motor when the load at the output link of the product reaches the set torque value in any position of the range of movements of the valve locking device;

- управление электроприводом в дистанционном режиме посредством внешней системы управления;- remote control of the electric drive through an external control system;

- выдачу информации на встроенный пульт управления и во внешнюю систему управления о достижении запорным устройством крайних положений и об ограничении момента при достижении заданных нагрузок на выходном звене;- the issuance of information to the built-in control panel and to an external control system about the locking device reaching extreme positions and about limiting the moment when reaching the specified loads at the output link;

- постоянный контроль положения запорного устройства арматуры и выдача информации на встроенный дисплей и на центральный пульт оператора;- continuous monitoring of the position of the valve locking device and the issuance of information on the built-in display and on the central operator console;

- перемещение запорного устройства арматуры с помощью ручного дублера, постоянный контроль положения выходного звена и автоматическое отключение ручного дублера при включении вентильного электродвигателя;- moving the locking device of the valve using a manual backup, constant monitoring of the position of the output link and automatic shutdown of the manual backup when the valve motor is turned on;

- выдачу информации о результатах диагностики функциональных узлов привода на встроенный пульт управления и во внешнюю систему управления;- the issuance of information on the results of diagnostics of functional units of the drive to the built-in control panel and to an external control system;

- ведение журнала событий во встроенной энергонезависимой памяти и выдачи при необходимости информации на встроенный пульт управления и во внешнюю систему управления.- maintaining an event log in the built-in non-volatile memory and issuing information, if necessary, to the built-in control panel and to an external control system.

Заявляемая полезная модель позволяет создать электропривод для запорной регулируемой арматуры, обеспечивающий высокий коэффициент полезного действия, высокую надежность, точность поддержания вращающего момента, удобный при монтаже и эксплуатации, обладающий высокими массогабаритными показателями.The inventive utility model allows you to create an electric drive for valves with adjustable valves, providing high efficiency, high reliability, accuracy of torque maintenance, convenient for installation and operation, with high overall dimensions.

Claims

1. An electric actuator for adjustable valves, including a motor kinematically connected to the gearbox, an electronic control unit, the output of which is connected to the stator winding of an electric motor made with an integrated rotor position sensor, a gearbox output shaft position sensor, the output of which is connected to the input of the electronic control unit characterized in that the electric motor is made valve, and the electronic control unit and the electric motor are connected through an explosion-proof connector pipe of.

2. The actuator for adjustable valves according to claim 1, characterized in that the gearbox is made with cycloidal engagement.

3. The drive for adjustable valves according to claim 1, characterized in that it is equipped with a second-stage gearbox made with the possibility of increasing the torque for various types of connections.

4. The drive for adjustable valves according to claim 1, characterized in that it is equipped with a manual backup, made with the possibility of automatic shutdown when starting the electric motor.

5. The drive for adjustable valves according to claim 4, characterized in that the handwheel is equipped with a shear pin located in the shaft, configured to limit the torque when working in manual mode.

6. The drive for adjustable valves according to claim 1, characterized in that it is equipped with a built-in front control station.

7. The actuator for adjustable valves according to claim 1, characterized in that it is equipped with a terminal box made with the possibility of installing cable entries from four sides.

8. The electric actuator for adjustable valves according to claim 1, characterized in that the electronic control unit is equipped with a thermostat.

9. The drive for adjustable valves according to claim 1, characterized in that the electronic control unit is equipped with a diagnostic device.