RU2296904C2

RU2296904C2 - Method of control of actuators in automatics systems for pipelines

Info

Publication number: RU2296904C2
Application number: RU2004118810/06A
Authority: RU
Inventors: Пётр Дмитриевич Соложенцев (RU); Пётр Дмитриевич Соложенцев; Дмитрий Петрович Соложенцев (RU); Дмитрий Петрович Соложенцев; Людмила Филипповна Соложенцева (RU); Людмила Филипповна Соложенцева
Original assignee: Пётр Дмитриевич Соложенцев; Дмитрий Петрович Соложенцев; Людмила Филипповна Соложенцева
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2007-04-10
Also published as: RU2004118810A; WO2006001730A1

Abstract

FIELD: pipeline engineering.

SUBSTANCE: method comprises using actuators provided with auxiliary control and magnetic and mechanical drives. The actuator is controlled by the interaction of similar poles of permanent magnets. The actuator operates under the action of the fluid when external magnets moves in the position in which the repulsive force of its interaction with the internal magnet is less than the force acting on the auxiliary control member.

EFFECT: reduced power consumption.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области арматуростроения, преимущественно к исполнительным механизмам - клапанам, вентилям со вспомогательным управлением в системах автоматики на трубопроводах.The invention relates to the field of valve engineering, mainly to actuators - valves, valves with auxiliary control in automation systems on pipelines.

Известен способ управления клапанами (вентилями) с помощью электромагнитного привода (RU 2081364 С1, 10.06.1997).A known method of controlling valves (gates) using an electromagnetic actuator (RU 2081364 C1, 06/10/1997).

Недостатком данного способа является то, что использование в электромагнитном приводе электрической энергии создает при эксплуатации повышенную опасность для человека и может вызвать возгорание (пожар).The disadvantage of this method is that the use of electrical energy in an electromagnetic drive during operation creates an increased danger to humans and can cause a fire (fire).

Известно устройство - регулирующий клапан, в котором описывается способ управления исполнительными устройствами, включающий использование исполнительных устройств (механизмов) со вспомогательным управлением с магнитомеханическим приводом, в котором закрытие исполнительного устройства выполняют с помощью взаимодействия одноименными полюсами постоянных магнитов: внутреннего, кинематически связанного с управляющим органом, и внешнего (GB 1444393 А, 28.07.1976).A device is known - a control valve, which describes a method of controlling actuators, including the use of actuators (mechanisms) with auxiliary control with a magnetomechanical drive, in which the closure of the actuator is performed by the interaction of the same poles of permanent magnets: internal, kinematically connected with the control body, and external (GB 1444393 A, 07.28.1976).

Недостатком известного способа является то, что применяемый в нем магнитомеханический привод требует при выполнении управляющих команд на открытие или закрытие клапана менять положение полюсов постоянных магнитов, и обе команды выполняются за счет приложения внешней (механической) энергии.A disadvantage of the known method is that the magnetomechanical drive used in it requires, when executing control commands for opening or closing the valve, to change the position of the poles of the permanent magnets, and both commands are executed by applying external (mechanical) energy.

Задачей изобретения является упрощение процесса управления и сокращение энергозатрат на его выполнение в исполнительных устройствах с магнитомеханическим приводом в системах автоматики на трубопроводах.The objective of the invention is to simplify the control process and reduce energy costs for its implementation in actuators with a magnetomechanical drive in automation systems on pipelines.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе управления исполнительными устройствами в системах автоматики на трубопроводах, включающем использование исполнительных устройств (механизмов) со вспомогательным управлением с магнитомеханическим приводом, в котором закрытие исполнительного устройства выполняют с помощью взаимодействия одноименными полюсами постоянных магнитов: внутреннего, кинематически связанного с управляющим органом, и внешнего, с помощью энергии давления флюида в трубопроводе при перемещении внешнего магнита в положение, в котором отталкивающая сила его взаимодействия с внутренним магнитом будет меньше силы, противоположно действующей на вспомогательный управляющий орган, за счет давления флюида выполняют открытие исполнительного устройства или при кинематической связи внутреннего магнита с вспомогательным управляющим органом через рычаг выполняют закрытие исполнительного устройства.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the method of controlling actuators in automation systems on pipelines, including the use of actuators (mechanisms) with auxiliary control with a magnetomechanical drive, in which the closing of the actuator is performed by the interaction of the same poles of permanent magnets: internal, kinematically connected with the governing body, and external, using the energy of the pressure of the fluid in the pipeline when moving of the external magnet to a position in which the repulsive force of its interaction with the internal magnet will be less than the force acting opposite to the auxiliary control body, due to the pressure of the fluid, the actuator is opened or when the internal magnet is kinematically connected with the auxiliary governing body, the actuator is closed through the lever.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструктивная схема исполнительного устройства - бессальникового клапана, которым можно управлять предлагаемым способом; на фиг.2 изображена конструктивная схема одного из возможных устройств управляющего органа в исполнительном механизме с магнитомеханическим приводом.The invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a structural diagram of an actuator - a glandless valve, which can be controlled by the proposed method; figure 2 shows a structural diagram of one of the possible devices of the governing body in the actuator with a magnetomechanical drive.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, седло 4 которого перекрывается запорным органом 5, подвешенным на мембране 6 и прижимаемым к седлу пружиной 7.The valve comprises a housing 1 with an inlet 2 and an outlet 3 nozzles, the seat 4 of which is blocked by a locking member 5, suspended on the membrane 6 and pressed against the saddle by a spring 7.

Надмембранная полость Б соединена с выходной полостью В через трубопровод 8, управляющей орган 9 и трубопровод 10, а с входной полостью А - через трубопровод 11. Разгрузочное отверстие 12 управляющего органа 9 перекрывается затвором 13, кинематически связанного с постоянным подвижным супер-магнитом 14, который своим магнитным полем может взаимодействовать с постоянным супер-магнитом 15. Для необходимого взаимодействия этих магнитов корпус управляющего клапана 9 изготавливается из материала диамагнетика или парамагнетика (например латуни, алюминия, пластмассы). Величина воздушного (рабочего) зазора, а также толщина перегородки корпуса управляющего клапана 9, разделяющие эти магниты, устанавливаются из расчета их максимально возможного взаимодействия магнитными полями.The supmembrane cavity B is connected to the outlet cavity B through a pipe 8, a control member 9 and a pipe 10, and to the inlet cavity A through a pipe 11. The discharge opening 12 of the control member 9 is closed by a shutter 13 kinematically connected with a permanent movable super-magnet 14, which its magnetic field can interact with a permanent super-magnet 15. For the necessary interaction of these magnets, the body of the control valve 9 is made of diamagnet or paramagnet material (for example, brass, aluminum inia, plastics). The size of the air (working) gap, as well as the thickness of the partition wall of the control valve body 9 separating these magnets, are set based on their maximum possible interaction with magnetic fields.

В положени «а» внешний магнит 15 взаимодействует своим магнитным полем с одноименным полюсом внутреннего магнита 14 и под действием отталкивающей силы прижимает затвор 13 к разгрузочному отверстию 12 и перекрывает его.In position "a", the external magnet 15 interacts with its magnetic field with the same pole of the internal magnet 14 and, under the action of a repulsive force, presses the shutter 13 against the discharge opening 12 and closes it.

Так как эффективная площадь над запорным органом 5 и мембраной 6 больше площади под мембраной 6, а давление в надмембранной полости Б и входной полости А равно, то запорный орган 5 под действием разности сил, действующих на него, и усилием пружины 7 перекрывает седло 4 основного прохода. Клапан закрыт.Since the effective area above the locking member 5 and the membrane 6 is larger than the area under the membrane 6, and the pressure in the supmembrane cavity B and the entrance cavity A is equal, the locking member 5 under the influence of the difference of forces acting on it and the force of the spring 7 covers the saddle 4 of the main passage The valve is closed.

При перемещении внешнего магнита 15 по горизонтали в положение «б» или с помощью рычага в положение «в», а также в иное другое положение, в котором отталкивающая сила одноименных полюсов этих магнитов будет существенно меньше силы, противоположно действующей на затвор 13 за счет давления флюида, в надмембранной полости Б. В результате разгрузочное отверстие 12 откроется.When moving the external magnet 15 horizontally to position “b” or using the lever to position “c”, as well as to another other position in which the repulsive force of the same poles of these magnets will be significantly less than the force opposite to the gate 13 due to pressure fluid in the supranembrane cavity B. As a result, the discharge opening 12 opens.

Так как диаметр разгрузочного отверстия 12 больше загрузочного в трубопроводе 11, то заполнение надмембранной полости Б происходит значительно медленнее, чем сброс среды из нее, в результате чего давление в ней падает, и под действием разности давлений в надмембранной полости Б и входной полости А запорный орган 5 открывает проход в седле 4 корпуса 1. Клапан открыт.Since the diameter of the discharge opening 12 is larger than the loading in the pipe 11, the filling of the supmembrane cavity B is much slower than the discharge of the medium from it, as a result of which the pressure in it drops, and under the action of the pressure difference in the supmembrane cavity B and the entrance cavity A, the shut-off element 5 opens the passage in the saddle 4 of the housing 1. The valve is open.

Для закрытия клапана магнит 15 возвращают в положение «а». Управляющий орган 9 при кинематической связи затвора 13 с магнитом 14 через рычаг (фиг.2) в положении «а» внешнего магнита 15 будет удерживать клапан в открытом состоянии, а при смещении его в положение «б» - в закрытом состоянии.To close the valve, the magnet 15 is returned to position "a". The governing body 9 during the kinematic connection of the shutter 13 with the magnet 14 through the lever (figure 2) in position “a” of the external magnet 15 will keep the valve in the open state, and when shifted to position “b” - in the closed state.

Соединение управляющего органа 9 трубопроводами 8 и 10 с корпусом 1 исполнительного устройства делает возможным дистанционное управление им.The connection of the governing body 9 by pipelines 8 and 10 with the housing 1 of the actuator makes it possible to remote control it.

Также возможен вариант способа управления, когда управляющий орган 9 соединен с полостями Б и В каналами в корпусе 1, то есть управляющий орган вмонтирован (расположен) в корпусе исполнительного устройства.A variant of the control method is also possible when the control body 9 is connected to the cavities B and C by the channels in the housing 1, that is, the control body is mounted (located) in the housing of the actuator.

Применение предлагаемого способа управления исполнительными устройствами позволяет повысить безопасность эксплуатации систем автоматики на трубопроводах.The application of the proposed method for controlling actuators allows to increase the safety of operation of automation systems in pipelines.

Claims

A method of controlling actuators in automation systems on pipelines, including the use of actuators (mechanisms) with auxiliary control with a magnetomechanical drive, in which the closing of the actuator is performed by interaction of the same poles of permanent magnets: internal, kinematically connected to the control body, and external, characterized the fact that with the help of the energy of the pressure of the fluid in the pipeline when moving the external magnet to a position in which Ohm, the repulsive force of its interaction with the internal magnet will be less than the force opposite to the auxiliary control body due to fluid pressure, the actuator is opened, or when the internal magnet is kinematically connected with the auxiliary governing body, the actuator is closed through the lever.