RU3804U1 - Резервированный привод запорной и регулирующей арматуры нефтепродуктоводов (варианты) - Google Patents

Abstract

1. Резервированный привод запорной и регулирующей арматуры нефтепродуктоводов, содержащий электрический двигатель, подключенный к сети силового электропитания, резервный пневматический двигатель, подключенный к автономному источнику текучей среды под давлением, средство ручного дублирования двигателей и механизм передачи для кинематической связи указанных двигателей и средства ручного дублирования с исполнительным органом упомянутой арматуры нефте-продуктовода, а также устройство контроля положения исполнительного органа, подключенное к системе управления, связанной с системой запуска автономного источника текучей среды, отличающийся тем, что пневматический двигатель выполнен в виде струйного двигателя (реактивной турбины), сопла которого связаны с помощью каналов его ротора и входного патрубка с автономным источником текучей среды, а механизм передачи снабжен ограничителем передаваемого момента и разъединительным устройством в виде нормально разомкнутой кулачковой муфты, выполненной с возможностью замыкания кинематической связи исполнительного органа со струйным двигателем при вращении последнего.2. Привод по п.1/ отличающийся тем, что вал ротора струйного двигателя выполнен с осевым каналом, который соединен с одной стороны с входным патрубком, а с другой - с наклонными каналами, соединенными с радиальными каналами, подключенными к соплам, которые размещены на плечах ротора, выполненных в виде перпендикулярных валу ротора стержней обтекаемой формы.3. Резервированный привод запорной и регулирующей арматуры нефтепродуктоводов, содержащий электрический двигатель, подключенный к сети сило

Description

. . ,-

Резервированный привод запорной и регулирующей арматуры нефте-продуктоводов (варианты)

Полезная модель относится к области управления потоками перекачйваемык продуктов и может быть использовано в системах дистанционного управления арматурой (задвижками, вентилями и т,п) на трубопроводном транспорте в нефтеперерабатывающей и химической промышленности.

Из уровня техники известен резервированный привод запорной и ретужрующей арматуры нефте-продуктоводов, содержащий электрический двигатель, подключенный к сети силового электропитания, резервный пневматический двигатель, подключенный через редуктор давления к автономному источнику текучей среды под давлением, средство ручного дубжрования двигателей и механизм передачи для кинематической связи указанных двиз ателеи я средства ручного дубжрования с исполнительным органом упоьшнутой арматуры нефте-продуктовода, а также устройство контроля положения исполнительного органа, подключенное к системе управления, связанной с системой запуска автономного источника текучей среды,- (См,проспект В1ЖГ Техническое описание и руководство по установке многооборотных электрических сервоприводов S&n/P/v «Италия, 1994, с,1 -17),

Описанный в данном общедоступном источнике информации привод, применяемый на нефте-продуктоводах многих стран, в том числе и СНГ, имеет следующие технические недостатки: - недостаточная надежность и долгове чность, обусловленная тем, что ротор резервного пневматического двигателя постоянно соединен механизмом передачи с электричесгшм двигателем и вращается как в активном так и в пассивном режимах без ограничения передаваемого момента

IvKH Н6 к

-о ложность технологического обслуживания, т.к. для вращенжя ротора пластинчатого пневдатического двигателе требуется создание маслинного тзшана, высокая степень очистки и текзгчей среды (газа), точность сопряжения по всей периферии ротора подвижных трущихся уплотнений нагнетающих элементов (пластин)

-ограниченный диапазон применяемых источников текучей среды под давлением, обусловленный чувствительностью обьемного пневматического двигателя к температурам и загрязнениям, характерным для твердотопливных и химических газогенераторов.

Технической задачей создания полезной модем является повыщете.долговечности и надежности привода, упрощение технологического обслуживания и расширение диапазона применяевжх источников рабочей среды под давлением.

Сущность полезной модели заключается в том, что в резервированном приводе запорной и регужрующей арматуры нефтег-продуктоводов, содержащем электрический двигатель, подключенный к сети силового электропитания , резервный пневматический двигатель, подключенный к автономному источнику текучей среды под давлением, средство ручного дублирования двигателей и механизм передачи для кинематической связи указанных двигателей и средства ручного дубжрованйя с исполнительным органом упоглянутой арматуры нефтепродуктовода, а также устройство контроля положения исполнительного органа, подключенное к системе управления, связанной с системой запуска автономного источника текучей среды, пневматический двигатель выпожен в виде струйного двигателя (т.е. реактивной турбины), сопла которого связаны с помощью его ротора и входного патрубка с автономным источником текучей среды, а мвхашзм передачи снабжен ограничителем передаваемого момента

и разъединительным устройством в виде нормалъноразомкнутой кулачковой муфты, выполненной с возможностью замыкашя кинематической связи исполнительного органа со струйным двигателем при вращении последнего, причем вал ротора струйного двигателя выполнен с осевыгл каналом, который соединен с одной стороны с входным патрубком, а с другой - с наклонными каналами, соединенными с ради альшшй каналами, подклгоченныш к соплам, которые размещены на плечах рото.ра, выполненных в виде перпендикулярных валу ротора стержней обтекаемой формы,

Сушдость полезной рлоделж заключается также в том , что в резервированном приводе запорной и регулирующей арматуры нефте-продуктоводов, содержащем электрический двигатель, подключенный к сети силового электропитания, резервный пневматический двигатель, подключенный через редуктор давления к автономному источнику текучей среды под давлением, средство дублирования двигателей и механизм передачи для кинематической связи указанных двигателей и средства ручного дублирования с исполнительным органом зп101лянутой арматуры нефте-продуктовода, а также устройство контроля положения исполнительного органа, по.дключешюе к системе управления, связанной с сиотевюй запуска автономного источника текучей среды, пневматический двигатель выполнен в виде струйною двигателя (т.е. реактивной турбины) со съемными сменными соплами, размещенными на плечах ротора струйного двигателя, выполненных в виде перпендикулярных валу ротора стержней обтекаемой формы, радиальные каналы которых соединены наклонными и осевым каналами вала ротора с входтш патрубком, связанным с автономным источником текучей среды чврез дополнительно установленный в системе запуска последовательно перед редуктором давления двухпозиционный электропневматическйй клапан, управляющий электромагнит которого связан с системой управления

причем механизм передачи снабжен разъединительншл уотройством в виде нормальноразоТЛкнутой кулачковой муфты, выполненной с возможноотью затжгкания кинематической связи исполнительного органа с пневштйческим струйным двигателем при вращении последнего.

Кроме того, механизм передачи снабжен ограничителем передаваемого момента, одна из поярлуфт указано нормальноразомкнутои муфты подпружинена и снабжена опертым на дополнительно установленный фиксатор кольцом, выполненншд с вырезом для освобовдения фиксатора при вращении струйного двигателя и замыкании пoлyf яз/фт, струйный двигатель выполнен в виде двигателя одностороннего вращения, автономный источник текучей среды выполнен в виде баллонов со сжатым газом либо в виде хиглического иж твердотопливного газогенератора, привод снабжен автономным источником несилового электропитания систем управления и запуска автономного источника текучей среды и радиоприемным устройством со средствами декодирования и усиления для дистанционного включения систем управления и запуска автоногжого источника текучей среды, ограничитель передаваемого момента выполнен в виде регужруемой норглальнозамкнутой кулачковой глуфты для ограничения момента, передаваемого от струйного двигателя исполнительному органу, механизм передачи выполнен с плавающим червяком, который связан с электрическим двигателем и с одной из полумуфт упомянутой нормальноразомкнутои муфты разьедиш тельного устройства, ротор струйного двигателя размещен в корпусе, снабженном гидрозатвором для изоляции от окружающей среды в виде :емкости с маслом, присоединенной к выходЕощ патрубку корпуса

На фигД изображена принципиальная схема резервированного привода запорной s регулирующей аргдатуры нефте-продуктовода, на фиг. - кинематическая схема мехашаша передачи, на фиг.З - разрез АЕВГД фйг,2, на фйг.4 - схема гидрозатвора, на фиг.5 - разрез ЕЕ фйг.2, на фиг,6 - разрез ИИ ф11Гв2

Привод оодеряшт электрический двигатель I, подключешшй к сети силового электропитания, резервный пневматический струйный двиггатель 2-одностороннего вращения Ст.е реактивщгю турбину),додключенный к автономному источнику 3 текучей среды под давлением, средство 4 (штурвал) ручного дублирования двигателей 1,2, механизм 5 передачи для кинематической связи двигателей 1,2 и средства 4 с исполнительным органом арматуры нефте-продуктовода Сне изображено), средство контроля положения исполнительного органа в виде, например, путевых выключателей 6, подключенных к системе 7 управления, связанной с системой 8 запуска источника 3, имеющего датчик 9 давления. Система 8 включает в себя двухпозиционный электропневматический клапан 10, управлшощий электромагнит II которого связан с системой 7 управления, а также редуктор 12 давления и предохранительный клапан 13, При использовании химического или твердотопжвного газогенератора в качестве источника 3 в систему 8 входят также средства иници,роваш1я заряда топлива, например, пиропатрон (не изображено). Между двигателем 2 и механизмом 5 могут использоваться вспомогательные средства соединения 14,15 (на фйг,2 не изображены). Привод имеет автономный источник 16 несилового электропитания систем 7,8, радиоприемное устройство 17 со средствами 18 декодирования и усиления для дистанционного включения систем 7,8 Двигатель 2 выполнен со съемными омениЕши солламй 19,20, размещенными на плечах ротора, выполненных в виде перпендикулярных валу 21 ротора стержней 22, 23 обтекаемой форглы (фиггб), радиальные каналы которых 24,25 соединены наклонными и осевым каналами 26,27 и 28 вала 21 с входным патрубком 29, связанным с источникохл 3 текучей среды через редуктор 13 ж клапан 12. Механизм 5 может содержать щестерни 30,31,32,33,34,35 и червячную пару, плавающий червяк 36 которой связан с двигателем I.

Механизм 5 снабжен разьедиштельным уотройством в виде нормально разомкнутой муфты 37, полуглуфта 38 которой связана с червяком 36, а полумуфта 39 подпружинена пружиной 40, установлена с возможностью осевого смещения и снабжена опертым на фиксатор 41 кольцом 42, выполненным с вырезом 43 для освобоадения фиксатора 41 при вращении двигателя 2 и замыкании кулачков полумуфт 38,39

Механизн 5 снабжен также ограничителем передаваемого момента в виде регулируемой нормальнозамкнутой кулачковой муфты 44 для ограничения момента, передаваемого от двигателя 2 исполнительному органу. Муфта 44 имеет кулачки Сне обозначены), выполненные заодно со свободно вращающейся на своем валу 45 шестерней 33 ж полумуфту 46, подпружиненную пруйшной.47 и закрепленную на шпонке 48 с возможностью осевого смещения. Пружина 47 оперта на шайбу 49, поджатую через элемент 50 регулировочным винтом 51, размещенным в резьбовом отверстии вала 52. Корпус 53 двигателя 2 снабжен гидрозатвором.,для ИЗОЛЯЕЩИ его внутренней полости от окружающей среды, в виде егжости 54 с маслом, присоединенной к его выходному патрубку 55. Источник 3 может быть выполнен также в виде баллонов со сжатым газом.

Привод работает следующим образом.

. В исходном положении клапан 10 закрыт, муфта 37 разомкнута, муфта 44 замкнута с усилием пружины 47, отрегулированным винтом 51, ем-сость 54 заполнена манеральныт д маслом. При наличии силового электропитания в сети перемещение исполнительного органа арматуры нефте-продуктовода осуществляется включением электрического дви- гателя I. Кроме того., обслуживающий персонал имеет возможность осуществить перемещение исполнительного органа вручную с помощью штурвала 4, если этот персонал имеется вблизи арштуры. Струйный двигатель 2 при этом не связан с двигателем I и его ротор неподвижен. . Б том случае, еоли силовое электропитание отсутствует, а средство 4 (штурвал) использовать нельзя из-за отсутствия персонала или нецелесообразно, подается радиосигнал на устройство 17, который qepet средства 18 и систему 7 переключает клапан 10 в открытое положение, т.е. запускает дистанционно систему 8, иницируя при этом С:.:: „,..:..;.:,) источник 3, например, с пиропатрона и т.п. Для этого достаточно мощности автономного источника 16 Редуктор 12 давления обеспечивает постоянство рабочего давления текуче среды (газа), поступающей в патрубок 29 двигателя 2 Через каналы 24-28 газ подается в сопла 19,20, вытекая из них он создает реактивную силу и движущий момент на валу 21. Вращение последнего шестернями 30-35 передается полумуфте 39, которая поворачивается совместно с кольцом Когда вырез 43 совпадет с фиксатором 41, полу1.уфта 39 под действием прушны 40 замкнется с полумуфтой 38 для передачи движущего момента от двигателя 2 исполнительному органу арматуры, отрабатывающеглу команды систегш 7 Отработка контролируется выключателями 6, которые при достижении заданного положения формируют через систему 7 сигнал на клапан 10 для его закрытия и прекращения питания двигателя 2. Выключатеж 6 могут работать как в дискретном так и в непрерывном режимах-, т.е.- в последнем случае выполнять ::функции датчиков обратной связи. Есж в процессе работы двигателя 2 передаваемый движущий момент превысит допустимое значение, ограниченное настроГжой пружины 47, последняя сжирлается и муфта 44 размыкается. Тогда щестерня 33 свободно прокручи вается на валу 45 без передачи момента исполнительному органу, который тем самым предохраняется отполомки. При работе двигателя 2 масло из емкости 54 частично или полностью выдувается истекающим газом.

./- ,

8

Для приведения привода вновь в исходное состояние 37 размыкается путем установки фиксатора 41 и кольца 43 в соответствующее положение, изображенное на фиГвЗ, емкость 54 заполняется маслом, источник 3 заряжается сжатшл газом или твердотопливным иж хишческйм зарядом;

Использование данной полезной модем- позвожт повысить долговечность и надежность привода, т,к; ротор струйного двигателя разьединен от электрического двигателя при работе последнего, исполнительный орган арматуры завдщен от превышения допустимого момента, упрощено технологическое обслуживание, T.KV струйный двигатель не требует масляного , очистки текучей среды (газа), не имеет уплотнений по периферий плеч ротора, при этом расширен диапазон применяемых источников текучей среды, т.к. струйный двигатель не чувствителен к тегшературам и загрязнениям характерным для химических и твердотопливных газогенераторов,.В;Саш1Ин

( А .А .Овчинников

Б«А;Белоусов Ю.А.Князев ,Ф.Набжев

.М.Набиев

Claims (14)

1. Резервированный привод запорной и регулирующей арматуры нефтепродуктоводов, содержащий электрический двигатель, подключенный к сети силового электропитания, резервный пневматический двигатель, подключенный к автономному источнику текучей среды под давлением, средство ручного дублирования двигателей и механизм передачи для кинематической связи указанных двигателей и средства ручного дублирования с исполнительным органом упомянутой арматуры нефте-продуктовода, а также устройство контроля положения исполнительного органа, подключенное к системе управления, связанной с системой запуска автономного источника текучей среды, отличающийся тем, что пневматический двигатель выполнен в виде струйного двигателя (реактивной турбины), сопла которого связаны с помощью каналов его ротора и входного патрубка с автономным источником текучей среды, а механизм передачи снабжен ограничителем передаваемого момента и разъединительным устройством в виде нормально разомкнутой кулачковой муфты, выполненной с возможностью замыкания кинематической связи исполнительного органа со струйным двигателем при вращении последнего.

2. Привод по п.1/ отличающийся тем, что вал ротора струйного двигателя выполнен с осевым каналом, который соединен с одной стороны с входным патрубком, а с другой - с наклонными каналами, соединенными с радиальными каналами, подключенными к соплам, которые размещены на плечах ротора, выполненных в виде перпендикулярных валу ротора стержней обтекаемой формы.

3. Резервированный привод запорной и регулирующей арматуры нефтепродуктоводов, содержащий электрический двигатель, подключенный к сети силового электропитания, резервный пневматический двигатель подключенный через редуктор давления к автономному источнику текучей среды под давлением, средство ручного дублирования двигателей и механизм передачи для кинематической связи указанных двигателей и средства ручного дублирования с исполнительным органом упомянутой арматуры нефтепродуктовода, а также устройство контроля положения исполнительного органа, подключенное к системе управления, связанной с системой запуска автономного источника текучей среды, отличающийся тем, что пневматический двигатель выполнен в виде струйного двигателя (реактивной турбины) со съемными сменными соплами, размещенными на плечах ротора струйного двигателя, выполненных в виде перпендикулярных валу ротора стержней обтекаемой формы, радиальные каналы которых соединены наклонными и осевыми каналами вала ротора с входным патрубком, связанным с автономным источником текучей среды через дополнительно установленный в системе запуска последовательно перед редуктором давления двухпозиционный электропневматический клапан, управляющий электромагнит которого связан с системой управления.

4. Привод по п.3, отличающийся тем, что механизм передачи снабжен разъединительным устройством в виде нормально-разомкнутой кулачковой муфты, выполненной с возможностью замыкания кинематической связи исполнительного органа с пневматическим струйным двигателем при вращении последнего.

5. Привод по п.4, отличающийся тем, что одна из полумуфт указанной нормально-разомкнутой муфты подпружинена и снабжена опертым на дополнительно установленный фиксатор кольцом, выполненным с вырезом для освобождения фиксатора при вращении струйного двигателя и замыкании полумуфт.

6. Привод по одному из пп.3-5, отличающийся тем, что механизм передачи снабжен ограничителем передаваемого элемента.

7. Привод по одному из пп.3-6, отличающийся тем, что струйный двигатель выполнен в виде двигателя одностороннего вращения.

8. Привод по одному из пп.3-7, отличающийся тем, что автономный источник текучей среды выполнен в виде баллонов со сжатым газом.

9. Привод по одному из пп.3-7, отличающийся тем, что автономный источник текучей среды выполнен в виде химического или твердотопливного газогенератора.

10. Привод по одному из пп.3-9, отличающийся тем, что он снабжен автономным источником несилового электропитания систем управления и запуска автономного источника текучей среды.

11. Привод по одному из пп.3-10, отличающийся тем, что он снабжен радиоприемным устройством со средствами декодирования и усиления для дистанционного включения систем управления и запуска автономного источника текучей среды.

12. Привод по одному из пп.6-11, отличающийся тем, что ограничитель передаваемого момента выполнен в виде регулируемой нормально-разомкнутой кулачковой муфты для ограничения момента, передаваемого от струйного двигателя исполнительному органу.

13. Привод по одному из пп.4-12, отличающийся тем, что механизм передачи выполнен с плавающим червяком, который связан с электрическим двигателем и с одной из полумуфт упомянутой нормально-разомкнутой муфты разъединительного устройства.

14. Привод по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ротор струйного двигателя размещен в корпусе, снабженном гидрозатвором для изоляции от окружающей среды в виде емкости с маслом, присоединенной к выходному патрубку корпуса.