автоматизированный электропривод для запорной арматуры

Формула изобретения

Автоматизированный электропривод для запорной арматуры, содержащий электродвигатель, силовой коммутатор, запорный элемент, шпиндель, редуктор, блок индикации, таймер, блок диагностирования положений запорного элемента, выполненный в виде импульсного магнитно-индуктивного датчика, устройство управления, отличающийся тем, что снабжен преобразователем импульсного сигнала, вход которого подключен к выходу блока диагностирования положения запорного элемента, а выход подключен к первому входу устройства управления, также снабжен блоком санкционированного включения электропривода, вход которого подключен к первому выходу устройства управления, а первый и второй выходы подключены соответственно к выходу таймера и к выходу силового коммутатора, а также снабжен счетчиком включений электропривода, первый и второй входы которого подключены соответственно к третьему выходу силового коммутатора и к третьему выходу устройства управления, а выход подключен к третьему входу устройства управления.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться для управления запорной арматурой в различных отраслях промышленности.

Известен автоматизированный электропривод для запорной арматуры, который содержит электродвигатель, силовой коммутатор, запорный элемент, шпиндель, редуктор, блок индикации, таймер [1].

Недостатками указанного автоматизированного электропривода для запорной арматуры являются его низкое качество непрерывного диагностирования положения запорного элемента и ограниченные функциональные возможности.

Известен выбранный в качестве прототипа автоматизированный электропривод для запорной арматуры, который содержит электродвигатель, силовой коммутатор, запорный элемент, шпиндель, редуктор, блок индикации, таймер, блок диагностирования положения запорного элемента, выполненный в виде импульсного магнитно-индуктивного датчика, устройство управления [2].

Указанный автоматизированный электропривод не обеспечивает диагностирование положения неподвижного запорного элемента, а также имеет ограниченные функциональные возможности.

Задачей данного изобретения является повышение качества диагностирования положения запорного элемента в неподвижном положении и расширение функциональных возможностей автоматизированного электропривода.

Это достигается тем, что автоматизированный электропривод для запорной арматуры, содержащий электродвигатель, силовой коммутатор, запорный элемент, шпиндель, редуктор, блок индикации, таймер, блок диагностирования положения запорного элемента, выполненный в виде импульсного магнитно-индуктивного датчика, устройство управления, снабжен преобразователем импульсного сигнала, вход которого подключен к выходу блока диагностирования запорного элемента, а выход подключен к первому входу устройства управления, также снабжен блоком санкционированного включения электропривода, вход которого подключен к первому выходу устройства управления, а первый и второй выходы подключены соответственно к входу таймера и входу силового коммутатора, а также снабжен счетчиком включений электропривода, первый и второй входы которого подключены соответственно к третьему выходу силового коммутатора и к третьему выходу устройства управления, а выход подключен к третьему входу устройства управления.

На чертеже изображена блок схема предложенного автоматизированного электропривода для запорной арматуры.

Электродвигатель 1, например трехфазный асинхронный, через редуктор 2, например червячный, соединен с запорным элементом 4. Силовой коммутатор 5 может быть оснащен, например, контакторами, подающими питание на электродвигатель 1, обеспечивая его вращение в прямом и обратном направлениях. Блок 6 диагностирования положения запорного элемента может быть выполнен, например, на основе известного датчика типа «геркон», ротор 7 которого соединен со шпинделем 3, например, с помощью редуктора 8, а его статор 9 соединен с корпусом 10 запорной арматуры. Выход статора 9 подключен к входу преобразователя 14 импульсного сигнала, выход которого подключен к первому входу устройства 11 управления.

Устройство 11 управления может быть выполнено, например, на базе микропроцессора, оснащенного средствами выдачи команд на включение электропривода и средствами обращения к памяти и к программному обеспечению. В качестве таймера 12 может быть использовано известное электронное устройство, формулирующее временные метки необходимой дискретности. Блок 13 индикации может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов и светодиодов. Преобразователь 14 импульсных сигналов может быть выполнен, например, на базе известного цифроаналогового преобразователя (ЦАП). Блок 15 санкционированного включения электропривода может быть выполнен, например, по принципу известного шифр-замка с цифровой клавиатурой и может содержать, например, реле, которое при замыкании своих контактов выдает разрешение на включение электропривода. Счетчик 16 включений электропривода может быть выполнен на базе известных электронных счетных линеек с возможностью запоминания результатов.

Все электронные составные части электропривода могут монтироваться в одном общем корпусе, оснащенном узлом крепления к выступающей части шпинделя 3 и к корпусу запорной трубопроводной арматуры. Указанный общий корпус позволяет повысить уровень ремонтопригодности и оснащать средствами автоматизации различную запорную арматуру.

Предлагаемый автоматизированный электропривод для запорной арматуры работает следующим образом.

При вводе электропривода в эксплуатацию в память устройства 11 управления записывают данные, характеризующие параметры запорной арматуры:

- программные величины токового сигнала на выходе преобразователя 14 импульсного сигнала I_min в положении «З» (закрыто) и I_max в положении «О» (открыто);

- программный временной интервал изменения величины токового сигнала от I_min до I_max .

Программный временной интервал определяется с учетом возможного заклинивания и «заедания» запорной арматуры, например, при загустении смазки. В программе устройства 11 управления могут быть предусмотрены несколько включений электродвигателя 1 с целью преодоления заклинивания или «заедания».

Перед началом эксплуатации электропривода в память блока 15 санкционированного включения электропривода вводится заданный код.

Во время эксплуатации для запуска электропривода необходимо в блоке 15 санкционированного включения электропривода, например, с помощью клавиатуры набрать необходимый код. В случае его совпадения с заданным кодом в блоке 15, например, срабатывает реле, которое своими замкнувшимися контактами готовит цепи на входы силового коммутатора 5 и таймера 12.

Запуск электропривода осуществляется, например, нажатием на устройстве 11 управления кнопки перевода запорной арматуры в положении «О» из положения «З». При этом через замкнувшиеся контакты реле в блоке 15 выдается команда на срабатывание соответствующего контактора в силовом коммутаторе 5, на запуск таймера 12 и на срабатывание счетчика 16 включений электропривода. Электродвигатель 1 начинает вращаться, перемещает через редуктор 2 шпиндель 3 в заданном направлении. Блок 6 диагностирования положения запорного элемента выдает импульсы, которые в преобразователе 14 импульсного сигнала преобразуются в токовый сигнал. Устройство 11 управления по значению токового сигнала, равного программной величине I_max, в программное время, измеренное таймером 12, выдает команду на отключение электродвигателя 1, а также выдает на второй вход счетчика 16 включений электропривода указание зафиксировать нормальное завершение цикла работы электропривода.

В случае перевода запорной арматуры в положении «З» из положения «О» электропривод работает аналогичным образом, но при этом устройство 11 управления, получая токовый сигнал, вычитает его из программного значения I_max, и когда разность достигнет величины I_min, выдает команду на отключение электродвигателя 1 на документирование нормального цикла.

Запорный элемент 4 можно устанавливать в любое промежуточное положение между «З» и «О». С этой целью с устройства 11 управления выдается команда, например, перевести запорный элемент из положения «З» в положение «О - 50%». Электропривод в этом случае работает аналогичным образом. При этом устройство 11 управления выдаст команды на отключение электродвигателя 1 и на документирование, когда токовый сигнал на выходе преобразователя 14 импульсного сигнала достигнет величины, равной 0,5·(I _min-I_max).

В случае нарушения работоспособности запорной трубопроводной арматуры, например заклинивания или «заедания», а также при неисправностях в элементах электропривода, устройство 11 управления не получит в программный интервал времени токовый сигнал, заданной величины, с выхода преобразователя 14 импульсного сигнала, выдаст команду на отключение электродвигателя 1 и на документирование аварийного цикла.

Устройство 11 управления может записывать в своей памяти по завершении нормального цикла работы величину полученного токового сигнала, характеризующего положение запорного элемента, а также отображать на блоке 13 индикации эти и другие сведения, хранящиеся в его памяти.

Предложенный электропривод пригоден для использования в составе систем дистанционного управления и контроля (СДУК) запорной арматуры.

Преимущество предложенного автоматизированного электропривода для запорной арматуры в том, что он обеспечивает повышение качества диагностирования неподвижного запорного элемента за счет введения преобразователя импульсного сигнала, а также расширение функциональных возможностей электропривода за счет введения блока санкционированного включения электропривода и счетчика включений электропривода.

Источники информации

1. РФ, пат. 2005945 кл. F16K 31/04, опубл. 15.01.94 г.

2. РФ, пат. 2235934 кл. F16K 31/04, 37/00, опубл. 10.09.04 г. (прототип).