Однооборотные электроприводы

Однооборотные взрывозащищенные электроприводы с двухсторонней муфтой ограничения крутящего момента с маркировкой взрывозащиты 1ЕхdIIBТ4 (тип присоединения к арматуре – по ISO 5211), применяются для управления трубопроводной запорной арматурой в химической, нефтяной, газовой, энергетической отраслях промышленности.

Взрывозащищенные электроприводы могут устанавливаться во взрывоопасных зонах класса IIВ по ГОСТ Р 51330.0-99 в помещениях, на открытом воздухе под навесом в соответствии с ПУЭ гл. 7.3 для оборудования с маркировкой взрывозащиты 1ExdIIВТ4.

НАЗНАЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Маркировка взрывозащиты электроприводов - 1ExdIIВT4 по ГОСТ Р 51330.0-99, где:

1 – взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты;

Ex – показатель взрывобезопасности;

dIIB - взрывозащищенное электрооборудование для внутренней и наружной установки для потенциально взрывоопасных сред (кроме подземных выработок шахт), cо взрывонепроницаемой оболочкой d и нормируемыми размерами взрывонепроницаемых щелей между сопрягаемыми поверхностями деталей корпуса электропривода;разрешенные газовые среды для работы взрывозащищенных электроприводов - по ГОСТ Р 51330.1-99.

Т4 – максимальная эксплуатационная температура поверхности корпуса электродвигателя.

Электроприводы предназначены для дистанционного и местного управления запорной арматурой.

Установочное положение электроприводов – любое, кроме положения клеммной коробкой вниз.

Электроприводы рассчитаны для работы в повторно-кратковременном режиме S2 по ГОСТ 183-74 с продолжительностью включения 15 мин., с частотой включений – до 60 раз в час, для работы в режиме автоматического регулирования – до 600 включений в час (в режиме S4 по ГОСТ 183-74).

Питание электродвигателей осуществляется от трехфазной сети переменного тока, напряжением 380 В и частотой 50 Гц.

Электроприводы позволяют осуществлять:

• закрытие и открытие затвора арматуры с диспетчерского пульта управления;
  
• ручное управление затвором арматуры с помощью маховика ручного дублера при отсутствии электропитания;
  
• остановку затвора арматуры в любом промежуточном положении нажатием кнопки «Стоп» с диспетчерского пульта управления;
  
• автоматическое отключение электродвигателя двухсторонней муфтой ограничения крутящего момента при достижении заданного крутящего момента на выходном валу в положениях ЗАКРЫТО, ОТКРЫТО или при аварийной остановке подвижных частей в процессе хода на закрытие или открытие;
  
• сигнализацию на диспетчерском пульте управления крайних положений затвора арматуры и при срабатывании двухсторонней муфты ограничения крутящего момента;

• автоматическое отключение электродвигателя конечными микровыключателями электропривода при достижении затвором арматуры установленного угла поворота;
• электроприводы имеют два регулируемых механических упорных болта, задающих угол поворота выходного вала 90° ± 10°. Угол поворота может быть увеличен до 300° (под заказ);
• указание крайних и промежуточных положений затвора арматуры на шкале местного индикатора положения;
• дистанционное указание степени открытия затвора арматуры на пульте управления;
• возможность регулировки крутящего момента в пределах от 60 до 100 % от максимального значения;
• защиту электродвигателя от перегрева;
• включение в состав системы АСУ ТП, используя промежуточные микровыключатели электропривода.

Обеспечение средств взрывозащиты

Взрывозащищенность электропривода достигается за счет:

• заключения всех токоведущих частей электропривода во взрывонепроницаемую оболочку высокой механической прочности согласно ГОСТ Р 51330.1-99;
  
• обеспечения требований по минимальным путям утечки тока и электрическим зазорам в клеммной коробке электропривода и микропереключателях, нормируемых ГОСТ Р 51330.11-99;
  
• герметизации ввода кабелей взрывозащищенного исполнения (типа КСРБГ или КВРГ) согласно ГОСТ Р 51330.1-99 п. 9.3 и ГОСТ Р 51330.13-99 п. 10.3.2;
  
• применения щелевой взрывозащиты в местах сопряжения деталей и узлов взрывонепроницаемой оболочки электропривода согласно ГОСТ Р 51330.1-99.

Структура условного обозначения однооборотного  взрывозащищенного  электропривода

ОФ В - 320/15 - У1 ТУ 3791 - 001 - 96569271 - 2006
  1   2     3     4     5                         6           

1 – Однооборотный фланцевый

2 –Тип исполнения:    
В – взрывозащищенного исполнения в соответствии с 1ExdIIВT4

3 – Максимальный крутящий момент на выходном валу, Н·м

4 – Время поворота выходного  вала на 90^о, с.

5 – Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 (У1, УХЛ1, Т1)

6 – Технические условия на электроприводы

Условия эксплуатации электропривода

Климатическое исполнение  по ГОСТ Р 15150.
 
Рабочий диапазон температур:
от - 30 ºС до + 70 ºС. (У1)
от - 40 ºС до + 60 ºС. (У1)
от - 60 ºС до + 60 ºС. (УХЛ1)
от - 10 ºС до + 65 ºС. (T1)
 
Возможные места установки :
стационарные установки в помещениях  и на открытом воздухе, под навесом.

Относительная влажность (верхнее значение) – 100 % при 25 ºС.

Степень защиты корпуса  по ГОСТ 14254 – IP 65.

 Таблица 1. Основные технические данные электроприводов ОФВ

 * Вес соответствует базовой модели и может быть больше в зависимости от типа электропривода.

Изоляция обмотки электродвигателей по классу F.

 Рис. 1. Электропривод ОФВ

УСТРОЙСТВО И РАБОТАЭЛЕКТРОПРИВОДА ТИПА ОФВ

Электропривод состоит из следующих узлов и деталей (рис.1): электродвигателя(1), взрывозащищеннной клеммной коробки(20-22), силового редуктора, в составкоторого входит: червячный редуктор(11,16), червячный редуктор маховикаручного дублера (14,18) и автоматическаямуфта сцепления с планетарной передачей(17), двухсторонней муфты ограничениякрутящего момента (моментной муфты)(4), ограничителя хода выходного вала (5),индикатора положения затвораарматуры(7), выходного вала (15), механическихупоров открытия и закрытия (9,10) икорпусных деталей. Для герметизации внутренних полостейэлектроприводов в местах неподвижныхи подвижных соединений деталейустановлены уплотнительные элементы.

Работа электропривода приручном управлении

Вращение от маховика ручного дублерачерез червячную передачу (14,18) имуфту сцепления (17) передается навыходной вал (15).Переход электропривода из режимаручного управления на управление от электродвигателя выполняетсяполностью автоматически при включенииэлектродвигателя.

Работа электропривода отэлектродвигателя

Вращение электродвигателя (1) черезпрямозубую цилиндрическую шестерню(2) передается на червячный редуктор (11,16), который соединен через планетарнуюпередачу с муфтой сцепления (17).Вращение муфты сцепления обеспечиваетвращательное движение выходноговала (15). Выходной вал электроприводамеханически связан с индикаторомположения затвора арматуры (7) иограничителем хода выходного вала (5),что позволяет автоматически отключатьэлектродвигатель электропривода придостижении заданных параметров.

Работа ограничителя хода выходного вала

Ограничитель хода выходного вала (5)механически связан с выходным валом(15). При достижении ограничителемхода выходного вала заданныхпараметров микровыключатели (49 и 51)(рис.2) отключают катушки магнитныхпускателей, тем самым отключаяэлектропитание электродвигателя.

Рис. 2 Индикатор положения затвора арматуры

40   Диск индикатора положения затвора

41   Шестеренчатый сектор

42   Шестерня

43   Потенциометр

44   Кулачок

45   Опора ограничителя хода выходного вала

46    Вал ограничителя хода

47   Указатель

48    Пластина

49    Конечный микровыключатель открытия 1КВО

50    Промежуточный микровыключатель открытия 2КВО

51   Конечный микровыключатель закрытия  1КВЗ

52    Промежуточный микровыключатель закрытия 2КВЗ

Работа индикатора положениязатвора арматуры

Индикатор положения затвора арматуры (40,47) (рис. 2) механическисвязан с валом ограничителя ходавыходного вала. После настройки,указания индикатора соответствуютопределенны мположениям затвораарматуры независимо от режимаработы электропривода – ручного илиэлектрического.

Работа двухсторонней муфтыограничения крутящего момента(моментной муфты)

При достижении предварительноустановленной величины крутящегомомента в положении ЗАКРЫТО илиОТКРЫТО, либо в случае аварийногозаклинивания штока затвора арматурыв промежуточном положении, выходнойвал (15) (рис.1) с червячным колесом(16) останавливается, а червячный вал(11), ввинчиваясь в венец червячногоколеса (16), вследствие продолжающегосявращения ротора электродвигателя,начинает перемещаться в осевомнаправлении, сжимая тарельчатыепружины (12). Величина сжатиятарельчатых пружин определенанастроенным крутящим моментоммоментной муфты. Поступательноедвижение червячного вала (11) приводитк вращению вала моментной муфты (34)(рис.3). Кулачки (32), расположенные навалу моментной муфты, нажимают кнопкимуфтовых микровыключателей (30, 31),размыкая цепь управления питаниемэлектродвигателя электропривода.

 30  Муфтовый микровыключатель открытия

31   Муфтовый микровыключатель  закрытия

32   Кулачки

33   Опора моментной муфты

34   Вал

35   Шестерня моментной муфты

Механические упоры

Механические упоры (9,10) (рис. 1)применяются для первоначальнойнастройки конечных положений затвораарматуры ОТКРЫТО и ЗАКРЫТОпри ручном управлении. Они также являются аварийной защитой, вслучае отказа конечных и муфтовыхмикровыключателей, электродвигательотключится блоком тепловой защитыБТ (рис. 4)

Рис.4. Принципиальная электрическая схема подключения электропривода ОФВ

 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМАУПРАВЛЕНИЯ (рис.4)

Для управления электроприводомОФВ применяется электрическаясхема, приведенная на рис.4. Придостижении затвором арматурыконечных положений ОТКРЫТОили ЗАКРЫТО, срабатываютконцевые микровыключатели1КВО или 1КВЗ, отключая питаниеэлектродвигателя. При превышенииустановленного крутящего моментапри открытии или закрытии затвораарматуры, срабатывают муфтовыемикровыключатели 1ВМО и 1ВМЗ,отключая питание электродвигателя.Муфтовые микровыключатели1ВМО и 1ВМЗ после срабатываниявозвращаются в первоначальноеположение при вращении вала вобратную сторону. Электроприводы серии ОФВснабжены внутренним нагревательнымсопротивлением Н (на 220 В) длязащиты внутренних элементов отконденсата.

 Условные обозначения схемы управления электроприводом

Рекомендуемая схема подключения блока дистанционного управления БУЭП к электроприводу во взрывозащищенном исполнении.

Рис. 5.  Блок-схема подключения БУЭП к электроприводу

 НАСТРОЙКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Порядок настройки базовых элементов электропривода

• Установить электропривод на запорную арматуру.
• Заземлить корпус электропривода.
• Вращая маховик ручного дублера определить крайние положения затвора арматуры и произвести настройку ограничителя хода выходного вала, индикатора положения затвора арматуры и потенциометра.
• В ручном режиме работы установить затвор арматуры в промежуточное положение.
• Подключить кабель электропитания, управления и индикации.
• Проверить направление вращения выходного вала в режиме работы от электродвигателя (по местному индикатору положения затвора арматуры): включить электропитание и нажать кнопку дистанционного пульта «Открыть» для открытия затвора запорной арматуры. Если направление вращения правильное, затвор арматуры должен начать  открываться. Если же затвор арматуры начинает закрываться, немедленно остановить движение. Неправильное направление вращения выходного вала может привести к серьезному повреждению электропривода в случае заклинивания затвора.

 Установка режимов работыэлектропривода

Ручной режим не требует установки.Вращая маховик ручного дублераустанавливаем нужное положениезатвора арматуры. Ограничениехода выходного вала происходит помеханическим упорам (9, 10) (рис. 1).Переход электропривода из режимаручного управления на управлениеот электродвигателя выполняетсяполностью автоматически привключении электродвигателя.

 Настройка двухсторонней муфты ограничения крутящего момента (моментной муфты) (рис. 3)

Не превышайте значения установленного крутящего момента, не проконсультировавшись предварительно со специалистами завода - изготовителя. Перенастройка двухсторонней муфты ограничения крутящего момента во время работы электропривода категорически запрещается.

Последовательность настройки моментной муфты:

• Перевести затвор в промежуточное положение;
  
• Снять переднюю крышку (3) (рис.1);
  
• Для направлений открытия или закрытия: ослабить винты (А) (рис. 3) и повернуть кулачок (32), соответствующий нужному микровыключателю. Для муфтового микровыключателя открытия (30): поворот кулачка по часовой стрелке - соответствует увеличению усилия, а для муфтового микровыключателя закрытия (31) увеличение усилия соответствует повороту кулачка против часовой стрелки;
• Затянуть винт (А).
  
• Установить крышку (3), соблюдая необходимые требования по монтажу элементов, обеспечивающих взрывозащищенность оболочки;
  
• В режиме работы от электродвигателя убедиться в обеспечении плотного закрытия затвора арматуры.

 Настройка ограничителя хода  выходного вала (рис. 2)

Ограничитель хода выходного вала имеет 4 микровыключателя. Два микровыключателя 1КВО и 1КВЗ (49,51) (рис.2) служат в качестве конечных, а микровыключатели 2КВО и 2КВЗ (50,52) могут быть настроены на любые промежуточные положения.

Настройка выполняется следующим образом:

• Отключить электропитаниеэлектропривода;
• Снять крышку (3) (рис.1);
• Механизм потенциометра (43)(рис. 2) должен быть расцеплен -снять шестерню (42);
• Вращая маховик ручного дублераперевести затвор арматуры вположение ЗАКРЫТО;
• Ослабить винты (В) (рис. 2)кулачка напротив конечногомикровыключателя 1КВЗ (51) (рис. 2);
• Вращая кулачок по часовой стрелкедобиться такого положения, прикотором 1КВЗ (51) разомкнется,отключит электропитаниемагнитного пускателя ЗАКРЫТОи включит сигнальную лампуЗАКРЫТО;
• Затянуть винты (В);
• Произвести соответствующуюнастройку диска индикатораположения затвора (40);
  
• Ручным управлением перевестизатвор в положение ОТКРЫТО;
• Ослабить винты (В)кулачка напротив конечногомикровыключателя 1КВО (49) (рис.2);
• Вращая кулачок против часовой стрелки, добиться такого положения кулачка, при котором1КВО (49) разомкнется, отключитэлектропитание магнитногопускателя ОТКРЫТО и включитсигнальную лампу ОТКРЫТО;
• Затянуть винты (В);

Настройка 2КВЗ и 2КВО (52, 50) (рис.2)производится аналогичным способом.

• Установить шестерню (42) (рис.2);
• Установить крышку (3),соблюдая необходимыетребования по монтажуэлементов, обеспечивающихвзрывозащищенность оболочки;
• После настройки, подключитьэлектропитание электропривода ипроизвести 1-2 контрольных пуска.

Настройка индикатора положения затвора арматуры (рис. 2)

На электроприводах типа ОФВустановлен механический индикаторположения затвора арматуры(40, 47), а также потенциометр (43) длядистанционной индикации.

Настройка производится следующимобразом:

• Снять крышку (3) (рис.1), перевестизатвор арматуры при помощимаховика в положение ЗАКРЫТО;
• Ослабить винт (А) (рис.2) дискаиндикатора. Повернуть диск вположение, в котором указательпоказывает на «CLOSE»;
• Затянуть винт (А);
• Установить переднюю крышку (3) (рис. 1), соблюдая необходимые требования по монтажу элементов, обеспечивающих взрывозащищенность оболочки.

 Настройка потенциометра

В случае необходимости настройки потенциометра (43) (Рис. 2):

• снять крышку (3) (рис.1), отсоединить шестерню (42) (рис.2);
• при помощи маховика установить затвор арматуры в положение ЗАКРЫТО;
• вращая вал потенциометра, добиться показания на измеряемых клеммах 1 и 2 величины сопротивления 10 ÷ 20 Ом;
• установить шестерню (42) на вал потенциометра;
• установить крышку (3) (рис.1), соблюдая необходимые требования по монтажу элементов, обеспечивающих взрывозащищенность оболочки.

 Подсоединения кабелей

• Ex-вводы сигнального и силового кабелей в полость взрывозащищенной клеммной коробки осуществляются через два отверстия, герметизируются с помощью резиновых пробок и уплотняются шайбами с прижимными гайками. Данные уплотнения обеспечивают взрывобезопасность электропривода.
• В полости взрывозащищенной клеммной коробки электропривода находятся соединительная колодка (Рис. 6) с клеммами, промаркированными цифрами и буквами.

Подсоединение проводов к клеммной колодке осуществляется согласно ГОСТ Р 51330.0-99 Подсоединение кабелей может осуществляться U-образно загнутыми концами одножильных проводов или с помощью кабельных наконечников.

• Все жилы кабеля в клеммной коробке следует защитить от контактов с металлическими поверхностями. Не должно быть оголенных от изоляции и поврежденных участков проводов.
  
• Применяемые кабели взрывозащищенного исполнения (типа КСРБГ или КВРГ) должны иметь надежное заземление в соответствии с ГОСТ 21130.
  
• После подключения силовых и сигнальных кабелей установить крышку клеммной коробки,соблюдая необходимые требования по монтажу элементов, обеспечивающих взрывозащищенность оболочки.

Рис. 6. Взрывозащищенная клеммная коробка

 При эксплуатации и монтаже электропривода следует обращать особое внимание на протяжку наружных поверхностей, обозначенных на Рис. 7 словом “Взрыв”.

Рис. 7. Указание поверхностей, обеспечивающих взрывонепроницаемость оболочки