Моторизованные клапана

Моторизованный клапан, наряду с клапаном соленоидным, представляет собой разновидность трубопроводных запорных/перепускных клапанов с электрифицированным дистанционным управлением, которое технически реализуется посредством пилотного электромеханического привода («пилота») для штока или шпинделя клапанного затвора. Принципиальное различие электромеханических приводов соленоидного и моторизованного клапанов заключается в том, что в первом варианте с помощью сердечника соленоидной катушки штоку клапана придается прямолинейно-поступательное движение, а во втором («моторизованном») – с помощью электромагнитной катушки (электродвигателя) и механического редуктора поворотному шпинделю клапана придается вращательное (ротационный тип) или вращательно-поступательное движение (линейный тип).

Внедрение в трубопроводных системах промышленного, хозяйственного и бытового назначения моторизованных и соленоидных клапанов, наряду с другими образцами электрифицированной трубопроводной арматуры и оборудования, позволяет максимально широко реализовать принципы дистанционного и автономного программируемого (компьютерного) управления режимами их работы. Благодаря чему достигаются: значительный экономический эффект, более высокие уровни функциональности и безопасности в работе трубопроводных систем, экономия рабочего (на производстве) и личного (в бытовых условиях) времени.

Конструкционные разновидности моторизованных клапанов

По конструкции привода затвора моторизованные клапаны могут быть:

• ротационные – фактически представляют собой классический шаровой или картриджный запорный (перепускной, смесительный) кран, в котором управление поворотом шарового (картриджного) затвора осуществляется с помощью пилотного электромагнитного привода;
• линейные – фактически представляют собой классический вентильный клапан седельного или мембранного типа с поворотно-поступательным шпинделем, вращение которого осуществляется электроприводом с механическим редуктором.

По характеру переключения сред моторизованные клапаны (как их ручные аналоги) бывают:

• двухходовые, или односедельные – имеют только один перепускной канал, работают по принципу отпирания и запирания потока среды (вкл/выкл);
• трехходовые, или двух-седельные – имеют три подводящих патрубка (два впускных, один выпускной, или наоборот, один впускной, два выпускных), могут быть как смесительного типа (для смешения двух сред), так и перепускного типа (для переключения потока среды между двух выходных каналов).

Материалы, из которых изготовляются корпусные детали и клапанные механизмы моторизованных клапанов, должны соответствовать химическому составу и термодинамическим характеристикам рабочих сред. Как правило, в их конструкции применяются исключительно коррозионностойкие материалы: ковкий чугун (для корпусных деталей), нержавеющая сталь, бронза, латунь, фторопласт (седла клапанов и шаровых затворов).

Преимущества и недостатки моторизованных клапанов

Преимущества моторизованных запорных, смесительных и перепускных клапанов в сравнении с их ручными аналогами – неоспоримы. Поскольку они позволяют перейти на совершенно иные уровни (дистанционного, автономного, программного) управления работоспособностью и безопасностью трубопроводных систем. Более корректным выглядит их сравнение с их «электрифицированными» собратьями – соленоидными клапанами. В сравнении с которыми они обладают неоспоримыми преимуществами:

1. Усилие электромеханического привода значительно превосходит усилие соленоидных катушек, что позволяет их применять на магистральных и промышленных трубопроводах с большими проходными сечениями, с более высокими параметрами по рабочему давлению.
2. Моторизованные клапаны характеризуются плавностью открывания и закрывания, благодаря чему предотвращают возникновение гидроударов в системе.
3. В приводах моторизованных клапанов появляется возможность управления не только двухточечным или трехточечным, но и пропорциональным сигналом, что позволяет реализовать управляемое пропорциональное смешение рабочих сред.
4. Моторизованные клапана сохраняют возможность для ручного управления, что очень важно для условий энергонезависимых (аварийных) режимов работы.

В то же время моторизованные клапаны имеют и существенный недостаток – сравнительно большое время открывания и закрывания, вследствие чего не могут применятся в условиях, где необходимо обеспечить короткое время реакции. Кроме того, к общим недостаткам электроприводных трубопроводных клапанов следует отнести:

• энергозависимость – могут применяться только на электрифицированных объектах; на ответственных или аварийно-опасных системах необходима организация дублирующего (аварийного) электропитания;
• повышенные требования к электротехнической безопасности – как сами электроприводы, так и управляющая аппаратура, питающая электропроводка требуют высокой степени защиты (герметичности) по IP, что существенно удорожает технику.

Выбор и подбор моторизованного клапана

Главнейшими параметрами подбора моторизованного клапана являются:

1. для какой рабочей среды предназначен (вода, воздух, пар и т.д.);
2. рабочее давление в системе, МПа (Bar);
3. требуемая пропускная способность: куб.м/час для воздуха, пара и других газов, кг/час для жидких сред.

Исходя из известных значений параметров 2 и 3, по специальным графикам подбора определяется параметр 4 - номинальный размер проходного сечения клапана DN (мм).

Другие важные параметры подбора моторизованного клапана:

5. максимальная и минимальная рабочая температура, град. С;
6. динамическое сопротивление для гидравлической или газообразной среды, МПа;
7. требуемая герметичность запирания (допустимая или недопустимая утечка среды через седло клапана);
8. материал изготовления корпуса и клапанного механизма, в соответствии с требованиями по прочности, термической и коррозионной стойкости;
9. условия подсоединения к трубопроводу: соединение фланцевое или резьбовое, их стандарты и размеры;
10. параметры электросети: постоянного или переменного тока, напряжение электротока, V;
11. уровень влаго- и пыле- защищенности привода по IP, его энергопотребление, Вт.

Моторизованные клапаны компании Yoshitake

Известная японская компания Yoshitake на отечественном рынке представляет достаточно широкий спектр моторизованных клапанов ротационного типа серии MD. Моторизованные клапана Yoshitake MD выполнены на основе двухходовых запорных и трехходовых смесительных (MD-35R) кранов с шаровым затвором, с пилотными ротационными электроприводами собственного производства.

Отличительными характеристиками моторизованных клапанов Yoshitake MD являются:

• влаго- и пылезащищенные герметизированные корпуса со степенью защиты IP-64, IP-65, допускающие их применение вне помещений;
• высокая точность и четкость в работе, положение затвора можно проверить по встроенной световой индикации откр/закр;
• плавное отпирание и запирание потока, которое предотвращает гидроудары;
• наличие ручного управления положением затвора;
• встроенные в привод обогреватели-осушители, которые предотвращают конденсацию росы внутри его корпуса;
• встроенная тепловая защита приводных двигателей, предотвращающая перегорание обмоток электромагнитных катушек;
• наличие вариантов под электропитание переменным током 110В/50Гц и 220В/50Гц.

Моторизованные клапаны Yoshitake MD предназначаются для работы:

• с горячей, холодной водой, сжатым воздухом при максимальной температуре до 80 град.С и рабочем давлении до 1 МПа (MD-35R, MD-36R, MD-53, MD-55, MD-61);
• с водяным паром, воздухом и водой при максимальной температуре до 160 град.С и рабочем давлении до 1 МПа (MD-54).

Корпуса клапанов изготовляются из латуни (MD-35R, MD-36R), ковкого чугуна (MD-55) и нержавеющей стали (MD-53, MD-54, MD-61). Клапана MD-35R, MD-36R, MD-53, MD-54 выпускаются в малых номинальных размерах DN 15А – 50А, с резьбовыми присоединительными патрубками, для бытового и промышленного применения. Аппараты MD-55, MD-61 выпускаются в средних и крупных номинальных размерах DN 65А – 150А, с присоединительными фланцами, для трубопроводных сетей промышленного назначения.