способ и устройство для отключения конечного положения привода исполнительной арматуры

Формула изобретения

1. Способ отключения конечного положения привода исполнительной арматуры, причем привод отключают, когда изменяемая им величина достигнет предельного значения, отличающийся тем, что изменяемой величиной является усилие, действующее приводом на исполнительную арматуру.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что предельное значение усилия выбирают, например, в диапазоне возрастающего усилия так, что привод отключается, прежде чем будет достигнут максимально допустимый крутящий момент привода.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что привод отключают путевым конечным выключателем, настроенным так, что он отключает привод при возрастании усилия.

4. Устройство для отключения конечного положения привода исполнительной арматуры, в частности, для осуществления способа по одному из пп.1-3, отличающееся тем, что путевой конечный выключатель настроен так, что отключение привода происходит в зависимости от усилия, действующего приводом на исполнительную арматуру.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу отключения конечного положения привода исполнительной арматуры, причем привод отключают, когда изменяемая им величина достигнет предельного значения. Изобретение относится также к устройству для отключения конечного положения привода исполнительной арматуры, в частности для осуществления способа, причем на приводе или на исполнительной арматуре или на соответствующей им детали установлен путевой конечный выключатель.

В контуре охлаждения электростанции, в частности АЭС, имеется многочисленная исполнительная арматура. Эта исполнительная арматура часто снабжена электроприводом. Она может быть оснащена также гидроприводом.

При закрывании такой исполнительной арматуры важно, чтобы усилие закрывания как можно меньше отличалось от своего заданного значения. Это обеспечивает оптимальную функциональную способность арматуры.

Известно поэтому отключение конечного положения. При этом привод исполнительной арматуры отключают в тот момент времени, когда арматура как можно лучше закрыта. С одной стороны, арматура должна быть полностью закрыта, а, с другой стороны, привод не должен слишком сильно прижимать клапанную тарелку исполнительной арматуры к ее седлу во избежание повреждений.

До сих пор известны два варианта отключения конечного положения. У первого варианта в качестве изменяемой приводом величины используют крутящий момент на вращающихся составных частях привода и/или исполнительной арматуры. Как правило, посредством выключателя крутящего момента учитывают крутящий момент подпружиненного червячного вала, являющегося компонентом редуктора, соединяющего привод с исполнительной арматурой. Отключающий крутящий момент соответствует необходимому для надежной функции закрывания усилию ходового винта, включая дополнительные предохранительные усилия, причем в основу этого усилия ходового винта заложен определенный обычный коэффициент трения между маточной гайкой и ходовым винтом.

В случае если трение между подвижными деталями, например между маточной гайкой и ходовым винтом, ниже ожидаемого, при зависимом от крутящего момента отключении может произойти то, что на исполнительную арматуру будет действовать слишком высокое усилие. Это может привести к повреждениям.

У второго варианта отключения конечного положения движение ходового винта или, как правило, приводного вала привода учитывают посредством путевого конечного выключателя, часто установленного в коммутационно-сигнальном блоке привода.

Вследствие неточной юстировки путевого конечного выключателя при этом может произойти то, что привод отключится, прежде чем полностью закроется исполнительная арматура.

В основе изобретения лежит задача создания способа и устройства, которые обеспечивали бы надежное отключение конечного положения привода исполнительной арматуры. При этом равным образом должно быть обеспечено, чтобы, с одной стороны, исполнительная арматура всегда полностью закрывалась, и чтобы, с другой стороны, даже при малом трении между отдельными подвижными деталями не могли возникнуть повреждения из-за слишком сильного прижатия клапанной тарелки к ее седлу.

Названная первой задача решается за счет того, что изменяемой величиной является усилие, действующее приводом на исполнительную арматуру.

Этим достигается то преимущество, что исполнительная арматура всегда надежно закрывается и не может быть повреждена в результате слишком длительной эксплуатации привода.

Предельное значение усилия выбирают, например, в диапазоне возрастающего усилия так, что привод отключается, прежде чем будет достигнут максимально допустимый крутящий момент привода. За счет того, что предельное значение выбирают в диапазоне возрастающего усилия, гарантировано, что исполнительная арматура всегда надежно закрывается. Пока усилие не возрастает, исполнительная арматура может быть еще приоткрыта.

С тем чтобы для определенного типа исполнительной арматуры установить момент начала возрастания усилия, можно при испытании во время процесса закрывания измерить усилие, например, с помощью датчика усилия и/или тензометра. Они могут быть установлены на ходовом винте исполнительной арматуры, а также на других подвижных деталях привода или исполнительной арматуры или редуктора, соединяющего их обоих. Подходящим местом является подпружиненный червячный вал редуктора. Момент времени можно определить аналитически.

Например, привод отключают путевым конечным выключателем, настроенным так, что он отключает привод при возрастании усилия. При этом следует оптимизировать настройку путевого конечного выключателя путем опытных измерений.

Например, привод отключают в промежуток времени между обоими моментами времени, которые на чертеже ограничивают заштрихованную область.

Задача создания подходящего устройства решается, согласно изобретению, за счет того, что путевой конечный выключатель настроен так, что отключение привода происходит в зависимости от усилия, действующего приводом на исполнительную арматуру. Привод выключают, например, когда усилие на часть привода, исполнительной арматуры или соответствующей детали превысит заданное значение.

Благодаря способу и устройству, согласно изобретению, достигается, в частности, то преимущество, что в процессе закрывания исполнительной арматуры ее привод не отключается ни слишком рано, ни слишком поздно. Исполнительная арматура не может неполностью закрыться, и не могут возникнуть повреждения из-за слишком сильного прижатия тарелки арматуры к ее седлу.

Принцип работы устройства, согласно изобретению, а также осуществление способа, согласно изобретению, более подробно поясняются с помощью чертежа.

На чертеже изображена типичная характеристика эффективной мощности в процессе отключения исполнительной арматуры, оборудованной электроприводом. Эффективная мощность коррелирована при этом с действующим в исполнительной арматуре усилием. Следовательно, вместо усилия всегда можно рассматривать также эффективную мощность. На ординате нанесена эффективная мощность Р, а на абсциссе нанесено время t, прошедшее с начала процесса закрывания. С первого момента времени l, если привод продолжает работать, возрастает эффективная мощность и, тем самым, усилие.

До сих пор привод отключали либо в зависимости от пути, либо в зависимости от крутящего момента.

Зависимое от пути отключение посредством путевого конечного выключателя происходит всегда в течение промежутка времени, в который эффективная мощность непостоянна, например в момент времени 2. При этом, однако, нельзя исключать того, что после отключения привода исполнительная арматура еще неполностью закрыта.

Зависимое от крутящего момента отключение действует только при высокой эффективной мощности или высоком усилии. Лишь после закрывания арматуры крутящий момент заметно уменьшается. В этот момент времени, например момент 3, тарелка арматуры может быть, однако, настолько плотно прижата к своему седлу, что нельзя не исключать последующих повреждений.

У способа и устройства, согласно изобретению, работают с путевым конечным выключателем, который, однако, сознательно используют так, что, когда он срабатывает, усилие на тарелку арматуры и, тем самым, эффективная мощность уже немного возросли. Подходящим моментом времени является момент 4. Можно, однако, выбрать произвольный момент времени между моментами 4 и 5. Подходящий момент времени может быть определен серией испытаний исполнительной арматуры. Например, ходовой винт арматуры можно перемещать вручную, пока не будет чувствоваться сопротивление. В этом случае достигнуто положение, соответствующее моменту времени 1. Для путевого конечного выключателя выбирают тогда место, которое определяют путем вращения ходового винта немного дальше. Это место соответствует моменту времени между моментами 4 и 5.

Таким образом, гарантировано, что исполнительная арматура всегда надежно закрывается, но, с другой стороны, не могут возникнуть повреждения.