способ управления исполнительными устройствами в системах автоматики на трубопроводах

Формула изобретения

Способ управления исполнительными устройствами в системах автоматики на трубопроводах, включающий использование исполнительных устройств (механизмов) со вспомогательным управлением с магнитомеханическим приводом, в котором закрытие исполнительного устройства выполняют с помощью взаимодействия одноименными полюсами постоянных магнитов: внутреннего, кинематически связанного с управляющим органом, и внешнего, отличающийся тем, что с помощью энергии давления флюида в трубопроводе при перемещении внешнего магнита в положение, в котором отталкивающая сила его взаимодействия с внутренним магнитом будет меньше силы, противоположно действующей на вспомогательный управляющий орган за счет давления флюида, выполняют открытие исполнительного устройства, или при кинематической связи внутреннего магнита с вспомогательным управляющим органом через рычаг выполняют закрытие исполнительного устройства.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области арматуростроения, преимущественно к исполнительным механизмам - клапанам, вентилям со вспомогательным управлением в системах автоматики на трубопроводах.

Известен способ управления клапанами (вентилями) с помощью электромагнитного привода (RU 2081364 С1, 10.06.1997).

Недостатком данного способа является то, что использование в электромагнитном приводе электрической энергии создает при эксплуатации повышенную опасность для человека и может вызвать возгорание (пожар).

Известно устройство - регулирующий клапан, в котором описывается способ управления исполнительными устройствами, включающий использование исполнительных устройств (механизмов) со вспомогательным управлением с магнитомеханическим приводом, в котором закрытие исполнительного устройства выполняют с помощью взаимодействия одноименными полюсами постоянных магнитов: внутреннего, кинематически связанного с управляющим органом, и внешнего (GB 1444393 А, 28.07.1976).

Недостатком известного способа является то, что применяемый в нем магнитомеханический привод требует при выполнении управляющих команд на открытие или закрытие клапана менять положение полюсов постоянных магнитов, и обе команды выполняются за счет приложения внешней (механической) энергии.

Задачей изобретения является упрощение процесса управления и сокращение энергозатрат на его выполнение в исполнительных устройствах с магнитомеханическим приводом в системах автоматики на трубопроводах.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе управления исполнительными устройствами в системах автоматики на трубопроводах, включающем использование исполнительных устройств (механизмов) со вспомогательным управлением с магнитомеханическим приводом, в котором закрытие исполнительного устройства выполняют с помощью взаимодействия одноименными полюсами постоянных магнитов: внутреннего, кинематически связанного с управляющим органом, и внешнего, с помощью энергии давления флюида в трубопроводе при перемещении внешнего магнита в положение, в котором отталкивающая сила его взаимодействия с внутренним магнитом будет меньше силы, противоположно действующей на вспомогательный управляющий орган, за счет давления флюида выполняют открытие исполнительного устройства или при кинематической связи внутреннего магнита с вспомогательным управляющим органом через рычаг выполняют закрытие исполнительного устройства.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена конструктивная схема исполнительного устройства - бессальникового клапана, которым можно управлять предлагаемым способом; на фиг.2 изображена конструктивная схема одного из возможных устройств управляющего органа в исполнительном механизме с магнитомеханическим приводом.

Клапан содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, седло 4 которого перекрывается запорным органом 5, подвешенным на мембране 6 и прижимаемым к седлу пружиной 7.

Надмембранная полость Б соединена с выходной полостью В через трубопровод 8, управляющей орган 9 и трубопровод 10, а с входной полостью А - через трубопровод 11. Разгрузочное отверстие 12 управляющего органа 9 перекрывается затвором 13, кинематически связанного с постоянным подвижным супер-магнитом 14, который своим магнитным полем может взаимодействовать с постоянным супер-магнитом 15. Для необходимого взаимодействия этих магнитов корпус управляющего клапана 9 изготавливается из материала диамагнетика или парамагнетика (например латуни, алюминия, пластмассы). Величина воздушного (рабочего) зазора, а также толщина перегородки корпуса управляющего клапана 9, разделяющие эти магниты, устанавливаются из расчета их максимально возможного взаимодействия магнитными полями.

В положени «а» внешний магнит 15 взаимодействует своим магнитным полем с одноименным полюсом внутреннего магнита 14 и под действием отталкивающей силы прижимает затвор 13 к разгрузочному отверстию 12 и перекрывает его.

Так как эффективная площадь над запорным органом 5 и мембраной 6 больше площади под мембраной 6, а давление в надмембранной полости Б и входной полости А равно, то запорный орган 5 под действием разности сил, действующих на него, и усилием пружины 7 перекрывает седло 4 основного прохода. Клапан закрыт.

При перемещении внешнего магнита 15 по горизонтали в положение «б» или с помощью рычага в положение «в», а также в иное другое положение, в котором отталкивающая сила одноименных полюсов этих магнитов будет существенно меньше силы, противоположно действующей на затвор 13 за счет давления флюида, в надмембранной полости Б. В результате разгрузочное отверстие 12 откроется.

Так как диаметр разгрузочного отверстия 12 больше загрузочного в трубопроводе 11, то заполнение надмембранной полости Б происходит значительно медленнее, чем сброс среды из нее, в результате чего давление в ней падает, и под действием разности давлений в надмембранной полости Б и входной полости А запорный орган 5 открывает проход в седле 4 корпуса 1. Клапан открыт.

Для закрытия клапана магнит 15 возвращают в положение «а». Управляющий орган 9 при кинематической связи затвора 13 с магнитом 14 через рычаг (фиг.2) в положении «а» внешнего магнита 15 будет удерживать клапан в открытом состоянии, а при смещении его в положение «б» - в закрытом состоянии.

Соединение управляющего органа 9 трубопроводами 8 и 10 с корпусом 1 исполнительного устройства делает возможным дистанционное управление им.

Также возможен вариант способа управления, когда управляющий орган 9 соединен с полостями Б и В каналами в корпусе 1, то есть управляющий орган вмонтирован (расположен) в корпусе исполнительного устройства.

Применение предлагаемого способа управления исполнительными устройствами позволяет повысить безопасность эксплуатации систем автоматики на трубопроводах.