VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Основным назначением газовых клапанов c электромагнитным приводом является управление потоком природного газа. Они используются в системах газоснабжения, газогорелочных устройствах и на аналогичном газопотребляющем и газоиспользующем оборудовании в качестве запорно-регулирующего органа. Поломка газовых электромагнитных клапанов приводит к аварийным ситуациям, поэтому по надежности и безопасности к ним предъявляются жесткие требования.

Газовые электромагнитные клапаны могут быть установлены как снаружи, так и внутри здания. Для обеспечения безопасной эксплуатации при подключении сооружения к газовой сети следует предусматривать установку электромагнитных клапанов, перекрывающих поток газа при поступлении сигнала от датчика загазованности помещения и/или пожарного извещателя. Электромагнитные клапаны могут устанавливаться [1]

- один общий клапан на все здание,

- один клапан на подъезд,

- один клапан на этаж (площадку),

- индивидуальный клапан на каждую квартиру.

В помещениях сооружений, где устанавливается газоиспользующее оборудование, работающее в автоматическом режиме без постоянного присутствия обслуживающего персонала, следует оснащать системами контроля загазованности и обеспечения пожарной безопасности (датчик загазованности, пожарный извещатель и электромагнитный клапан) с автоматическим отключением подачи газа и выводом сигналов (кроме жилых зданий) на диспетчерский пункт или в помещение с постоянным присутствием персонала. [1]

Главной отличительной особенностью электромагнитного газового клапана является дистанционное управление, которое осуществляется при помощи подачи электрического тока на электропривод клапана. Благодаря этому на катушке создается магнитное поле. Под действием этого поля электромагнит втягивается в катушку, и тем самым задает направление движения затвору.

При отключении электропитания клапан приходит в исходное положение, которое определяется его конструкцией.

Во время эксплуатации клапан подвергается воздействию двух сил – с одной стороны это сила сопротивления возвратной пружине, а с другой – сила магнитного поля. Последняя регулируется силой электрического тока – чем сильнее электрический ток, тем выше сила, с помощью которой преодолевается воздействие пружины. Таким образом, с помощью регулировки подачи тока можно регулировать степень открытия или закрытия электромагнитного газового клапана, а, следовательно, и подачу рабочей среды.

К достоинствам газовых электромагнитных клапанов относят высокую скорость открытия потока или его перекрытия, а также надежность и долговечность в эксплуатации.

Все существующие сегодня модели газовых электромагнитных клапанов можно условно разделить на три большие группы:

- нормально открытые (НО). При отключении подачи электричества нормального открытые газовые клапаны находятся в открытом положении, обеспечивая свободный проход рабочей среды;

- нормально закрытые (НЗ). Нормально закрытые электромагнитные клапаны без подачи электричества приходят в закрытое состояние, тем самым перекрывая поток газа в трубопроводе или какой-либо системе;

- универсальные. Универсальный газовый электромагнитный клапан сконструирован таким образом, что при отключении электричества он может оставаться как в закрытом, так и в открытом положении.

Также можно выделить электромагнитные газовые клапаны прямого и непрямого действия. Первые предполагают, что затвор клапана приводится в действие только за счет движения сердечника; вторые используют для движения затвора не только сердечник, но и силу воздействия рабочей среды, что позволяет значительно экономить усилия при больших проходах.

Автоматическая система контроля загазованности САКЗ-МК – это модульная система, предназначенная для постоянного (непрерывного) контроля содержания природного и угарного газов в помещении, оповещения о превышении ПДК газов посредством звуковой и световой сигнализации, автоматического отключения подачи газа при возникновении аварийных ситуаций. Такие системы значительно повышают безопасность использования газовых котлов, котлоагрегатов и т.д. В случае обнаружения аварийной ситуации система управления подает электрический импульс на узел электромагнитного управления, и отсечной запорный элемент перекрывает подачу газа. При прекращении подачи электропитания также происходит закрытие клапана.

В системах САКЗ-МК для автоматического отключения подачи газа могут быть использованы газовые запорные электромагнитные клапаны КЗГЭМ и КЗЭУГ.

КЗГЭМ — клапан с механической фиксацией запорного элемента в открытом состоянии.

КЗЭУГ — клапан с магнитной фиксацией запорного элемента в открытом состоянии.

Клапаны выпускается в различных вариантах по диапазону условного давления. Так оба типа клапанов бывают: низкого давления (НД) – до 0,005 МПа (до 0,1 МПа для КЗЭУГ) и среднего давления (СД) – до 0,3 МПа (до 0,4 МПа для КЗЭУГ). Для клапана КЗГЭМ отличительной особенностью является выпуск клапана с диапазоном условного давления до 1,2 МПа (ВД – высокое давление).

Рассмотрим в качестве примера работу газового запорного электромагнитного клапана КЗГЭМ-ВД.

Данный клапан предназначен для использования в качестве запорного устройства газопроводных магистралей с рабочей средой в виде углеводородных газов и условным давлением до 1,2 МПа. Взвод клапана осуществляется вручную. Срабатывание клапана происходит при прекращении подачи электропитания на электромагнит. Напряжение питания электромагнита ~220 В, 50 Гц. В составе клапана имеется датчик состояния (открыт/закрыт).

Клапан имеет (см. рис. 1) корпус 1 с седлом, которое перекрывается клапаном 2 с резиновым уплотнителем 20, закрепленным на оси 3. На конце оси, выходящей наружу, жестко закреплен рычаг 6, который зацеплен с рычагом 7. На корпусе 1 закреплен электропривод, состоящий из электромагнита 8 с корпусом 9, в котором расположен шток 10 с втулкой 11. Корпус электромагнита 9 оснащен фиксатором, расположенным на оси 17. Фиксатор служит для удержания клапана в открытом состоянии во время технологической подготовки оборудования.

Подаваемый к клапану газ проходит через входной патрубок к выходному, если к электромагниту 8 подается соответствующее данному исполнению напряжение.

При прекращении подачи напряжения на электромагнит происходит перемещение втулки 11 под действием пружины 13. Упор 12, установленный на рычаге 7, выходит из зацепления с втулкой 11, освобождая связанные между собой рычаги 6 и 7, дает возможность оси 3 повернуться.

Усилие от пружин 4 и 5 передается клапану 2. Клапан 2 закрывает проход газа.

1 — корпус; 2 — клапан; 3 — ось; 4, 5 — пружины; 6, 7 — рычаги;

8 — электромагнит; 9 — корпус электромагнита; 10 — шток; 11 — втулка;

12 - упор; 13, 14 — пружины; 15 — штифт; 16 — фиксатор; 17 — ось; 18 — винт;

19 — скоба; 20 — резиновый уплотнитель

Рис. 1 Клапан газовый запорный с электромагнитным приводом КЗГЭМ-ВД

В отличие от клапана КЗГЭМ, КЗЭУГ может быть установлен не только на горизонтальном участке газопровода, но и на вертикальном. Однако его сортамент по диаметрам гораздо меньше (КЗЭУГ - DN: 15, 20, 25, 32, 40, 50; КЗГЭМ - DN: 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150), что можно оценить как недостаток. Помимо этого, клапан с магнитной фиксацией запорного элемента (КЗГЭМ) может быть установлен на газопроводе высокого давления, как уже было сказано выше, что дает ему определенные преимущества. Оба типа клапана не отличаются по стоимости.

В целом, оба типа клапанов имеют общие принципы эксплуатации. В помещении установки клапана содержание коррозионно-активных агентов не должно превышать норм, установленных по ГОСТ 15150-69 для атмосферы типа I, не допускается присутствие агрессивных ароматических веществ (кислоты, лаки, растворители, светлые нефтепродукты). Окружающая среда должна быть невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров. Температура рабочей среды при эксплуатации клапана должна быть от +1С до +40С. Перед клапаном необходимо устанавливать газовый фильтр типа ФГ или аналогичный, с целью предотвращения преждевременного выхода клапана из строя.

На основании этого можно сделать вывод, что выбор типа запорного электромагнитного клапана для системы автоматического контроля загазованности САКЗ зависит от диаметра газопровода, места установки (вертикальный или горизонтальный участок) и давления.

Список использованных источников

1. СП 62.13330.2011 Газораспределительные системы. Актуализированная редакция СНиП 42-01-2002 : свод правил : утв. Приказом Минрегиона РФ 2010-12-27 : дата введ. 20.05.11. – М.: Минрегион России, 2011

2. http://gazovik-gas.ru/katalog/safety/lock/005/

3. http://energomatica.ru/modulnaya-sistema-kontrolya-zagazovannosti.html

Код для цитирования: Скопировать