Распределители являются одним из самых распространённых и широко применяемых пневматических элементов управления пневмоприводом для запорной или запорно-регулирующей арматуры. Для работы арматуры в запорном или в запорно-регулирующем режиме распределитель является обязательным элементом в пневматической системе управления приводом. Основной функцией распределителя является переключение воздуха между выходными портами (выходами) и сброс воздуха в зависимости от присутствия или отсутствия управляющего воздействия.
Одной из классических схем управления пневмоприводом двойного действия является применение распределителя 5/2. Данный тип распределителя имеет 5 портов: 1 – подвод воздуха; 2 и 4 – сброс воздуха; 3 и 5 – выходы для подачи воздуха в полости пневматического привода. Для моностабильного распределителя одно положение распределитель занимает под действием напряжения на катушке, второе положение под действием внутренней пружины в случае отсутствия напряжения на катушке. В случае применения моностабильного распределителя важно знать, какое основное положение занимает распределитель в алгоритме работы привода и, как следствие, арматуры. Основное положение привода рекомендуется соотнести с положением распределителя без напряжения, чтобы достичь таким образом экономии энергии, а также повысить эксплуатационную долговечность распределителя (рис. 1).
Бистабильный распределитель конструктивно имеет две катушки управления. При подаче напряжения на одну из катушек распределитель переключается в условно первое положение. При подаче на иную распределитель переключается в условно второе положение. При отсутствии напряжения на обеих катушках распределитель остается в последнем положении. Данное свойство похоже на реализацию функции «самоподхвата» в электротехнике, когда импульсная подача напряжения на катушку активирует контакт этой же катушки и, шунтируя цепь управления, оставляет катушку под напряжением.
При использовании распределителя в системах противоаварийной защиты применение моностабильного распределителя является необоснованным, т. к. в случае отсутствия напряжения возможно самопроизвольное изменение положения распределителя под действием вибрации или гравитации. Кроме того, в данных системах необходимо использовать прямое управление распределителем, поскольку пилотное управление, в силу малого сечения пневматических каналов, значительно снижает надежность и повышает вероятность отказа распределителя и, как следствие, всей системы ПАЗ (рис. 2).
Для управления пневмоприводом одностороннего действия наиболее широко применяется распределитель 3/2. Данный тип распределителя имеет 3 пневматических порта: 1 – подвод воздуха; 2 – сброс воздуха; 3 – выход для подачи воздуха в полость пневматического привода. Во вторую полость привода сжатый воздух не подается, т. к. она является пружинной. Особенностью данного типа распределителя является градация по логике работы, а точнее, наличию воздуха на выходе в зависимости от наличия или отсутствия напряжения на катушке.
В случае нормально открытой конструкции (НО) при отсутствии напряжения давление воздуха на выходе присутствует (рис. 3). В случае нормально закрытой конструкции (НЗ) при отсутствии напряжения давление воздуха на выходе отсутствует. Часто данные типы распределителя путают с конструктивом непосредственно пневмопривода (рис. 4).
По типу размещения распределитель может быть закреплен непосредственно на плоскости пневмопривода и состыкован с ним через специальную унифицированную крепежную поверхность. Плюсом данной стыковки является экономия на соединительных пневматических фитингах. Но одновременно существенным минусом является отсутствие возможности установки дополнительного пневматического оборудования между распределителем и приводом. Например, установить кран для сброса давления воздуха из полостей привода не представляется возможным. Сбрасывать давление из пневмопривода в случае аварии придется через распределитель, который должен быть в рабочем состоянии. С точки зрения безопасности и надежности системы управления данный вариант не выглядит оптимальным.
Автор статьи надеется, что данный материал, несмотря на краткость, будет полезен при проектировании и эксплуатации систем пневматического управления пневмоприводом ТПА.
Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 4 (60) 2020
