Краны межфланцевые с двусторонним пневмоприводом

Краны межфланцевые с двусторонним пневмоприводом перекрывают поток по сигналу пневмосистемы, используя сжатый воздух в обоих направлениях. Когда на производственной линии необходимо дистанционно открывать и закрывать трубопровод, ручное управление становится неудобным, особенно при большом количестве запорных устройств. Пневматический привод позволяет включить кран в автоматизированную систему управления и выполнять переключения без непосредственного участия оператора возле арматуры. При этом открытие и закрытие происходят за счет подачи воздуха в соответствующие полости привода.

В каталоге НьюКей представлены межфланцевые шаровые краны в сборе с пневмоприводами двустороннего действия. Ассортимент включает изделия из нержавеющей стали AISI 304 и AISI 316, исполнения PN16 и PN40, диаметры от DN15 до DN200. Для разных типоразмеров предусмотрены приводы серии AT с соответствующим крутящим моментом.

Как работает пневмопривод двустороннего действия

У шарового крана запирающим элементом служит шар с проходным отверстием. Чтобы полностью открыть или закрыть поток, достаточно повернуть его на 90°. В автоматизированном исполнении этот поворот выполняет пневматический привод, соединенный со штоком крана.

Приводы двустороннего действия серии AT используют два поршня и реечно-шестеренчатый механизм. Сжатый воздух поступает в рабочие полости, перемещает поршни и передает усилие на выходной вал. Направление вращения зависит от того, через какой порт подается управляющий воздух.

При подаче воздуха в порт A поршни перемещаются в одном направлении, поворачивая вал. Когда давление подают в порт B, движение меняется на противоположное. Так выполняются два рабочих хода: открытие и закрытие.

В отличие от пневмоприводов с пружинным возвратом, в исполнении D оба направления обеспечиваются сжатым воздухом. Встроенные возвратные пружины для штатного переключения не используются.

Что происходит при отключении сжатого воздуха

При выборе двустороннего привода необходимо заранее определить, как должна вести себя арматура при аварийном прекращении подачи воздуха.

В исполнении D нет собственного пружинного механизма, который автоматически перевел бы шар в заданное безопасное положение. Фактическое состояние крана после потери давления зависит от конструкции и состояния пневмосистемы, распределителя, нагрузки на шток и других условий.

Поэтому нельзя рассчитывать, что двусторонний пневмопривод самостоятельно закроет трубопровод при отключении воздуха.

Если технологическая схема требует гарантированного закрытия или открытия при потере управляющего давления, необходимо рассмотреть исполнение с пружинным возвратом и согласовать направление его действия.

Из чего состоит кран с пневмоприводом в сборе

Готовый узел объединяет шаровой кран, четвертьоборотный пневмопривод и элементы, обеспечивающие их механическое соединение. Такая комплектация позволяет подобрать привод под конкретную арматуру с учетом ее крутящего момента и присоединительных размеров.

В технических паспортах НьюКей предусмотрена поставка кранов с пневмоприводами в заводской сборке, с выполненной настройкой и испытаниями.

Способ крепления пневмопривода к арматуре выбирают с учетом присоединительной площадки ISO 5211, геометрии штока и соответствия монтажных элементов. В зависимости от конструкции может применяться непосредственное соединение либо предусмотренный сборкой кронштейн с переходником.

Наличие готового узла не означает, что вместе с ним автоматически поставляются все элементы пневматического управления. Воздухоподготовка, распределители, датчики положения и дополнительные устройства должны проверяться по комплектации конкретного артикула.

Ассортимент межфланцевых кранов НьюКей

В категории представлены 38 товарных исполнений. Они отличаются диаметром, маркой нержавеющей стали, номинальным давлением, моделью пневмопривода и отдельными вариантами комплектации.

Основные параметры подбора:

В ассортименте присутствуют краны, которые при одинаковом DN комплектуются разными приводами. Например, для DN50 предусмотрены исполнения с AT63D, AT75D и AT83D. Это позволяет выбирать сборку под требуемый крутящий момент и условия управления.

Однако более крупный привод не следует считать автоматически лучшим выбором. Его момент должен соответствовать сопротивлению повороту крана, а передаваемая нагрузка не должна превышать допустимые значения для штока и соединительных элементов.

Примеры исполнений по артикулам

Таблица показывает часть ассортимента. Полный перечень сочетаний диаметра, материала и привода представлен в товарных карточках.

При выборе также необходимо проверять конструктивное исполнение корпуса. В документации НьюКей представлены односоставные и двусоставные краны с различными строительными размерами. Даже при одинаковом DN они не обязательно взаимозаменяемы по длине и присоединительной геометрии.

Как выбрать пневмопривод по крутящему моменту

Подбор привода начинается с определения усилия, необходимого для поворота шара. Оно зависит от диаметра крана, конструкции седел, давления рабочей среды, особенностей уплотнения и условий эксплуатации.

Особенно важен момент начала движения после длительного нахождения крана в одном положении. Он может отличаться от момента, необходимого для дальнейшего поворота шара.

Пневмопривод должен создавать достаточный крутящий момент при фактическом давлении управляющего воздуха. При этом обязательно предусматривают необходимый запас и проверяют механическую прочность штока и переходных деталей.

Крутящий момент приводов AT D

В техническом паспорте пневмоприводов НьюКей приведена зависимость выходного крутящего момента от давления сжатого воздуха.

Ниже указаны значения для давления управления 6 бар.

Значения относятся к выходному валу пневмопривода, а не к крутящему моменту самого шарового крана.

Например, AT63D при давлении 6 бар развивает 44 Н·м. Но этого числа недостаточно, чтобы без дополнительных расчетов определить подходящий диаметр арматуры. Необходимо знать требуемый момент конкретного крана и предусмотренный коэффициент запаса.

В одном из паспортов НьюКей для подбора приведен коэффициент 1,4 при работе с водой и воздухом, а для вязких сред рекомендованы более высокие значения. Окончательный расчет необходимо выполнять по данным конкретного изделия и действующим требованиям проекта.

Почему важна просадка давления

Допустим, привод подобран с учетом номинального давления воздуха 6 бар, но при одновременной работе нескольких потребителей давление в линии снижается. В этом случае выходной крутящий момент привода также уменьшается.

Так, для AT63D паспортная таблица показывает:

Разница существенна. Если подбор выполнен без учета минимального фактического давления, кран может не выполнить полный ход при неблагоприятном режиме работы.

Поэтому в заявке желательно указывать не только номинальное, но и минимальное гарантированное давление сжатого воздуха в точке подключения.

PN16 и PN40: какие различия учитывать

В каталоге НьюКей представлены межфланцевые краны с номинальным давлением PN16 и PN40. Эти исполнения необходимо различать при подборе арматуры для конкретного трубопровода.

PN характеризует номинальное давление арматуры, но не позволяет автоматически определить допустимое рабочее давление при любой температуре. При повышении температуры характеристики материалов и уплотнений могут ограничивать эксплуатационные параметры.

Для представленных серий имеются отдельные технические документы: паспорта кранов на 16 атм и паспорт односоставной модели PN40.

Подбор ответных фланцев

Межфланцевый кран устанавливают между ответными фланцами трубопровода. Поэтому необходимо заранее проверить присоединительные размеры, номинальное давление, исполнение уплотнительных поверхностей и применяемый крепеж.

Нельзя считать, что любой фланец DN50 подойдет к межфланцевому крану DN50. При совпадении номинального диаметра могут отличаться размеры и расположение крепежных отверстий, строительная длина, присоединительный стандарт и требования к уплотнению.

Особенно внимательно следует проверять совместимость PN16 и PN40. Присоединения, рассчитанные на разные номинальные давления, могут отличаться по геометрии и применяемым комплектующим.

В каталоге представлены отдельные изделия с комплектами ответных фланцев. Если комплект необходим, его наличие следует проверять в составе конкретного артикула.

Материалы корпуса и уплотнений

Для межфланцевых кранов с двусторонними пневмоприводами в каталоге предусмотрены исполнения из AISI 304 и AISI 316.

Обе марки относятся к коррозионностойким сталям, однако отличаются химическим составом и стойкостью в определенных средах. AISI 316 содержит молибден, повышающий сопротивление отдельным видам коррозионного воздействия, в том числе в некоторых хлоридсодержащих средах.

Это не означает, что AISI 316 пригодна для любых растворов с хлоридами или агрессивных химических веществ. Для конкретного применения необходимо проверять температуру, концентрацию, наличие примесей и режим эксплуатации.

В представленных паспортах кранов указаны седла и уплотнительные элементы из PTFE. При выборе арматуры важно учитывать их характеристики наряду со свойствами металлического корпуса.

Корпус пневмопривода изготовлен из алюминиевого сплава с защитной обработкой поверхности. Его уплотнения и другие детали имеют собственные ограничения по температуре и условиям эксплуатации.

Управляющий воздух: требования к пневмосистеме

Пневмопривод не работает от давления транспортируемой по трубопроводу среды. Для управления используется отдельная линия сжатого воздуха.

По техническому паспорту пневмоприводов НьюКей диапазон давления управляющего воздуха составляет 2–8 бар. При этом фактически необходимое давление зависит от модели привода и момента, требуемого для поворота конкретного крана.

В стандартном исполнении температурный диапазон пневмопривода составляет от −20 до +80 °C. В документации также предусмотрены специальные температурные исполнения, характеристики которых уточняют при заказе.

Температуру окружающей среды для пневмопривода нельзя путать с температурой рабочей среды внутри шарового крана. Эти ограничения проверяют отдельно.

Для надежной работы необходимо предусмотреть очистку сжатого воздуха, регулирование давления и удаление конденсата. В паспортах кранов с приводами приведено требование к фильтрации воздуха не грубее 40 мкм.

Подготовка воздуха особенно важна в условиях влажной окружающей среды и при частых переключениях. Попадание загрязнений и конденсата в пневмосистему может нарушить работу распределителя и привода.

Какие устройства нужны для автоматического управления

Сам по себе пневмопривод преобразует давление воздуха в механическое движение. Чтобы система могла подавать команды на открытие и закрытие крана, обычно необходимы дополнительные устройства управления.

Пневмораспределитель

Для двустороннего привода часто применяют распределитель по схеме 5/2, который направляет сжатый воздух в соответствующие полости и обеспечивает выпуск воздуха из противоположной стороны.

Управление распределителем может выполняться электрическим сигналом от контроллера или другого устройства автоматизации.

При подборе проверяют тип распределителя, напряжение питания электромагнитной катушки, пропускную способность и совместимость с пневмоприводом. Наличие присоединения NAMUR упрощает подбор совместимых устройств, но не отменяет проверки конкретных параметров.

Блок подготовки воздуха

Блок подготовки обеспечивает очистку управляющего воздуха и позволяет поддерживать необходимое давление. В зависимости от исполнения в его состав могут входить фильтр, регулятор, средства удаления конденсата и другие элементы.

Для исправной работы важны достаточная пропускная способность и стабильность давления при переключениях. Подбор выполняют с учетом характеристик всей пневматической линии. 

Датчики положения

На автоматизированной линии оператору или контроллеру может потребоваться подтверждение фактического положения крана.

Для этого используют блоки концевых датчиков, которые формируют сигналы о достижении конечных положений. Они позволяют контролировать, завершено ли открытие или закрытие после подачи команды.

В каталоге НьюКей представлены соответствующие устройства, но их наличие в стандартной комплектации каждого крана с пневмоприводом необходимо проверять отдельно.

Ручной дублер

В некоторых случаях требуется возможность управления арматурой при недоступности штатной пневмосистемы. Для этого может предусматриваться ручной дублер, конструкция которого согласована с приводом и краном.

В ассортименте есть отдельные сборки с таким устройством. Порядок его использования определяется паспортом, а возможность ручного управления не означает, что разборка или переключение допускаются при любых условиях давления.

Монтаж межфланцевого крана с пневмоприводом

Перед установкой необходимо проверить размеры арматуры и положение ответных фланцев. Трубопровод должен быть очищен от загрязнений, окалины и других посторонних частиц, которые могут повредить седла или шар при первом переключении.

Кран устанавливают с соблюдением требований к уплотнительным поверхностям, прокладкам и крепежу. Фланцевое соединение должно обеспечивать равномерное обжатие без перекоса корпуса.

Не следует использовать корпус крана для устранения несоосности труб. Изгибающие нагрузки, вибрация и температурные перемещения необходимо учитывать при размещении опор и компенсационных элементов.

Расположение пневмопривода

Монтажная ориентация влияет на доступность пневмопортов, устройств управления и элементов обслуживания.

В предоставленных паспортах кранов с приводами указано, что установка допускается в различных положениях, за исключением положения приводом вниз. Для конкретной поставляемой сборки необходимо соблюдать ее собственные монтажные ограничения.

При размещении также учитывают габариты пневмопривода. У приводов разных типоразмеров значительно отличаются длина и высота корпуса, поэтому достаточно свободного пространства должно оставаться не только вокруг трубопроводного присоединения, но и над арматурой.

Подключение и проверка работы

После механического монтажа подключают пневматические линии по схеме конкретного привода и распределителя. Перед подачей воздуха проверяют правильность соединения портов, давление и состояние всех элементов системы.

Первое переключение проводят в безопасных условиях, контролируя движение крана от одного конечного положения до другого. Необходимо убедиться в полном ходе на 90°, отсутствии утечек воздуха и соответствии фактического положения поданным командам.

После проверки пневмопривода проводят предусмотренные проектом испытания трубопровода на герметичность. Контролю подлежат фланцевые соединения, корпус крана и другие участки собранной системы.

Что проверить, если кран открывается не полностью

Неполный ход или отсутствие реакции на команду не всегда означает неисправность самого привода. Причина может находиться в пневмосистеме, распределителе или механическом соединении с арматурой.

Перед любыми работами по обслуживанию необходимо отключить источник сжатого воздуха, исключить случайную подачу команд и сбросить давление из соответствующих полостей. Открывать корпус пневмопривода под давлением нельзя.

При возникновении неисправности, которую не удается устранить внешними проверками, узел следует вывести из эксплуатации и передать специалистам.

Какие параметры указать для подбора крана в сборе

Чтобы подобрать межфланцевый кран с двусторонним пневмоприводом, необходимо согласовать параметры трубопровода и систему управления. Выбор только по DN недостаточен, поскольку изделия одного диаметра могут отличаться давлением, материалом и моделью привода.

Если оборудование устанавливается вместо существующего крана, желательно приложить его артикул или паспорт и указать строительную длину. Для нового объекта полезна схема трубопроводного узла с требованиями к управлению и положению арматуры при аварийных ситуациях.

Межфланцевые краны с двусторонним пневмоприводом в НьюКей

В каталоге НьюКей представлены межфланцевые шаровые краны из нержавеющей стали AISI 304 и AISI 316 с пневмоприводами двустороннего действия. Доступны исполнения PN16 и PN40 диаметром от DN15 до DN200, с различными моделями приводов AT D и вариантами дополнительной комплектации.

Для автоматизации трубопроводного узла также можно подобрать пневмораспределители, блоки подготовки воздуха, датчики положения и другие совместимые устройства. Если технологическая схема требует возврата арматуры в заданное положение при потере воздуха, следует рассмотреть краны с односторонним пневмоприводом.

При заказе готовой сборки важно согласовать характеристики крана, фактическое давление управляющего воздуха и необходимый крутящий момент. Это позволит подобрать оборудование с учетом условий эксплуатации и требований системы управления.