Устройство ЭПП.

НАЗНАЧЕНИЕ

1.1 Позиционеры электропневматические ЭПП, (в дальнейшем - позиционеры), позиционеры электропневматические взрывозащищенные ЭПП-Ех, предназначены для уменьшения рассогласования хода и повышения быстродействия поршневых возвратно-поступательных и поворотных исполнительных пневматических механизмов одно и двустороннего действия и мембранных пневматических исполнительных механизмов путем введения жесткой обратной связи по положению выходного звенаисполнительного механизма.

Область применения - системы автоматического регулирования или дистанционного управления технологическими процессами в нефтеперерабатывающей, нефтехимической, газовой, криогенной и других отраслях промышленности.

Позиционеры электропневматические взрывозащищенные ЭПП-Ех работают с барьером искрозащиты пассивным БИП-1 (в дальнейшем – БИП-1), а также с аналогичными БИП-1 барьерами безопасности с соответствующей областью применения и маркировкой [Ехia]IIC, обеспечивающими искробезопасность входной цепи позиционера и устанавливаемым вне взрывоопасной зоны.

Позиционеры ЭПП-Ех имеют уровень взрывозащиты "особовзрывобезопасный" с видом взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" и маркировку взрывозащиты «0ExiaIIСТ6 Х», соответствуют требованиям ГОСТ 12.2.007.0-75, ГОСТ Р 51330.0-99 (МЭК 60079-0-98), ГОСТ Р51330.10-99(МЭК 60079-11-99), ГОСТ Р 51330.13-99 (МЭК 60079-14-96)и предназначены для установки во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ-99 и других нормативных документов, определяющих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах. Знак «Х», стоящий после маркировки «0ExiaIIСТ6 Х» означает, что при монтаже и эксплуатации позиционеров с барьерами безопасности, аналогичными по назначению БИП-1, необходимо соблюдать «особые условия эксплуатации», которые должны быть отражены в сопроводительной документации, подлежащей обязательной поставке в комплекте с каждым позиционером ЭПП-Ех.

«Особые условия эксплуатации»:

а) Позиционеры ЭПП-Ех относятся к электротехническим устройствам, предназначенным для установки во взрывоопасной зоне;

б) При электропитании позиционеров с маркировкой «0ExiaIIСТ6 Х» по искробезопасной цепи:

- эксплуатация позиционеров разрешается только в комплекте с аналогичными БИП-1 барьерами безопасности с соответствующей областью применения и маркировкой «[Ехia]IIC», установленными вне взрывоопасной зоны, имеющими сертификат соответствия (свидетельство о взрывозащищенности) и разрешение на применение Госгортехнадзора России;

- электрические параметры позиционеров ЭПП-Ех с учетом параметров соединительного кабеля должны соответствовать электрическим параметрам, указанным на барьере безопасности.

Позиционеры не имеют самостоятельного применения, являются комплектующими изделиями для исполнительных механизмов.

1.2. Исполнения позиционеров:

1) no стойкости к механическим воздействиям - виброустойчивое и вибропрочное с группой исполнения N 3 по ГОСТ 12997-84;

2) по защищенности от воздействия окружающей среды вводное устройство и оболочка позиционера имеют степень защиты IР54 по ГОСТ 14254-96;

3) по защищенности от воздействия окружающей среды позиционеры могут быть коррозионностойкого исполнения. Коррозионностойкие позиционеры предназначены для эксплуатации в среде, содержащей до 10 mg/m3 сероводорода и (или) сернистого ангидрида и в аварийных ситуациях (в течение 3-4 часов) - до 100 mg/m3 сероводорода и (или) сернистого ангидрида до 200 mg/m 3;

4) по устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха позиционеры соответствуют климатическому исполнению У, категории размещения по ГОСТ 15150-69, группы исполнения ДЗ по ГОСТ 12997-84, но для работы при температуре от минус 50 до плюс 60 °С и относительной влажности 95% при 35 °С.

УСТРОЙСТВО И РАБОТА ПОЗИЦИОНЕРА

4.1 Принцип действия.

4.1.1 Магнитное поле, возникающее при прохождении тока через катушку 1 (рис.1), взаимодействуя с полем постоянного магнита, развивает усилие, прямо пропорциональное величине входного сигнала. Под действием этого усилия в позиционере одностороннего действия рычаг 2, перемещаясь относительно опоры 7, изменяет зазор между соплом 3 и заслонкой 4, что приводит к изменению давления в управляющей камере А пневматического усилителя 16. На выходе пневматического усилителя формируется усиленный по мощности пневматический сигнал, который по линии "1" поступает в полость исполнительного механизма 11. Выходной элемент 12 исполнительного механизма, совершая ход, перемещает посредством кулачка 13 коромысло 10, что приводит к изменению усилия пружины обратной связи 8 до тех пор, пока не будет достигнуто равновесия на рычаге 2 в системе «сопло-заслонка». В позиционере двустороннего действия рычаг 2 закрывает сопло 3 и открывает сопло 5, в результате чего давление в управляющей камере А пневматического усилителя 16 увеличивается, а в пневматической камере усилителя 17 - уменьшается. Давление в полостях включают пневматические усилители таким образом, что линия « 1» от исполнительного механизма сообщается с линией питания «⊲», а линия «2» - с атмосферой. В результате перепада давлений в линиях «1» и «2» выходной элемент 12 исполнительного механизма совершает ход и посредством кулачка 13 и коромысла 10 изменяет усилие пружины обратной связи 8 до тех пор, пока вновь не будет достигнуто равновесие на рычаге 2. Таким образом, новому значению входного сигнала соответствует новое положение выходного элемента исполнительного механизма 11. Настройка начала хода осуществляется вращением винта 6, диапазона – перемещением ползуна 9 по пазу коромысла 10. Дроссель 14 служит для изменения коэффициента усиления позиционера, дроссель 15 - для изменения величины расхода воздуха на выходе позиционера (подача воздуха на исполнительный механизм), а также для устранения автоколебаний выходного звена исполнительного механизма. Дроссель 14 служит для изменения коэффициента усиления позиционера, дроссель 15 – для изменения величины расхода воздуха на выходе позиционера (подача воздуха на исполнительный механизм), а также для устранения автоколебаний выходного звена исполнительного механизма.

4.2 Конструкция.

4.2.1 Конструкция позиционера приведена на рис.2. Основными узлами позиционера является блок преобразования 6, пневматический усилитель 4 (в позиционере двустороннего типа их два). Узлы позиционера смонтированы в корпусе 8, внутри которого расположены коммутационные каналы. На корпусе расположены штуцера 2, резьбы которых предохраняются заглушками 1 и манометры-индикаторы 3 (в позиционерах одностороннего действия их два, двустороннего - три), предназначенные для индикации сигналов в линиях связи. По специальному заказу позиционер поставляется без штуцеров 2 и без манометра-индикатора установленного в линии питания. При этом на корпусе расположены отверстия под штуцера с конической резьбой . дюйма. Обратная связь позиционера с поворотным исполнительным механизмом осуществляется посредством выходного валика 10. Обратная связь позиционера с возвратно-поступательным исполнительным механизмом осуществляется посредством рычага 12 и пальца 11. Палец может перемещаться вдоль паза рычага и устанавливаться на любую оцифрованную отметку, соответствующую выбранному условному ходу исполнительного механизма. Связь выходного валика 10 с пружиной обратной связи 5 осуществляется через профильный кулачок 13 и коромысло 7. Для свободного отвода воздуха из внутренней полости позиционера служит фильтр 9. В нижней части стенки корпуса имеется патрубок 14 для подвода электрического кабеля.

4.2.2 Конструкция блока преобразования приведена на рис.3. Блок преобразования, собранный на плате 8, представляет собой преобразователь входного электрического сигнала в выходной пневматический сигнал и включает в себя узел коромысла 9, узел рычага 3 и узел магнитопровода 1. Узел магнитопровода представляет собой магнитопровод цилиндрической формы с находящимся внутри него постоянным магнитом 15. На постоянном магните запрессован полюсный наконечник, служащий для перераспределения его потока. В кольцевом зазоре магнитопровода расположена катушка 16, жестко закрепленная на рычаге 3. К рычагу прикреплен груз 6, служащий противовесом и две заслонки 7, расположенные с обеих сторон рычага между запрессованными в колодку соплами 13 и представляющие собой элементы типа «сопло-заслонка». В позиционере двустороннего действия в работе принимают участие оба элемента «сопло-заслонка», тогда как в позиционере одностороннего действия участвует в работе один из элементов «сопло-заслонка». Узел коромысла 9 осуществляет связь с кулачком и пружиной обратной связи12, взаимодействующей с рычагом. Для грубой настройки начального положения выходного звена исполнительного механизма служат гайки 11, для точной - винт 5. Грубая настройка диапазона осуществляется перемещением ползуна 10 по пазу коромысла, точная – вращением винтов 14. Для настройки диапазона исполнительного механизма прямого действия ползун должен находиться в верхней части коромысла, обратного действия - в нижней. Жидкостный демпфер 2 служит для гашения колебаний рычажной системы.

4.2.3 Конструкция пневматического усилителя представлена на рис.4. Пневматический усилитель представляет собой сборку трех корпусов 3, 5, 6 и крышки 1, между которыми расположены мембрана управления, мембрана компенсации, состоящая из мембраны 4 и запрессованных втулок 8, 10, а также клапана 9, прижимаемого к седлам пружинами 2 и 11. Полость между корпусом 6 и мембраной 7 образует камеру управления А, полость между корпусом 3 и мембраной 4 образует камеру выхода В. Питание подается в камеру Г. Камера Б соединена с атмосферой. В конструкции пневматического усилителя предусмотрен регулируемый игольчатый дроссель 13 - для изменения коэффициента усиления позиционера, соединяющий камеры А и Г и регулируемый дроссель выхода 12 - для изменения величины расхода воздуха.

Так же есть на российском рынке ЭПП 300 завода РУСТ-95