Дистанционное управление.

Для возможности дистанционного управления работой систем используется специальная арматура. Такая арматура по конструкции главных элементов аналогична арматуре с ручным управлением, только перемещающий запорный орган шпиндель приводится в движение специальным исполнительным механизмом.

Основные требования к арматуре с дистанционным управлением:

- обеспечение требуемой скорости срабатывания;

- осуществление надёжного контроля над закрытием и открытием арматуры;

- исключение самопроизвольного изменения режима работы управляемого объекта;

- возможность использования в случае необходимости резервных средств управления (ручных);

Для дистанционного управления арматурой может применяться гидропривод, пневмопривод и электропривод.

1. Гидропривод.

В гидравлическом приводе потенциальная энергия (давление) жидкости, полученная в объёмном насосе, передаётся к исполнительному механизму и преобразуется в механическую работу открытия или закрытия арматуры. В качестве рабочих жидкостей в гидроприводах используют вязкие капельные жидкости, чаще всего минеральные масла высокой очистки (веретённое масло АУ, масла АГМ и ГМ-50). Для поддержания заданного давления (10 – 15 МПа) при неработающих насосах и обеспечения плавности срабатывания привода в его состав включают пневмогидроаккумуляторы. В качестве распределительных устройств используются клапанные, крановые и золотниковые манипуляторы. В качестве исполнительных механизмов наибольшее распространение получили однополостные подпружиненные гидроцилиндры, двухполостные гидроцилиндры, реечные и рычажные гидромашинки, реже – гидромоторы.

Упрощённая схема гидропривода с однополостным (а) и двухполостным (б) гидроцилиндром представлена на рисунке 1.3.2.13.

В состав привода входят бак с рабочей жидкостью (маслом) 1, фильтр 2, запорный клапан 3, насос 4, предохранительные клапаны 5 и 10, пневмогидроаккумулятор 6, трубопроводы 7, кран-манипулятор 8, исполнительный механизм 9, управляющий штоком клапана. В случае однополостного цилиндра кран-манипулятор либо направляет поток масла в полость цилиндра, открывая клапан, либо соединяет полость со сливным трубопроводом, и клапан закрывается под действием пружины. В случае двухполостного гидроцилиндра с помощью крана-манипулятора поток масла направляется в одну из полостей гидроцилиндра, для другой полости одновременно открывается слив масла в бак.

Исполнительный механизм с гидромашинкой имеет более сложную конструкцию, в состав которой входит дополнительный механизм, изменяющий направление создаваемого усилия или преобразующий возвратно-поступательное воздействие во вращательное.

Рис. 1.3.2.13. Схема гидравлического привода:

а - с однополостным цилиндром, б - с двухполостным цилиндром.

Достоинства гидропривода: надёжность и плавность работы, простота управления и предохранения от перегрузок, возможность создания больших усилий и одновременного управления большим количеством арматуры, свобода компоновки.

Недостатки: большая масса и сложность монтажа системы, необходимость систематического контроля за состоянием соединений и уплотнений, сложность контроля за работой исполнительных механизмов.

2. Пневмопривод.

По принципу действия пневматический привод подобен гидравлическому, с той разницей, что в качестве рабочей среды используется сжатый воздух давлением до 4, 5 МПа, получаемый от системы воздуха среднего давления.

Управление впуском воздуха осуществляется краном-манипулятором. Системы пневмопривода выполняются открытыми (отработавший в исполнительном механизме воздух стравливается в атмосферу).

Достоинства: пневматический привод легче гидравлического и проще по конструкции.

Недостатки: не обеспечивается плавность расботы вследствие расширения воздуха в полостях исполнительного механизма, из-за стравливания воздуха работа пневмопривода сопровождается шумом, вследствие меньшего рабочего давления исполнительный механизм обладает большими массогабаритными характеристиками, чем в гидроприводе.

3. Электропривод.

Используется для преобразования электрической энергии в механическую работу закрытия или открытия арматуры.

В состав привода входят: источник электроэнергии, электрокабели, пульт управления и исполнительный механизм.

Питание электропривода осуществляется от общесудовой электросети или аккумуляторных батарей.

По характеру движения выходного звена электроприводы подразделяют на:

- поворотные, обеспечивающие поворот по дуге до 360⁰ (для управления кранами и поворотными затворами);

- многооборотные, обеспечивающие вращательное движение выходного звена (для управления задвижками);

- прямоходные, обеспечивающие поступательное движение выходного звена (для управления клапанами).

В качестве исполнительных механизмов могут использоваться электродвигатели и электромагниты. Привод с электродвигателями получается весьма громоздким и требует значительных электрических мощностей, поэтому не получил распространения для управления судовой арматурой. В основном применяется электромагнитный привод, отличающийся малыми габаритами, быстротой действия и лёгкостью управления.

Достоинства: простота монтажа и эксплуатации системы; удобство управления.

Недостатки: сложность устройства исполнительного механизма и арматуры; большие массогабаритные показатели при необходимости создания значительных усилий; необходимость обеспечения электрозащиты и пожарной безопасности.

Для арматуры условным проходом до D_У50 наиболее компактным и технологичным является электропривод. Для арматуры условным проходом более D_У50 наиболее компактным и технологичным является гидропривод и пневмопривод. Использование пневмопривода запрещается на арматуре, установленной внутри цистерн с жидкостью – обрыв трубопровода сжатого воздуха может привести к разрушению цистерны и гибели судна.

Схемы систем дистанционного управления арматурой.

По принципу действия выделяются разомкнутые и замкнутые (следящие) системы. В разомкнутых системах канал прямой связи (сигнал управляющего воздействия) и канал обратной связи (сигнал информации о состоянии объекта) не взаимодействуют между собой, в замкнутых системах сигнал канала обратной связи оказывает влияние на сигнал, подаваемый по каналу прямой связи. Однополостные приводы могут использоваться только в разомкнутых системах, двухполостные с фиксацией положения - и в тех, и в других.

Разомкнутые системы.