Файл: Антонов А.А. Пневматические фрикционные муфты в нефтяной промышленности.pdf

При повороте рукоятки крана из положения «тихий» в положение «выключено», а затем, как это часто практикуется, в положение «быс­ трый» воздух из муфты ШПМ-1070 через клапан-разрядник выходит в атмосферу, а в это время через свой распределитель включается муфта ШПМ-700.

Двухпроводная система управления включением привода барабан­ ного вала позволяет ускорить наполнение баллонов воздухом и тем самым сократить время сцепления пневматических фрикционных муфт. Такую систему управления целесообразно иметь на буровой установке, оснащенной шиннопневматическими муфтами привода барабанного вала, которые имеют большие емкости баллонов.

Когда привод барабанного вала оснащен пневматическими фрик­ ционными муфтами дискового типа с небольшим объемом воздушных камер, быстрое заполнение их воздухом в процессе сцепления может привести к недопустимым динамическим перегрузкам подъемного механизма. Следует отметить, что увеличенное число распределите­ лей по этой схеме повышает возможность замерзания элементов пневматического управления в холодное время года. При этом также повышается вероятность отказов системы управления. Увеличенная длина воздухопроводов усложняет монтаж и эксплуатацию установки.

Система управления включением муфт привода барабанного вала буровой лебедки по двухпроводной схеме с регулируемыми во времени распределителями применяется на ряде зарубежных буровых уста­ новок, например на установке 4DH-315 (Румыния). Эта схема в основ­ ном аналогична двухпроводной схеме управления установкой Уралмага 125БД. Отличие заключается в применении регулируемых распределителей со следящей характеристикой вместо дискретных. На пульте используется регулируемый распределитель с ручным или ножным управлением, а распределитель, установленный вблизи пневматической фрикционной муфты и имеющий на выходе сигнал, пропорциональный сигналу распределителя на пульте, управляется дистанционно.

Следящая система управления позволяет регулировать скорость наполнения камеры воздухом, чтобы сократить или удлинить время, необходимое для сцепления муфты, и избежать появления динамиче­ ских перегругок в подъемном механизме. Такая система допускает возможность применения пневматических фрикционных муфт любого типа. К недостаткам двухпроводной регулируемой системы управле­ ния следует отнести повышенную вероятность замерзания элементов пневмоуправления в холодное время года.

На рис. 68 показана двухпроводная система управления, оборудо­ ванная пневматическими распределителями со следящей характери­ стикой.

Электропневматическая система управления исполнительными устройствами также подразделяется на управление с электропневма­ тическими распределителями, оснащенными пневматическими сервоклапанами, и управление без сервоклапанов.

Электропневматическая система управления осуществляется по

однопроводной схеме. При этом электрические сигналы распредели­ телям подаются с пульта управления.

На рис. 69 показана электропневматическая система управления буровой установкой с распределителями без сервоклапанов. Эта система работает следующим образом. Для включения необходимого исполнительного устройства на пульте имеется соответствующий пере­ ключатель. Электромагнитный клапан открывает доступ воздуха из магистрального воздухопровода в это устройство, и оно включает

Рис. 68. Схема двухпроводной системы управления.

, необходимый механизм. Для отключения механизма подача электри­ ческого тока прекращается, клапан перекрывает доступ воздуха из магистрали и из исполнительного устройства воздух выпускается в атмосферу. Вся необходимая блокировка пневматических исполни­ тельных устройств в этой системе осуществляется электрическим путем.

Электропневматический распределитель с сервоклапаном кон­ структивно аналогичен распределителю, применяемому в двухпро­ водной системе управления. Он отличается наличием сервоклапана с электромагнитом, имеющим небольшое тяговое усилие для переклю­ чения вспомогательных клапанов. Электропневматический распреде­ литель без сервоклапана имеет мощный электромагнит, с помощью которого перемещается основной распределительный орган.

Электропневматическая система управления имеет следующие преимущества перед другими системами:

значительно более короткие и конструктивно менее сложные линии воздухопроводов;

более простая возможность утепления всех элементов пневмосистемы (для предотвращения замерзания в них конденсата);

более простая система блокировки исполнительных устройств элек­ трическим путем;

возможность исключения из комплекта оборудования дорогостоя­ щей и сложной в эксплуатации установки для осушки воздуха.

Сравнивая обе системы электропневматического управления, сле­ дует отметить большую вероятность замерзания конденсата в сервоклапане электропневматического распределителя. Конструкция

Рис. 69. Схема электропневматической системы управления, разработанная во ВНИИнефтемаше:

1 — пневмораспределитель; 2 — лебедка; 3 — коробка скоростей; 4 — редуктор; 5 — насос

электропневматического распределителя без сервоклапана предусма­ тривает применение более мощных электромагнита и электрических ли­ ний управления. В связи с. отсутствием каналов с небольшими сече­ ниями для прохода воздуха в этих распределителях значительно сни­ жается вероятность замерзания конденсата. При наличии обогрева распределителя эта вероятность практически исключается.

А п п а р а т у р а и о б о р у д о в а н и е управления

В современных системах пневматического управления буровыми установками и другими машинами применяют аппаратуру и оборудо­ вание, которые можно разделить на следующие группы:

1) распределители с дискретным сигналом на выходе, направля­ ющие поток сжатого воздуха к исполнительному устройству и обеспе­ чивающие его функционирование без регулирования;

2)распределители, регулируемые со следящей характеристикой, направляющие поток сжатого воздуха к исполнительному устройству

иобеспечивающие регулирование давления в зависимости от времени;

3)предохранительные клапаны, обратные клапаны, переключа­ тельные клапаны, клапаны-разрядники и другое оборудование, обеспе­ чивающее вход сжатого воздуха в заданном направлении или выпуск его в атмосферу в соответствии с функциональным назначением;

4)соединительные воздухопроводы, обеспечивающие передачу сжатого воздуха из компрессоров в аппаратуру управления и из нее различным исполнительным устройствам.

Пневматические распределители по конструкции распределитель­ ного органа можно разделить на клапанные и золотниковые и, кроме того, они подразделяются по числу ходов (каналов) и позиций (поло­ жений). По способу управления распределители делятся на ручные, ножные, механические и дистанционные (пневматические и электро­ пневматические).

Клапанные распределители (краны), оснащенные рабочим орга­ ном—клапаном, перемещающимся вдоль оси воздушного канала, ши­ роко используют в системах пневматического управления буровыми установками. Нарис. 70показан двухклапанный кран, применяемый

вустановках БУ-75Бр и машинах для управления одним пневмати­ ческим исполнительным устройством. На этом рисунке кран изображен

вположении «отключено», при котором доступ воздуха из магистраль­ ного воздухопровода перекрыт впускным клапаном. При переводе ручки крана в положение «включено» впускной клапан открывается,

авторой клапан перекрывает отверстие, через которое внутренняя

полость сообщается с атмосферой. При этом воздух направляется в исполнительное устройство и включает его. Для отключения ручка крана переводится в обратное положение, магистраль перекрывается, а воздух из исполнительного устройства выходит в атмосферу.

Краны подобной конструкции изготовляют также трех- и четырехходовыми для управления сблокированными пневматическими испол­ нительными устройствами. Они надежны и долговечны в эксплуата­ ции, однако громоздки и сложны в изготовлении.

Распределители золотникового типа оснащаются распределитель­ ным органом — цилиндрическим золотником, перемещающимся вдоль своей оси, перпендикулярной оси канала для прохода воздуха. Они просты по конструкции и могут иметь большое число ходов для упра­ вления несколькими сблокированными пневматическими устрой­ ствами. На рис. 71 показана конструкция такого распределителя.

Изготовляют их с ручным, ножным и дистанционным (пневматиче­ ским) управлением. На буровых установках распределители золот­ никового типа нашли пока ограниченное применение.

Распределители регулируемые со следящей характеристикой подразделяются по конструкции следящего механизма на диафрагменные и поршневые, по способу управления они выполняются с. ручным или ножным управлением и с пневматическим. Распределители со сле­ дящей характеристикой применяют в нефтяной промышленности для