В таких устройствах, как газовые счётчики и аварийные запорные газовые клапаны, миниатюрные постоянного тока редукторные электродвигатели всё чаще выступают в роли «стражей безопасности». Они превращают традиционные механические клапаны в умные терминалы, управляемые дистанционно и способные автоматически перекрывать подачу газа, являясь ключевыми компонентами обеспечения безопасности при использовании газа и реализации умных газовых IoT-решений.
Традиционные газовые клапаны полагаются на ручное управление, из-за чего не могут автоматически и оперативно перекрывать подачу газа в чрезвычайных ситуациях, например при утечках газа, что создаёт серьёзные угрозы безопасности. Обычные электрические клапаны также сталкиваются с такими проблемами, как высокое энергопотребление, недостаточный крутящий момент и низкая надёжность в сложных условиях эксплуатации, что затрудняет выполнение строгих требований к умным газовым счётчикам: длительный срок службы, низкое энергопотребление и взрывозащищённость.
Умные газовые клапаны предъявляют особые требования к своему основному источнику питания — миниатюрному постоянного тока двигателю с редуктором: он должен быть компактным, обладать высоким крутящим моментом, чрезвычайно низким энергопотреблением и функцией самоторможения. Двигатель использует редукторную систему для привода рейки-шестерни или винтового механизма скольжения, преобразуя вращательное движение во возвратно-поступательное, чтобы точно управлять открытием и закрытием диска или сердечника клапана. Чтобы удовлетворить потребности газовых счётчиков в длительном режиме ожидания, конструкция двигателя должна обеспечивать низкое энергопотребление и совместимость с питанием от батареи. Кроме того, схема управления двигателем должна включать механическую ограничительную систему крутящего момента, которая ограничивает момент при полном открытии или закрытии клапана, снижая энергопотребление и защищая двигатель.
Несколько запатентованных технологий демонстрируют инновационное применение микроэлектродвигателей в газовых клапанах. Например, система электрического газового клапана с управлением по Bluetooth включает контроллер с микроконтроллером, модулем Bluetooth, цепью обнаружения утечек и схемой управления двигателем. Команды, отправленные через смартфон или пульт дистанционного управления, принимаются микроконтроллером, который управляет вращением двигателя. Редуктор увеличивает крутящий момент для привода штока клапана, обеспечивая удалённое управление клапаном. Для повышения надёжности некоторые конструкции встроенных моторизованных клапанов используют сложные компоненты редуктора (например, первую и вторую шестерни с регулировкой скорости) для точной передачи движения, а также герметичные корпуса, гарантирующие уплотнение клапана даже при отрицательном давлении.
Dlia promyshlennykh i vneshnikh primenenii trebovaniia k rabote dvigatelei eshche strozhe. Dvigateli, ispol’zuemye v sharovikh gazovykh klapanakh, dolzhny byt’ vodonepronitsaemymi i vzryvobezopasnymi, a takzhe podkliuchat’sia k kontrolleru perekliucheniia posredstvom aviatsionnykh raz’emov dlia bystrogo zameny. Dlia resheniia problem, sviazannykh s zastivaniem klapanov iz-za osadka, nekotorye resheniia ispol’zuiut dvigateli s cherviachnymi peredachami vysokogo peredatochnogo otnosheniia (naprimer, model’ TJW56FA, do 1:2000), chtoby obespechit’ chrezvychaino vysokii krutiaschii moment dlia preodoleniia soprotivleniia. V nastoiashchee vremia v Kitae vse bol’shee chislo kompanii spetsializiruetsia na NIIO i proizvodstve miniaturizirovannykh dvigatelei. Ikhi produkty shiroko ispol’zuiutsia v umnykh gazovikh schetchikakh i umnykh vodnykh klapanakh i priznany malymi gigantami — malymi i spetsializirovannymi innovatsionnymi predpriiatiiami, kotorye postoianno stymuliruiut tekhnologicheskoe sovershenstvovanie otrasli.
