Регулирующие органы

Регулирования.

Исполнительные устройства автоматических систем

Управление регулирующим органом при аналоговом выходе цифрового регулятора

Аналоговый выход регулятора может использоваться для управления регулирующим клапаном с пневмоприводом мембранного типа (МИМ – мембранный исполнительный механизм). Управление клапаном осуществляется пневмосигналом 20-100 кПа или токовым сигналом 4-20 мА через позиционер или электропневмопреобразователь. Электропневматический позиционер применяется в случае необходимости управления работой клапана с обратной связью по положению штока сигналом 4-20 мА. Электропневматические позиционеры бывают 3-х типов: золотниковые, сопло-заслонка (электромеханический позиционер) и электронные. Золотниковые – имеют высокую стоимость и ставятся на клапаны с диаметром D_у >250-300мм. Позиционеры сопло-заслонка имеют недостаточную по современным требованиям надежность, точность и удобство эксплуатации, но достаточно широко используются в России. В качестве базовой комплектации используется электронный позиционер Sipart PS2.

Рис 4.7 Управление клапаном с МИМ регулятором с аналоговым управляющим сигналом.

Управляющий сигнал от ЦАП регулятора подается на вход позиционера. Сигнал преобразуется позиционером в соответствующим пневмосигнал, который осуществляет перемещение регулирующего органа посредством мембранного исполнительного механизма.

Исполнительные устройства предназначены для непосредственного воздействия на объект регулирования. В общем случае исполнительное устройство состоит из исполнительного механизма (ИМ) и регулирующего органа (РО). ИМ является приводной частью регулирующего органа.

Регулирующим органом называется звено исполнительного устройства, предназначенное для изменения расхода вещества или энергии на входе в объект регулирования. Различают дозирующие и дроссельные РО. Дозирующие РО изменяют расход вещества за счёт изменения производительности агрегатов (дозаторы, питатели, насосы и др.) Дроссельные регулирующие органы изменяют расход вещества за счёт изменения своего проходного сечения. К ним относятся регулирующие клапаны, поворотные заслонки, шиберы и краны. Основные характеристики регулирующих органов:

- пропускная способность Кv, м³/час – расход жидкости плотностью 1000 кг/м³, пропускаемой РО при перепаде давления 10⁵ Па;

- условное давление Py – наибольшее допустимое давление среды на РО при нормальной температуре;

- перепад давления на РО определяет усилие, на которое рассчитывают ИМ;

- условный проход Dy – номинальный диаметр прохода в присоединительных патрубках;

- негерметичность затвора, то есть пропуск среды при полностью закрытом проходе; он должен быть минимальным;

- пропускная характеристика – зависимость пропускной способности от перемещения затвора S при постоянном перепаде давления Kv=f(S).

Дроссельные устройства серийно выпускаемых регулирующих клапанов профилируются обычно с линейной характеристикой, то есть приращение пропускной способности пропорционально перемещению затвора.

Общие требования к РО зависят от физико–химических свойств регулируемой среды. РО должен надёжно работать в среде с высокой или низкой температурой.

Из перечисленных выше видов дроссельных РО наиболее распространены регулирующие клапаны. Их применяют для регулирования расходов жидкостей, пара и газов при любых параметрах среды.

Чаще всего используются двухседельные регулирующие клапаны (схема на рис. 5.1. Корпус 1 имеет два седла 2 и 3, а затвор 4, проходящий через эти седла, имеет два утолщения с дросселирующими и запирающими поверхностями. Перемещение затвора штоком 5 изменяет площадь прохода, а значит и пропускную способность клапана.

Рис.5.1 Схема двухседельного регулирующего клапана.

Преимуществом двухседельного клапана является в значительной мере разгруженность затвора от одностороннего действия силы, создаваемой статическим давлением среды. Неполная уравновешенность усилий объясняется тем, что по условиям сборки диаметр верхнего седла больше диаметра нижнего.

Односедельные РО применяются при малых диаметрах прохода (до 15 мм), а а также для сред большой вязкости и содержащих твёрдые частицы.

Для регулирования агрессивных сред разработаны клапаны, в которых в качестве уплотнения и подвижного дросселирующего элемента используется гибкая мембрана (диафрагма), а внутренняя поверхность клапана покрыта специальными кислотостойкими материалами. Для регулирования сред с твёрдыми и абразивными частицами применяют шланговые РО. Изменение проходного сечения производится пережимом вставленного в корпус эластичного шланга.

Выбор и расчёт дроссельных РО является достаточно сложной задачей и требует учёта большого количества данных.

Дата добавления: 2013-12-12