Регулирующие органы
Осуществляют регулирующее воздействие на объект посредством изменения расхода вещества или энергии подводимой к нему. Регулирующие органы могут быть:
ü дросселирующими – переменное гидравлическое сопротивление, воздействующее на расход вещества за счет изменения своего проходного сечения;
ü дозирующими – это механизмы и агрегаты, посредством которых осуществляется заданное дозирование, поступающего вещества или энергии за счет изменения производительности агрегата или механизмов.
1. Дроссельные
Используются, если перекрываемые потоки не несут абразивных веществ
Односедельные | Двухседельные | ||
1 – корпус; 2 – плунжер; 3 - седло |
| ||
Обеспечивает наилучшую герметичность, но перепад давлений создает максимальное выталкивающее усилие при полностью закрытом клапане – неуравновешенность штока (используются разные усилия для перемещения) При Dy < 25 мм. | Силы давления в потоке прикладываются к обоим плунжерам, при чем усилие направлено в разные стороны, но не обеспечивается полная герметичность. При Dy > 25 мм. |
2. Шланговые
Используются, если потоки содержат абразивные вещества. Изменяют проходное сечение при перемещении роликов
3. Диафрагмовые
Применяются для агрессивных сред, имеют более простую конструкцию.
Не используются при больших давлениях.
1 – корпус;
2 – диафрагма;
3 – перегородка.
Проходное сечение изменяется в случае перемещения центра диафрагмы отнсительно перегородки
4. Заслоночного типа
Для изменения расхода газовых сред в трубопроводах большого диаметра.
1 – диск;
2 – ось;
3 – корпус.
Общие требования к регулирующим органам:
1. Принцип действия и конструкция регулирующего органа должны обеспечивать выполнением поставленной задачи автоматизации. Необходимо учесть какой должен быть регулирующий орган: нормально открытый или нормально закрытый, чтобы обеспечить безаварийность процесса при отказе системы автоматического регулирования.
НО – регулирующий орган, проходное сечение которого остается открытым при отсутствии командного сигнала.
НЗ – регулирующий орган, проходное сечение которого остается закрытым при отсутствии командного сигнала.
2. Технические параметры регулирующего органа должны соответствовать свойствам и значениям параметров регулируемой среды, т.е. материал должен быть стойким к агрессивным средам, должен выдерживать рабочее давление и температуру.
3. Регулирующий орган должен обеспечивать требуемую надежность работы и технический ресурс.
4. Регулирующий орган должен безотказно работать в производственной атмосфере, в предполагаемом месте установки.
5. Место размещения регулирующего органа должно отвечать условиям удобства монтажа и обслуживания.
6. Участок трубопровода, на котором устанавливается регулирующий орган и его байпасный узел должны иметь такое крепление, при котором регулирующий орган не испытывал бы механических перенапряжений, перекосов, изгибающих усилий.
7. Трубопровод должен иметь прямолинейный участок до и после места установки регулирующего органа.
Характеристики регулирующего органа:
1. Пропускная способность (условная) – номинальный расход в м3/ч жидкости, плотностью 1000 кг/м3 при нормальных условиях (20°С), протекающей через полностью открытый регулирующий орган при перепаде давлений на нем 0,1 МПа.
KVY = aDY2, где
DY – внутренний диаметр трубопровода, с помощью которого регулирующий орган присоединяется к трубопроводу.
Действительная пропускная способность может отличаться от условной на ±10%. Пропускная характеристика выражает функциональную зависимость изменения пропускной способности от перемещения штока: KV = f(m)
1 – линейная характеристика применяется для регулирования: , где m - коэффициент пропорциональности;
2 – равнопроцентная применяется для регулирования: , где- приращение пропускной способности, относительно приращения перемещения штока;
3 – двузпозиционная ® создается с помощью специального профиля затвора с учетом дополнительных конструктивных особенностей и используется в системах блокировки;
4 – специальная ® создается с помощью специального профиля затвора и используется в системах регулирования, когда необходимо совместить все виды передаточных функций, чтобы получить переходную функцию стандартного регулятора.
2. Диаметр условного прохода. Наиболее распространенный диапазон: 25 – 350 мм.
3. Конструктивные характеристики. Выражают функциональную зависимость относительного изменения проходного сечения f регулирующего органа от степени его открытия l: f = j (l), где , F – площадь проходного сечения в конкретный момент времени, m - ход штока в конкретный момент времени, mМАХ – максимальный условный ход.
4. Расходная характеристика. Выражает функциональную зависимость относительного изменения расхода от степени открытия регулирующего органа: , Q – текущий расход. Практически совпадает с пропускной характеристикой, но пропускная характеристика снимается при постоянном перепаде давлений (0,1МПа), а расходная может сниматься при других перепадах.