Регулятор давления воздуха

Порядок работы регулятора

 

Пропорциональный в статике, но инерционный.

1) Исходное состояние регулятора – равновесное.

2) Переход под действием скачкообразного изменения входного сигнала из исходного равновесного состояния в новое равновесное состояние.

Лекция 21 марта 2002 г.
Пусть давление пара падает скачком: игла перемещается вверх, заслонка – вправо, поршень ИМ перемещается вверх со скоростью, пропорциональной отклонению заслонки; валик – против часовой стрелки и т.д… Конечное движение имеет регулирующий орган (РО) на увеличение подачи топлива.

 

 

С увеличением абсолютной неравномерности регулятор.

С увеличением КЖОС увеличивается абсолютная неравномерность.

1) Дроссель регулирует TS – время перемещения поршня сервомотора (СМ) при максимальном перепаде. При полностью закрытом дросселе: TS – минимально, а скорость движения поршня – максимальна.

Приоткрытие дросселя вызывает увеличение TS.

2) Дроссель обеспечивает перевод регулятора на ручное управление (при полностью открытом).

3) Совокупность «дроссель + невозвратный клапан» вводит разность TS на увеличение подачи топлива и на уменьшение. Дает бездымное горение при набросе нагрузки.

Дроссельный клапан предназначен для уменьшения скорости подачи топлива при набросе нагрузки по отношению к скорости подачи топлива при сбросе нагрузки.

 

 

TS1 – для прямого хода поршня СМ;

TS2 – для обратного хода.

 

Регулятор давления (расхода) топлива танкера «София»

 

 

; то есть

 

à уравнение регулятора

 

Регулятор – непропорциональный, астатический, интегральный. Имеет «дроссель – невозвратный клапан» для изменения скорости движения СМ при набросе нагрузки.

Наброс – максимальный расход через дроссель.

Сброс – минимальный расход.

 

 

Работа регулятора:

1) Исходное положение – равновесное. СМ находится в покое. Этому положению поршня соответствует среднее положение заслонки. Комплект пружин уравновешивает перепад давлений воздуха на мембране.

2) Принцип работы: возмущение в виде скачкообразного изменения давления воздуха или от изменения задания (скачкообразное воздействие на пружину).

Допускаем, что давление воздуха на котел упало. Перепад увеличивается. Пусть падает давление в левой области. При этом мембрана сместится влево пропорционально изменению давления. Крестовина – вал с насажанной заслонкой развернется по часовой стрелке, при этом заслонка перекроет левую часть сопел, а правую – прикроет. Давление под поршнем ИМ будет возрастать, а над поршнем – уменьшаться. Давление из правой пары сопел проходит через мембранный элемент ГОС, при этом давление в правой полости возрастает и мембрана смещается влево, вытесняя воду под поршень ИМ. Пружина ГОС сжимается. Движение через рычаг передается на комплект измерителя. Пружины через жесткий центр измерителя воздействуют (обратное действие) на УЭ.

В первой фазе действие ГОС будет совпадать с ЖОС. Если движение от изменения давления воздуха заслонки УЭ велико (перепад резко изменился), мембрана ГОС перемещается на значительную величину. При этом одна из малых пружин открывает клапан, т.к. шток клапана упирается в корпус ГОС и через открывшееся отверстие увеличивается давление.

С течением времени во второй фазе действия ГОС через дроссель уравнивается перепад давления. Обратное движение мембраны ГОС передается на заслонку через измеритель. При этом заслонка сместится влево в сторону совпадающего прямого сигнала, и поршень СМ дополнительно сместится вверх на увеличение открытия соплового аппарата (шибера). Перепад давления на топочном фронте восстановится, а действие ГОС как ЖОС полностью снимется.

Новое равновесное положение будет отличаться от предыдущего тем, что поршень СМ займет новое положение, которое скомпенсирует изменение расхода воздуха, возникшее в первоначальный момент. Управляющая заслонка реле УЭ займет среднее положение. Перепад станет равен 0. Мембрана займет среднее положение, пружина восстановится и будет достигнут баланс сил на измерителе.

 

Настройка:

- дроссель ГОС (сглаживает автоколебания, вводя временную неравномерность);

- рычаг ГОС (изменяет коэффициент усиления);

 

К схеме №1:

 


  1. настроечная пружина;
  2. сильфон-датчик;
  3. маховики;
  4. пружина ЖОС;
  5. распределительный вал;
  6. дроссельный клапан ГОС регулятора давления топлива;
  7. мембранный изодром;
  8. датчик регулятора давления топлива;
  9. конечные выключатели для переключения скорости вентилятора;
  10. разобщительная рукоятка;
  11. ИМ регулятора расхода воздуха;
  12. вентилятор;
  13. коллектор распыливающего пара;
  14. топливный распределительный коллектор;
  15. конечные переключатели топливных насосов (на долевых режимах);
  16. ИМ регулятора давления пара;
  17. подстроечная пружина регулятора расхода воздуха;
  18. мембранный датчик регулятора расхода воздуха;
  19. настроечная пружина регулятора расхода воздуха;
  20. золотник;
  21. управляющий золотник;
  22. датчик регулятора давления распыливающего пара;
  23. топливные фильтры;
  24. топливо подогреватель;
  25. управляющий клапан;
  26. пружина ЖОС терморегулятора;
  27. настроечная пружина терморегулятора;
  28. датчик терморегулятора;
  29. ИМ регулятора давления топлива;

  1. сливной клапан.

 

Схема 1. Схема автоматизации топливо сжигания на турбоходе «София»