Регулатори
Длъжност: Регулатори
Предметна област: Комуникация, комуникация, радиоелектроника и цифрови устройства
Описание: Лекция 21. Регулаторни органи. Регулаторните органи служат за промяна на количеството материя или енергия, подавани към регулирания обект или отвеждани от него по определена програма или поддържани на определено ниво. Най-често с помощта на регулаторни
Дата на добавяне: 2013-07-08
Размер на файла: 91 KB
Произведението е изтеглено от: 49 души.
Регулаторните органи служат за промяна на количеството материя или енергия, подавани към регулирания обект или отвеждани от него по определена програма или поддържани на определено ниво.
Най-често с помощта на регулаторни органи се променя дебитът на веществото, подавано към регулирания обект. Промяната в скоростта на потока на средата при преместване на регулаторния орган от едно крайно положение в друго се нарича диапазон на регулиране на тялото. За да се осигури контрол на процеса от регулаторния орган, е необходимо диапазонът на регулиране да надвишава тези промени в дебита на средата, които могат да възникнат при прехода от минимално натоварване към максимално.
Действието на регулатора в обхвата на регулиране се оценява от статичната му характеристика, т.е. зависимостта на потока на средата от положението (степента на отваряне) на регулатора.
Има теоретични и работни статични характеристики. Теоретичната характеристика се определя при постоянен спад на налягането в регулатора, а работната характеристика се определя при променлива разлика, т.е. за реални работни условия. Производителността може да се различава от теоретичната. Ако последното е линейно, тогава работната характеристика може да бъде по същество нелинейна. Следователно, за да се получи линеенхарактеристична крива, е необходимо да се избере профилът на регулатора така, че теоретичната характеристика да е нелинейна. Регулаторите обикновено се правят с линейни, параболични или логаритмични теоретични характеристики.
По-често от други клапаните се използват като регулаторни органи (фиг. 1а).
Ориз. 1. Видове регулиращи вентили
Регулирането на потока на средата през клапана се извършва чрез промяна на площта на потока между буталото 1 и седлото 5. Повърхността, върху която буталото и седлото влизат в контакт в затворено положение, се нарича опорна повърхност. Прътът 4, движещ се под действието на задвижването, се извежда от корпуса 2 през салниковата кутия 3.
Статичната характеристика на органа за управление на клапана се определя от формата и размерите на буталото и седлото, които могат да бъдат различни (фиг. 1b - g).
На фиг. 1б показва тарелков клапан с плоска опорна повърхност. Неговото сечение на потока е цилиндрична повърхност. Такива клапани се използват рядко, тъй като при високи скорости на потока на средата през тях, ръбовете на плочите бързо се износват, което води до промяна в характеристиките на клапаните.
Тарелкови вентили с конусовидна опорна повърхност (фиг. 1 c) се използват за контролиране на големи дебити. Техният поток е пръстеновидна междина между вътрешния ръб на буталото и опорната повърхност на седалката.
Иглените вентили (фиг. 1d) се използват за относително ниски дебити и при значителни налягания. Областта на потока на иглените клапани е конична междина между вътрешния ръб на седалката и коничната повърхност на буталото.
Вентилът на макарата (фиг. 1 e, f, g) е кух цилиндър с прозорци, изрязани в страничната му стена. СтойностДебитът на клапана се определя от общата площ на тази част от прозорците, която стърчи над ръба на седалката. Прозорците могат да бъдат с правоъгълно (фиг. 1 д), триъгълно (фиг. 1 е) или друго по форма (фиг. 1 ж) сечение.
На фиг. 2. Представени са някои проекти на регулаторни органи. Предлагат се както в конфигурация с единична, така и с двойна седалка.
Ориз. 2. Конструкции на регулиращи вентили
Едноседалковите регулатори (фиг. 2 а) се използват за монтаж на тръбопроводи с малък диаметър и малки падове на налягане през клапаните. Обикновено регулиращите органи на изпълнителните механизми са двуседлови с директно (фиг. 2 b, c) или обратно (фиг. 2 d) действие. При регулаторите с директно действие, когато стеблото се движи надолу, площта на потока намалява, а при регулаторите с обратно действие тя се увеличава. Двуседловите клапани могат значително да намалят силата, упражнявана върху стеблото на регулиращия орган.
В допълнение към тези регулаторни органи се използват диафрагмени (фиг. 2 e) и маркучни (фиг. 2 d) клапани за контрол на потока на замърсени и агресивни среди. При мембранните вентили потокът е блокиран от диафрагма, изработена от специален материал, устойчив на контролираната среда.
В индустрията трипътните смесителни вентили напоследък са широко разпространени (фиг. 2g). Предимството им се състои в това, че при постоянно налягане на потоците е възможно да се поддържа съотношението на дебитите на двата смесени потока без използването на специални регулатори на съотношението.
В системите за управление, когато действат върху потоци газ и пара, се използват и управляващи клапи. Използват се в тръбопроводи с голям диаметър при ниски свръхналягания, където малкизагуба на налягане. Амортисьорите могат да работят в газове, съдържащи твърди частици, както и в среда на свободно течащи гранулирани твърди вещества. Промяната на сечението на потока на регулиращия орган се постига чрез завъртане на клапата под действието на пневматичен задвижващ механизъм.
На фиг. 3 показва някои видове щори. Кръглите клапи (фиг. 3 а) се монтират в тръбопроводи, а правоъгълните клапи (фиг. 3 б) - в канали и газопроводи. Правоъгълните клапи могат да бъдат изпълнени еднолопаткови (фиг. 3 b), многолопаткови с разделителни прегради (фиг. 3 c) и многолопаткови без разделителни прегради (жалузи) (фиг. 3 d). Използването на амортисьори с много лопатки може значително да намали пневматичната задвижваща сила, необходима за управление на амортисьора.
Ориз. 3. Видове бътерфлай клапи
При управлението на много технологични процеси има проблеми с регулирането на потока от агресивни или нагрети до няколко хиляди градуса по Целзий газове и течности, както и газове и течности, съдържащи механични частици. Монтирането на механични управляващи елементи (клапани или амортисьори) е невъзможно (или неефективно) в много такива случаи, тъй като води до бързо износване на управляващия елемент и загуба на неговата управляемост. Преодоляването на посочените трудности се оказа възможно в някои случаи чрез прилагане на принципите на мастиленоструйната технология. Първоначално струйните методи се използват за проектиране на изпълнителни механизми в ракетната и космическата техника.