Меню

Регулятор управления прямого действия



Регуляторы прямого действия

Автоматические регуляторы прямого и непрямого действия

В регуляторах прямого действия воздействие регулируемой величины на первичный измерительный преобразователь регулятора служит своеобразным источником энергии как для формирования закона регулирования, так и для перемещения затвора регулирующего органа. К. таким регуляторам энергия извне не подводится. Автоматические регуляторы прямого действия широко применяются в системах стабилизации таких технологических параметров, как давление, расход, уровень, температура и т. д.

Рис.61. Регулятор давления прямого действия:

/ — мембрана; 2 — пружина; 3 — шток; 4 — затвор; 5 — седло; 6 — импульсная трубка

Регуляторы прямого действия имеют определенные преимущества по сравнению с регуляторами непрямого действия. Первые автономны (не потребляют энергию от посторонних источников), не имеют искрообразующих элементов (что важно для химической технологии, изобилующей пожароопасными и взрывоопасными производствами), надежны (имеют небольшое количество элементов), просты в изготовлении, монтаже и ремонте.

На рис. 61 показан автоматический регулятор давления прямого действия, поддерживающий заданное значение давления среды в трубопроводе после регулирующего клапана, т. е. «после себя». Конструктивно регулятор выполнен в виде клапана с мембранным приводом. На мембрану / оказывают воздействие давление измеряемой среды в трубопроводе и противодействующая пружина 2.

Все регуляторы прямого действия, как правило, реализуют наиболее простой закон регулирования — пропорциональный.

Источник

Регуляторы прямого действия

date image2015-05-13
views image4772

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Отличительной особенностью регуляторов прямого действия является то, что они работают без дополнительной энергии (механической, электрической, пневматической и др.), используя энергию измеряемого параметра – уровня жидкости, частоты вращения, давления, температуры и др. При этом они содержат все элементы, характерные для комплексного регулирующего устройства: измерительный преобразователь, задатчик, элемент сравнения, формирователь закона управления, исполнительное устройство и регулирующий орган.

Пропорциональный регулятор давления прямого действия (рис. 3.51, а) стабилизирует давление воздуха «после себя».

При заданном значении давления условие равновесия сил, воздействующих на мембрану 1, запишется в виде:

где F – эффективная площадь мембраны 1; с – коэффициент жесткости пружины; l – перемещение штока 3 с клапаном 4.

Если допустить, что давление в объекте медленно увеличится на величину ΔР, то мембрана 1 прогнется вниз на величину Δl, при которой сила сжатия пружины 2 уравновесится возросшим давлением. Новое условие равновесия запишется в виде:

Читайте также:  Регулятор для зимней рыбалки

(P + ΔP)F = (l + Δl)c или ΔPF = cΔl ,

Δl = FΔP/c = k1ΔP ,

где k1 = F/c.

Таким образом, регулятор давления прямого действия осуществляет пропорциональный закон управления.

При достаточно резких изменениях давления в объекте перемещение клапана описывается уравнением:

где m – приведенная масса подвижных частей регулятора;

R – сопротивление трения перемещающегося штока 3;

h – полный ход штока 3.

Первое и второе слагаемое в левой части формулы характеризуют соответственно ускорение и скорость перемещения подвижной системы регулятора. Уравнение может быть записано также в виде:

Таким образом, в зависимости от скорости изменения давления в объекте передаточная функция регулятора давления прямого действия может быть представлена в виде пропорционального, или инерционного звена первого или второго порядка.

На рис. 3.51, б показана схема астатического регулятора давления в трубопроводе «после себя». Объект регулирования – трубопровод – можно рассматривать как инерционное звено 1-го порядка. В состоянии равновесия, когда давление p после регулятора равно заданному значению, все элементы регулятора неподвижны. При изменении давления р, например его увеличении вследствие уменьшения расхода Gp, мембрана 1 перемещается вниз и перемещает с помощью штока 3 регулирующий орган 4, который уменьшает подачу воздуха.

Сила давления воздуха, действующая на мембрану 1 сверху, уравновешивается массой груза 2, действующей снизу. Следовательно, равновесие сил возможно только в одном случае: когда сила давления равна силе массы груза, т. е. когда давление p равно заданному значению.

Регуляторы выпускаются с диаметром условного прохода клапана от 15 до 200 мм и с пределами настройки от 10 до 1000 кН/м.

Рис. 3.51. Регуляторы давления прямого действия:
a – пропорциональный регулятор давления прямого действия;
б – интегральный регулятор давления прямого действия.

Регуляторы расхода прямого действия по принципу действия аналогичны регуляторам давления. Отличия заключаются в том, что вместо давления Р на мембрану воздействует перепад давлений на сужающем устройстве (диафрагме), являющимся первичным измерительным преобразователем расхода воздуха, газа, пара или жидкости. Для повышения чувствительности вместо мембраны используются сильфоны, которые имеют большую эффективную площадь.

Регуляторы температуры прямого действия в качестве первичного измерительного преобразователя как правило содержат термометрическую систему, состоящую из термобаллона, капилляра и сильфона. Термобаллон в зависимости от диапазона измеряемых температур заполнен легкоиспаряющимися газом (азот), жидкостью или парожидкостной смесью (спирт, эфир, хлорметил и др.).

Читайте также:  Ремонт регулятора высокого давления

При изменении температуры в объекте изменяется температура, объем и давление заполняющего термобаллон вещества. Через капилляр (тонкую медную трубку стандартной длины) давление передается в сильфон, который как и мембрана 1 (рис. 3.52) связан штоком 4 с клапаном 5 на линии подачи теплоносителя.

Регуляторы температуры прямого действия выпускаются с условным диаметром клапана от 15 до 80 мм и с пределами настройки от 0 до 180°С. Отличительной особенность этих регуляторов является инерционность термосистемы, определяемая теплоемкостью термобаллона и тепловыми сопротивлениями, в результате чего постоянная времени регулятора составляет порядка 40 с.

Источник

Все о регуляторе давления прямого действия

article203.jpg

Регулятор давления прямого действия – автономная регулирующая арматура, которая поддерживает постоянство давления в трубопроводной системе. Для работы устройства не требуется дополнительный источник энергии. Процесс происходит за счет энергии рабочей среды. Регулятор делает давление стабильным, независимо от колебаний на входе или выходе.

Устройство и принцип работы

Основные элементы узла:

  • чувствительный (измерительный);
  • исполнительный;
  • управляющий:
  • регулирующий.

Регулятор прямого действия (пилотный) оборудован задатчиком давления, которым является пружина. Задатчиком выходного давления является энергия рабочей среды. Деталь, которая подает импульс на исполнительный механизм, называется «пилот».

Алгоритм работы устройства:

  1. Регулятор давления закрыт прижатым к седлу клапаном и силой пружины.
  2. Рабочая среда из трубопровода подается на вход исполнительного устройства. При прохождении через суженый проход (щель между клапаном и седлом), давление снижается.
  3. Показатели выходного давления зависят от наладки командного устройства (регулировочный винт и скорость его вращения). Требуемый расход среды регулируется величиной зазора между клапаном и седлом.
  4. Выходное давление подается из трубопровода внутрь регулятора через штуцер.
  5. Когда равновесие достигнуто, клапан и поршень устанавливаются в таком положении.
  6. В случае возрастания давления, поршень и клапан автоматически перемещаются вниз с целью уменьшения проходного сечения. При снижении выходного давления идет обратный процесс.

Сфера применения узла

Регулятор давления прямого действия предназначен для поддержания стабильной транспортировки рабочих сред в трубопроводах разного назначения. Возможные рабочие среды – нефть, нефтепродукты, газовые смеси, технологическая вода, пар, химические соединения.

Регуляторы нужны для полной комплектации оборудования нефтеперерабатывающих заводов. Узлы необходимы при распределении газа на компрессорных и газораспределительных станциях.

Читайте также:  Настройка регулятора отопления данфосс

В сфере жилищно-коммунального хозяйства приборы используют в котельных, тепловых пунктах, теплоцентралях, при подаче холодной и горячей воды.

Регуляторы давления прямого действия незаменимы в химической промышленности – органическая и неорганическая химия, фармацевтика, парфюмерия, стройматериалы. Здесь требуется подача не только агрессивных сред, но и большого количества холодной воды для систем охлаждения.

Прибор используют в условиях лаборатории (испытательный стенд) для контрольных, приемочных испытаний исследуемых объектов.

Преимущества регуляторов

Прямоточная конструкция имеет неоспоримые преимущества:

  • производительность выше на 30% за счет бесповоротной транспортировки среды (осевое направление потока);
  • стабильность давления с минимальными потерями;
  • предупреждение образования пузырьков в жидких средах (кавитация);
  • устойчивость к турбулентности;
  • высокая точность показателей заданного давления, независимо от состояния давления на входе и выходе (погрешность до 1%);
  • отсутствие внешнего источника питания;
  • гарантийный срок на продукцию с момента продажи – 7 лет.

Прибор, в зависимости от модельного ряда, выполнен из нержавеющей стали разных марок (коррозионностойкая, углеродистая с цинковым покрытием, низколегированная). Это гарантирует устойчивость к коррозии, агрессивным химическим соединениям, прочность, долговечность

Регулятор давления прямого действия представляет простую, доступную по цене конструкцию, легкую в эксплуатации. Устройство узла дает возможность подсоединить приводы разного типа. При поломке, выходе из строя, наладка или ремонт производят без демонтажа.

Конструкция прибора предусматривает стандартные присоединительные (установочные) размеры. Поэтому наш регулятор без труда может заменить любой аналог российского или западного производства

Опросный лист при заказе

Какие параметры в обязательном порядке указывают при оформлении заказа:

  • сокращенное наименование – для регулятора давления прямого действия – RPD;
  • название модельного ряда (серии) − Atlant, Gefest, Titan, Pacs;
  • тип задающего устройства – пружина, привод (пневматический, электрический), командное устройство;
  • разновидность регулятора, диаметр, условное давление;
  • материал корпуса и комплектующих − легированная, низколегированная сталь, углеродистая конструкционная, с криогенной обработкой, многокомпонентный заменитель бронзовых сплавов;
  • агрегатное состояние среды (газ, пар, жидкость), ожидаемое давление на входе и выходе.

Гарантийное и пост гарантийное обслуживание регуляторов давления прямого действия проводится исключительно инженерами с техническим образованием. Сборку и монтаж делают специалисты обслуживающего сервиса, особенно если предстоит работа с огнеопасными, взрывоопасными, токсичными средами.

Источник