Вычислительная механика
Практическая работа
24 апр 2022
1 страниц

Вычислительная техника

Практическая работа №3 Расчёт и выбор регулирующего органа

1. Цель работы.
Целью работы является изучение принцип действия и конструкции регулирующих органов исполнительных устройств, порядок их расчёта и выбора.
2. Теоретические сведения
К основным блокам ИУ относятся исполнитель¬ный механизм (ИМ) и регулирующий орган (РО), которые кон¬структивно могут быть объединены в едином изделии или собира¬ются из индивидуально выпускаемых блоков. В некоторых случаях ИУ может состоять из одного блока, выполняющего функции ис¬полнительного механизма. Под исполнительным механизмом в общем случае подразумевают блок ИУ (рис. 1), преобразующий приходящий управляющий сигнал регулирующего устройства в сигнал, который через соответствующую связь осу¬ществляет воздействие на регулирующий орган или непосредственно на объект регулирования. Регулирующим органом называют блок ИУ, с помощью которого производится регулирующее воздействие на объект регулирования. Выходной сигнал исполнительного механизма является входным сигналом для регулирующего органа.

Вторым основным блоком исполнительного устройства является регулирующий орган (РО). Регули¬рующий орган предназначен для изменения расхода среды, энер¬гии или каких-либо других параметров, обеспечивающих задан¬ный режим работы объекта.
Различные РО по виду воздействия на объект подразделяются на два основных типа: дросселирующие и дозирующие.
Ниже приводится классификация регулирующих органов.



Дросселирующие регулирующие органы изменяют гидравличе¬ское сопротивление в системе, воздействующее на расход вещества путем изменения своего проходного сечения. К ним относятся регулирующие клапаны, заслонки и шиберы.
В дозирующих регули¬рующих органах осуществляется заданное дозирование поступаю¬щего вещества или энергии или изменение расхода вещества путем изменения производительности агрегатов. В настоящее время ши¬рокое распространение в АСУ ТП получили дросселирующее РО, хотя применение дозирующих РО экономически более оправдано.
Наибольшее применение в качестве регулирующих органов получили клапаны, представляющие со¬бой регулируемые сопротивления.



Рис.2 Принципиальные схемы клапанов: а – нормально открытого; б – нормально закрытого

Принципиальная схема простейшего клапана приведена на рис. 2а. Корпус 1 разде¬лен перегородкой на две части. Поток протекающего вещества проходит через седло 2; в перегородке над седлом расположен затвор 3, прикрепленный к штоку 4, выведенному из корпуса клапана через сальниковое уплотнение. Клапан может быть нормально (рис. 2, а) открытым и нормально закрытым (рис. 2б). Проходное сечение клапана зависит от расстоя¬ния между седлом 2 и затвором 3.
Для регулирования больших расходов применяют двухседельные клапаны, основное преимущество которых в том, что затвор клапана разгружен. В двухседельном клапане сила, развиваемая ис¬полнительным механизмом, затрачивается только на перемеще¬ние регулирующего органа, независимо от давления и скорости протекания регулируемой среды. Однако они менее герметичны, чем односёдельные.
Односедельныс клапаны требуют более мощный исполнительный механизм - так как на шток воздействует сила давления среды.
По условному давлению выпускаемые одно- и двухседельные клапаны подразделяются на три модификации: для низких давлении (до 1,6 МПа), сред¬них (от 2,5 до 16 МПа) и высоких (от 20 до 150 МПа).
Регулирующие трехходовые клапаны предназначены для ав¬томатического регулирования и поддержания в установленных пределах заданного параметра среды в отводящем патрубке, что достигается смещением сред, по¬ступающих к клапану по подво¬дящим патрубкам.


Диафрагмовые регулирующие клапаны применяют для из¬менения потока агрессивных жидкостей (рис.3). Между корпусами исполнительного механизма и регулирующего органа 1 исполнительного механизма укреплен плунжер грибовид¬ной формы. При перемещении штока 1 вниз плунжер 2 проги¬бает мембрану 3, уменьшая проходное сечение клапана. Внут¬ренняя поверхность 4 корпуса клапана футерована кислото¬стойкой эмалью или другими материалами.
Клапаны шланговые регулирующие тира КРШ являются исполнительными устройствами средних расходов. Они пред¬назначены для автоматического регулирования жидких сред, содержащих твердые частицы во взвешенном состоянии, и кис¬лот, в которых стойки резиновые патрубки.
Шланговый регулирующий орган (рис.4 представляет собой резиновый корпус — патрубок 1, пережимаемый двумя валиками-траверсами. Патрубок помещен в герметичный ко¬жух. Последний образован чугунным корпусом 2 и крышкой 3, соединение между которыми уплотнено прокладкой. На слу¬чай разрыва патрубка в крышке 3 предусмотрено сальниковое уплотнение штока. Сам патрубок 1 в корпусе 2 кожуха зажи¬мается уплотнительными конусами-фланцами 5.
Верхняя траверса 6 жестко соединена со штоком 4. Нижняя траверса 7 прикреплена к верхней при помощи ролико-втулочной цепи. При перемещении штока 4 с прикрепленной к нему траверсой 6 вниз нижняя траверса 7 поднимается, и таким об¬разом осуществляется пережим патрубка.

Рисунок 4– Шланговый регулирующий орган
Расход среды через шланговый клапан изменяется в основ¬ном только в первой половине подъема штока, зависимость между увеличением расхода и подъемом штока примерно ли¬нейная.
Коэффициент гидравлического сопротивления двухседельного регулирующего клапана с условным проходом 100 мм при¬мерно 4—6, для шлангового патрубка с таким же условным проходом он равен 0,3—0,4.
Так как в шланговых регулирующих клапанах среда не контактирует с по-движными частями, чугунным корпусом и крышкой, клапаны можно применять для агрессивных продуктов, в которых стойки патрубки из резины соответст-вующих марок.
Для изменения потоков газа и пара в трубопроводах боль¬шого диаметра в качестве регулирующих органов применяют заслонки. Регулирующие заслонки типа ТА предназначены для сред с температурой до 200°С, типа ТБ — для сред с темпера¬турой 200 — 400 СС.
Принцип действия регулирующих заслонок основан на из¬менении их пропускной способности при повороте диска (затво¬ра), происходящем в соответствии с сигналом, поступающим от регулятора или устройства дистанционного управления.
Регулирующий орган в заслонках (рис. 5) ТА и ТБ представляет собой кольцевой корпус 2, внутри которого вра¬щается диск 1, зафиксированный на полуосях 3 и 4. Полуось 4 выведена из корпуса 2 наружу через сальниковое уплотнение. На наружном конце этой полуоси укреплены стрелка для конт¬роля положения диска и кривошип 5, предназначенный для соединения диска с исполнительным механизмом.



Рисунок 5 – Заслонка

Положение диска относительно, плоскости, перпендикулярной потоку, опре-деляет величину проходного сечения. Нет и принять за нуль положение диска, перпендикулярное к оси трубопровода, то при угле поворота φ = 90°C заслонка полностью открыта. При φ = 0 проходное сечение минимально, но не равно нулю, гак как затвор не обеспечивает полного закрытия поперечного сечения трубопровода; всегда остается небольшой кольцевой зазор.
Регулирующие органы должны применяться строго по назначению в соот-ветствии с их рабочими параметрами. Монтаж регулирующего органа следует производить на прямом участке трубопровода. Длина прямого участка трубопровода до и после РО дол¬жна быть не менее шести его условных проходов. Регулирующие органы должны устанавливаться в местах, допустимых для обслужива¬ния, осмотра, настройки и разборки. Например, нормальное установочное положение клапана на горизонтальном трубопроводе — верти¬кальное с мембранной головкой вверх. Регулирующий орган следует располагать на трубопроводе так, чтобы направление потоков среды соответствовало указанию стрелки на его кор¬пусе.
Для устранения неисправностей в работе регулирующего органа следует предусмотреть обводную линию с запорными задвижками (рис. 5).

NataliaV NataliaV
1500 р