Меню

Устройство регуляторов уровня прямого действия



Статический регулятор уровня прямого действия.

Автоматические регуляторы могут быть подразделены по целому ряду признаков: по назначению, характеристике регулирования, способу действия, виду вспомогатель­ной энергии и т. п.

По. назначению регуляторы подразделяются на регуляторы дав­ления, температуры, расхода, влажности, уровня и др.

По характеристике регулирования регуляторы бывают позицион­ные, статические, астатические и статически-астатические (издромные).

По способу действия регуляторы делятся на регуляторы прямого и ‘непрямого действия. Регулятор прямого действия работает за счет энергии, получаемой от самой регулирующей среды.

Регулятор непрямого действия питается энергией от внешнего источника. По виду используемой энергии регуляторы делятся на гидравлические, пневматические, электрические и электронные. Существуют регуляторы, и которых используется несколько видов вспомогательной энергии, как, например, электрогидравлические регуляторы, применяемые в тепловых сетях.

В практике может встретиться также большое разнообразие кон­струкции регуляторов. Однако основные конструктивные схемы ре­гуляторов приведены ниже.

Регуляторы прямого действия

В регуляторах прямого (непосредственного) действия силой, из­меняющей положение регулирующего органа, является усилие, воз­никающее в самом чувствительном элементе за счет изменения регу­лируемого параметра. Связь между чувствительным элементом и ре­гулирующим органом обычно в этого типа регуляторах механиче­ская—с помощью штока или рычажной передачи.

Рассмотрим некоторые тины регуляторов прямого действия. Статический регулятор давления прямого действия. Схема та­кого типа регулятора приведена на рис. 1. В качестве чувстви­тельного элемента принята мембрана 1 , на которую регулируемая линия на мембрану создается сила F1. Эта сила передаётся штоку 3

на котором сидит двухседельный регулирующий клапан 4. находя­щийся в корпусе 5. Сальник 6 служит для -вывода штока во внеш­нюю среду. На шток в противоположном направлении силе Р1 действует сила Р2, создаваемая пружиной 7.

При установившемся состоянии сила, возникающая в мембране Р1, и сила, создаваемая пружиной, уравновешиваются; шток и регу­лирующий клапан находятся в покое. При изменившейся величине регулируемого давления сила Р1 изменится и будет уравновеши­ваться при новом положении штока силой F2, т. е. при новомусилии

Рис. 1. Статический регулятор дав­ления прямого действия

Рис. 2. Астатический регулятор давления прямого действия

создаваемом пружиной. Другими словами, у этого регулятора величина регулируемого давления зависит от положения регулирую­щего клапана, т. е. зависит от расхода. Это является признаком, свойственным статическому регулятору.

В статическом регуляторе скорость перемещения регулирующего органа пропорциональна скорости изменения параметра, но не за­висит от величины отклонения его. Это также является признаком, свойственным статическому регулятору. Этот регулятор не способен вернуть регулируемый параметр к заданному значению. Величина регулируемого параметра будет зависеть от положения клапана, т. е. от степени сжатия пружины.

Астатический регулятор давления прямого действия. На рис. 2показан астатический регулятор давления прямого действия. Мем­брана 1 импульсная трубка 2, шток 3, клапан 4, корпус 5, саль­ник 6 такие же, как и в статическом регуляторе. Только здесь на шток действует постоянная сила, создаваемая весом помещенного на рычаге груза 7.

Читайте также:  Как проверить регулятор давления топлива пассат б5

Если давление в трубопроводе за клапаном возрастает, то уси­лие, передаваемое мембраной на шток, увеличивается. Под действием возросшей силы шток начнет опускаться, а клапан будет прикрываться. При этом расход среды уменьшится. Система придет в равновесное состояние, когда силы, действующие на шток от мембраны и от груза, будут равны. При этом, естественно, регулирую­щий клапан будет уже занимать новое положение, но сила, созда­ваемая грузом, останется практически прежней.

Скорость перемещения клапана в данном регуляторе зависит от величины отклонения регулируемого параметра от заданного значения. Степень связи между этими величинами, характеризуе­мую коэффициентом пропорциональности, можно менять с помощью вентиля 8.

Следует отметить, что рассмотренный регулятор давления пря­мого действия практически имеет большую зону нечувствительности и отли­чается значительной неравномерностью, почему может применяться только в случаях, когда не требуется высокое качество регулирования. Неравномерность объясняется реакцией струи и наличием разности диаметров двухседельных клапанов, а также трением в сальнике.

Регуляторы давления прямого действия выпускаются промыш­ленностью диаметрами условного прохода от 50 до 150 мм и позволяют

при различных диаметрах мембраны получить диапазон настройки в широких пределах (от 0,15 до 13 кг/см2 2 ). Примерные га­бариты регулятора по высоте 775—900 мм.

Рассмотренные регуляторы давления могут регулировать давле­ние как до себя, так и после себя. Для этого требуется лишь про­извести изменение положения двухседельного клапана. Вследствие этого регуляторы давления называются соответственно регуляторами давления «до себя» или регуляторами давления «после себя».

Статический регулятор тем­пературы прямого действия.Регулятор температуры прямо­го (непосредственного) дей­ствия приведен на рис. 3.

Рис. 3. Статический регулятор температуры прямого действия

Термопатрон 1 с легко испа­ряющейся жидкостью является чувствительным элементом. В зависимости от температуры жидкости изменяется давление насыщенных паров, заполняю­щих капиллярную трубку 2, а давление в сильфонной каме­ре 3. В корпусе 4 находится клапанная система.

При увеличении температу­ры клапан 5 прикрывается, при­ток теплоносителя (пара, горя­чей воды и т. п.) уменьшается и температура регулируемой среды понижается. Давление паров в термопатроне снижает­ся, и клапан несколько приот­крывается. Масленка 6 направ­ляет смазку в сальник. Настройка

Источник

Регуляторы температуры прямого и непрямого действия. Применение в промышленности. Характеристики. Принцип действия.

Для любой отопительной системы основной задачей является поддержание уровня комфортности температуры в отапливаемой емкости, трубопроводе, помещении. Поддерживать необходимую температуру можно разными способами, однако, самым распространенным является метод, основанный на применении специальных устройств — регуляторов температуры.

Регулятор температуры или, по-другому, терморегулятор — это прибор, который предназначается для регулирования и поддержания заданной температуры среды в движении (трубопровод) и статике (бак, аквариум, и др.).

На современном этапе развития техники, в системах отопления, водоснабжения, вентиляции и прочих, используются терморегуляторы двух принципиально разных типов:

И если регуляторы температуры непрямого действия — это в основном электронные приборы, в которых для активации регулирующего температуру механизма используется энергия от какого-либо внешнего источника, и разобраться в их строении достаточно сложно (а чтобы не напортачить, даже не нужно), то регуляторы прямого действия — это механические устройства, знать конструкцию и принцип действия которых стоит.

Читайте также:  Потек регулятор тормозных усилий

1) В общем виде, устройство регуляторов температуры непрямого действия можно описать схемой: датчик температуры — электронный блок обработки и регулировки — регулирующий механизм подогрева/охлаждения. Терморегуляторы непрямого действия могут быть скачкообразного и плавного действия.

— Регуляторы температуры непрямого скачкообразного действия — это регуляторы типа «on/off». В таких терморегуляторах используется либо запорный клапан, либо нагревательный элемент, который отключается, как только температура на датчике достигает некоторого, заранее заложенного значения, и включается при понижении температуры на определенное количество градусов (запорный клапан, аналогично, либо открыт, либо закрыт — горячая или холодная среда поступает/не поступает в емкость). Такие терморегуляторы называют релейными, а их основные недостатки — повышенное потребление энергии, невысокая точность и температурная амплитуда.

Регулятор температуры непрямого скачкообразного действия

Регулятор температуры непрямого скачкообразного действия.

— Регуляторы температуры непрямого плавного действия подразделяются на пропорциональные и PID-регуляторы. Применение пропорциональных регуляторов температуры непрямого действия позволяет избежать циклических колебаний температуры при снижении средней потребляемой мощности терморегулятора. PID-регулятор представляет собой настраиваемый пропорциональный регулятор с двумя дополнительными настройками, что позволяет ему автоматически оперативно компенсировать малейшие изменения температуры в различных системах небольшой массы и объема с низкой инерционностью.

Регулятор температуры непрямого плавного действия

Регулятор температуры непрямого плавного действия

Устройство регуляторов температуры прямого действия разберем более подробно.

2) Регуляторы температуры прямого действия для активации регулирующего механизма получают энергию, непосредственно, от чувствительного элемента, при этом, присутствие дополнительных источников энергии для регуляции не требуется, что является особенно важным в промышленности, на производствах и сфере коммунального хозяйства.

Регуляторы температуры прямого действия

Регуляторы температуры прямого действия.

Регулятор температуры прямого действия представляет собой запорный клапан изменяемого проходного сечения, управление которым осуществляется непосредственно термостатическим чувствительным элементом.

Принцип работы регулятора температуры прямого действия состоит в том, что газ или жидкость в замкнутой емкости определенного объема под воздействием температуры либо сужается, либо расширяется, создавая при этом, давление, достаточное для воздействия на регулирующий механизм.

В качестве замкнутой емкости выступает внутренняя полость температурного датчика, которая заполняется рабочей средой. Температурный датчик, при этом, соединяется с сильфоном регулятора посредством капиллярной трубки. При увеличении или уменьшении температуры окружающей среды увеличивается или уменьшается, соответственно, и объем рабочей жидкости или газа внутри температурного датчика, что, безусловно, приводит к изменению давления внутри термодатчика, которое и передается на сильфон при помощи капиллярной трубки. Сильфон, способный под действием давления, изменять свои геометрические размеры: либо вытягивается при увеличении давления, либо втягивается при его уменьшении. К верхней части сильфона прикреплен шток, который, воздействуя на заслонку регулирующего клапана, открывает или закрывает её. Таким образом, происходит регулирование интенсивности потока теплоносителя, что ведет к повышению или понижению температуры после регулятора.

Читайте также:  Регулятор отопления лифан солано

Сам клапан регулятора температуры данного типа — по сути, это обычный линейный односедельный клапан, разгруженный по давлению. Такой клапан абсолютно идентичен другим клапанам такого типа, использующихся, также, в пневматике и гидравлике, пусть даже и имеет другой тип привода. Клапан, в зависимости от области применения и среды теплоносителя, может быть выполнен в копусе из стали, бронзы, чугуна и, даже, латуни. Корпус может иметь фланцевый или резьбовой тип присоединения к трубопроводу. Иногда, проблему присоединения решают при помощи сварки.

Устройство регулятора температуры прямого действия

Устройство регулятора температуры прямого действия.

Стоит отметить, что регуляторы температуры, в зависимости от реакции на изменение температуры, подразделяются на нормально закрытые (с ростом температуры — открываются) и нормально открытые ( с ростом температуры — закрываются).

В качестве рабочих сред, которые заполняют датчик температуры и сильфон, используются различные жидкости, газы, газоконденсатная смесь и даже парафин. Причем, выбор среды, как правило, характеризуется температурным диапазоном.

Датчики температуры, кстати, тоже могут подразделяться на несколько видов. Так, по способу установки различают:

Накладные температурные датчики — которые устанавливаются, сверху, на трубе с теплоносителем. Такие термодатчики не требуют расширительных карманов для установки, внутри трубы с теплоносителем, не создается дополнительных гидравлических сопротивлений. Недостаток накладных термодатчиков — высокая инерционность.

Погружные температурные датчики — которые при установке врезаются, непосредственно, в трубу с теплоносителем. Причем врезка должна быть осуществлена либо через защитную гильзу, либо таким образом, чтобы образовался прямой контакт датчика с теплоносителем. Погружные термодатчики обладают пониженной инерционностью. Недостатками являются: дополнительно возникающие , в трубопроводе, гидравлические сопротивления, необходимость в сварочных работах и расширительных карманах при установке.

Интегрированные температурные датчики — которые встроены, непосредственно, в сам корпус регулятора температуры.

температурные датчики

Основными техническими характеристиками, по которым можно судить о работе регуляторов температуры прямого действия являются:

Время срабатывания — зависит от конструкции терморегулирующего механизма (сильфона и капиллярной трубки) и способа установки датчика температуры, определяющего инерционность;

Диапазон регулируемой температуры — температура, в пределах которой может выполняться регулирование;

Зона пропорциональности — отклонение значения реальной температуры от заданного значения, при котором клапан полностью открыт или полностью закрыт. Данная характеристика приводится в тех. документации к прибору;

Гистерезис — минимальное значение изменения температуры, на которое способен реагировать регулятор;

DN регулятора температуры — используемый для унификации типоразмеров для всей трубопроводной арматуры номинальный диаметр отверстия присоединительных патрубков;

PN регулятора температуры — допустимое для безаварийной эксплуатации регулятора, номинальное максимально допустимое избыточное давление (при t=20 o C);

KN регулятора температуры — коэффициент пропускной способности регулятора температуры, применяемый в гидравлических расчетах вычисления потерь напора в системах отопления.

Источник