регулюючі органи

Пристрої, призначені для зміни підводиться до об'єкта регулювання або відводиться від нього енергії або речовини (палива, повітря, пара, води і т.д.) з метою забезпечення заданого режиму роботи, називаються регулюючими органами. Регулюючі органи, застосовуються як при дистанційному управлінні, так і в системах автоматичного управління, повинні відповідати таким основним вимогам:

- мати необхідний діапазон зміни кількості енергії або речовини для забезпечення якісного регулювання у всьому діапазоні навантажень регульованого об'єкта;

- статистичні характеристики регулюючих органів, тобто залежність зміни кількості речовини, що проходить через регулюючий орган від ступеня його відкриття, повинні бути стабільні в часі і, по можливості, не погіршувати динамічних властивостей системи управління (небажані велике запізнювання, люфти, інерційність і т.д.);

- надійні в експлуатації, виключаючи витік регульованою середовища і ряд інших чинників, що впливає на ККД установки;

- зручно і надійно сполучаються з сервомоторами;

- задовольняти вимогам пожежо- та вибухобезпеки при роботі в особливих умовах;

Вибір регулюючих органів, як правило здійснюється на підставі знання його характеристик:

а) конструктивної характеристики - залежності відносної величини прохідного перетину F від величини відносного переміщення регулюючого органу m. тобто

б) видаткової характеристики - залежності величини відносної витрати речовини q через регулюючий орган від відносного переміщення регулюючого органу m. тобто

Видаткова характеристика (звана також статистичної характеристикою) регулюючого органу залежить не тільки від його конструкції, але і від в'язкості середовища, її щільності, умов роботи, тобто визначається експлуатаційними умовами, тому її часто називають робочою характеристикою.

У разі, якщо видаткова характеристика знімається при постійному перепаді тиску на регулюючому органі, то вона відповідає конструктивній характеристиці і її називають ідеальною.

При побудові систем автоматичного управління на вибір статистичної характеристики регулюючого органу необхідно звертати надзвичайно серйозну увагу, тому що якість роботи однієї і тієї ж системи управління при оптимальному налаштуванні регулятора буде визначаться видом характеристики регулюючого органу як одного з елементів АСУ. У системах автоматичного керування теплотехнічними процесами застосовуються кілька типів регулюючих пристроїв:

1. Дросельні регулюючі органи - регулюючі клапани, крани, засувки, поворотні заслінки, затвори.

2. Регулюючі пристрої, що забезпечують зміну витрати шляхом зміни наявного напору, - направляючі апарати димососів і вентиляторів, що регулюють автотрансформатори і ряд інших.

3. Пристрої для регулювання витрат сипучих матеріалів - живильники сирого вугілля, вугільного пилу, піску та інші.

Розглянемо конструкцію і принцип дії регулюючих пристроїв, що знайшли найбільше поширення в промисловості.

Регулюючі клапани є найбільш поширеним видом дросельних регулюючих органів для регулювання витрат рідин, пари або газу. До них відносяться тарільчасте клапан (рис. 2 - 6-а), голчастий (рис. 2 - 6б), золотниковий з профільними вікнами (рис. 2 - 6в) і ряд інших, які використовуються для регулювання потоків, тиск яких невелика і, отже, не потрібно великих зусиль для переміщення клапанів.

Вибір тієї чи іншої конструкції клапана здійснюється за видатковою характеристикою, яка визначається вибором профілю клапана (або вікна золотникового клапана).

При великих витратах на трубопроводах високого і надвисокого тиску застосовуються так звані двосідельні клапани (рис. 2 - 7). Конструкція цих клапанів така, що високий тиск середовища не викликає необхідності докладання додаткових зусиль для подолання його. Дійсно, як випливає з рис. 2 - 7, тиск Р1 впливає однаковою мірою на відкриття і закриття клапана (тобто дія його на клапан компенсується), і, отже, величина які переміщують зусиль буде визначатися лише величиною зміни перепаду тиску - DР = Р1 -Р2 до і після регулюючого клапана.

Регулюючі шибери, засувки і поворотні заслінки застосовуються для регулювання витрат повітря і газів при невеликих статистичних тисках. Вони встановлюються на трубопроводах як круглого, так і прямокутного перерізу. Для забезпечення необхідної видаткової характеристики регулюють шибера і засувки виконуються з прохідними перетинами фасонного профілю (рис. 2 - 8). На рис. 2 - 9 представлено конструктивне оформлення поворотних заслінок, причому на рис. 2 - 9а показана однополосная заслінка, а на рис. 2 - 9б - багатосмугова поворотна заслінка.

Направляючі апарати димососів і вентиляторів, що встановлюються на всмоктувальній стороні і змінюють напрямок входу струменя в межполосного канали димососів і вентиляторів, знайшли найбільше поширення для регулювання продуктивності тяго-дуттєвих машин.

На рис. 2 - 10 представлена ​​принципова схема осьового направляючого апарату для серійних вентиляторів. Осьової направляючий апарат кріпиться до вхідного патрубка вентилятора. Регулювання продуктивності вентилятора забезпечується закручуванням потоку в бік робочого колеса за рахунок повороту напрямних лопаток - 1 щодо осьового положення.

Вплив на поворот направляючих лопаток - 2 здійснюється за допомогою системи важелів - 4, поворотного кільця - 2 і приводу - 3.

Живильники сирого вугілля використовуються для подачі вугілля в млин і виконуються трьох типів: тарілчасті, стрічкові і скребкові. На рис. 2 - 11 представлена ​​принципова схема тарельчатого живильника. Основним елементом живильника є обертовий диск - 1, на який з бункера - 4 надходить сирої вугілля; паливо з диска скидається за допомогою ножа - 2, зміна кута якого визначається кількість палива, що подається до млина. Необхідна висота шару вугілля на обертовому диску встановлюється за допомогою підйомної манжети - 3.

Принципова схема стрічкового і скребкового живильника представлена ​​на рис. 2 - 12. Регулювання подачі палива в них здійснюється шибером - 1, що змінює висоту шару палива на транспорті - 2. Продуктивність стрічкових транспортерів визначається вологістю палива, що є їх недоліком.

Для регулювання вологих матеріалів використовують різновид стрічкових живильників - скребкові живильники. У скребкових живильників функцію стрічки виконують скребки, які, переміщаючись по металевому столу, захоплюють паливо і скидають його в млин. Крім шибера - 1, регулювання подачі палива може здійснюватися зміною числа обертів ведучого барабана, що змінює швидкість переміщення стрічки або скребка

Для регулювання подачі вугільного пилу в топку (і ряду інших сипучих матеріалів) застосовуються шнекові (рис. 2 - 13а) і лопатеві (рис. 2 - 13б) живильники пилу.

Регулювання кількості пилу в шнековом живильнику здійснюється шляхом регулювання числа обертів електродвигуна, що змінює число оборотів шнека. Недолік цього живильника полягає в тому, що його продуктивність визначається вологістю палива, товщиною помелу і кількістю пилу в бункері. З цієї точки зору більш стабільними характеристиками володіють лопатеві живильники пилу. У них (рис. 2 - 13б) пил захоплюється першої зірочкою - 1, переміщається на 180 0 і скидається через отвори в перегородках - 2 на наступну зірочку, а потім - в пилепроводів. Для усунення зависання пилу з бункера і більш рівномірної подачі її служить ворошитель - 3. Регулювання продуктивності лопатевого живильника пилу, як і шнекового, здійснюється зміною числа обертів електродвигуна, а отже, і зірочок - 1.