содержание   ..  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50  ..

ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Исполнительный механизм, работающий в системе автоматического регулирования, должен не только совершать работу по перемещению регулирующего органа, но и обеспечивать это перемещение с возможно меньшими искажениями законов регулирования, формулируемых
регулирующим прибором. Его ходовая характеристика должна отвечать условиям устойчивости к требуемому от данной системы качеству процесса регулирования, а конструктивное выполнение исполнительного механизма — условиям эксплуатации.

Поэтому в книге будут рассмотрены гидравлические и электрические исполнительные механизмы, которые применяют в котельных в комплекте с системами автоматического регулирования «Кристалл» и «Контур».

Пневматические исполнительные механизмы, применяемые в котельных, просты по конструкции и наладка их не вызывает затруднений. Комбинированные исполнительные механизмы не получили широкого распространения.

Гидравлические исполнительные механизмы

Преимущества гидравлических исполнительных механизмов в том, что они малоинерционны, могут создавать большие усилия, не боятся перегрузок.

Недостаток: требуют довольно сложной насосной системы с возвратными линиями.

В котельных гидравлические исполнительные механизмы используют в основном в электронно-гидравлической системе автоматического регулирования «Кристалл» или с регуляторами Р25.

Гидравлические исполнительные механизмы предназначены для автоматического регулирования и дистанционного управления в качестве устройств, перемещающих регулирующие органы и формирующих сигналы обратной связи по положению сервомотора.

Различают следующие модификации гидравлических исполнительных механизмов; ГИМ-Д, ГИМ-2Д, ГИМ-1И, ГИМ-ДИ, ГИМ-Д2И, ГИМ (ГИМ-25). Каждый из этих механизмов состоит из двух основных частей: гидравлического сервомотора, блока управления и обратной связи, включающего электрогидравлическое реле,

Гидравлический сервомотор поршневого типа с поступательным движением штока представляет собой цилиндр с двумя крышками, внутри которого ходит поршень. Цилиндр неподвижно закреплен на стойке. Поступательное движение штока при помощи кривошипной передачи преобразуется во вращательное перемещение вала и рычага, соединяемого с регулирующим органом.

Схема управления гидравлическим сервомотором электрогидравлическим реле показана на рисунке 12, Пока катушки электрогидрореле Р1 и Р2 обесточены, клапаны К1 и К2 находятся в нижнем положении, закрывая слив, при этом в обе полости цилиндра сервомотора додается вода из магистра л и под рабочим давлением, установленным редукционным клапаном, который входит в комплект поставки. При отклонении регулируемой величины от заданного значения на одной из обмоток появляется напряжение, которое увеличивается по мере увеличения отклонения. При достижении определенного напряжения, называемого «напряжением срабатывания», сердечник соответствующего электромагнита и связанный с ним клапан резко перемещаются из крайнего нижнего положения в крайнее верхнее. Тем самым подвод воды из магистрали перекрывается и открывается слив из соответствующей полости сервомотора. Поршень сервомотора перемещает регулирующий орган до тех пор, пока напряжение на обмотке электромагнита не уменьшится до величины напряжения отпускания, при этом клапан также скачком перейдет в нижнее положение; слив воды прекращается, и сервомотор останавливается. При отклонении регулируемой величины другого знака то же самое происходит с подвижной системой второго электромагнита.

Плотное запирание клапанов электрогидрореле обеспечивается слоем резины, покрывающим тарелки клапанов с обеих сторон. Для фиксации положения сервомотора при наличии реакции со стороны регулирующего органа в электрогидрореле предусмотрены обратные клапаны, разобщающие полости цилиндра сервомотора между собой при нижнем положении обоих распределительных клапанов.

Указанные выше модификации гидравлического исполнительного механизма отличаются устройством блока управления и обратной связи. Устройство обратной связи размещают в специальном кожухе, к которому крепят электрогидравлический преобразователь.

Самый простой гидравлический исполнительный механизм не снабжается никакими устройствами обратной связи — модификация ГИМ (ГИМ-25 отличается от ГИМ тем, что максимальный момент на выходном валу у него больше).

В других модификациях блок управления и обратной связи содержит устройство, позволяющее вводить в схему регулирования жесткие связи по положению сервомотора. В модификации ГИМ-Д для этой цели установлен один, а в модификации ГИМ-2Д— два дифференциально-трансформаторных датчика, плунжеры которых рычажной системой кинематически связаны с валом сервомотора.

Модификация ГИМ-1И оснащена пневматическим устройством упругой обратной связи (изодромным устройством), позволяющим реализовать пропорционально-интегральный закон регулирования. Этим устройством перемещение сервомотора преобразуется в сигнал перепада давления воздуха, а перепад давления воздуха затем преобразуется в электрический сигнал. Перепад давления, характеризующий положение сервомотора пропорционально его перемещению, получается за счет изменения объема двух камер, образованных парами сильфонов. Объем этих камер изменяется за счет изменения объема задающей пары сильфонов 1 и 2, причем при движении сервомотора один из сильфонов сжимается, а другой растягивается. Задающие сильфоны соединены с соответствующими сильфонами воспринимающей нары 3 и 4. Верхние задающие и воспринимающие сильфом и через переменный дроссель соединены с нижними.

Плунжер дифференциально-трансформаторного датчика связан со средней частью воспринимающей пары сильфонов и перемещается вместе с ней. Таким образом, при закрытом дросселе получается электрический сигнал жесткой обратной связи по положению сервомотора, а при открытом дросселе—электрический сигнал упругой обратной связи с постоянной времени изодромз, определяемой степенью открытия дросселя,

Модификация ГИМ-ДИ оснащена пневматическим устройством упругой обратной связи (изодромиым устройством) и устройством жесткой обратной связи, Модификация ГИМ-Д2И имеет два датчика устройства изодромной обратной связи и датчик жесткой и  обратной связи, При этом постоянная времени изодрома всегда одинакова для обоих датчиков. Время изодрома регулируют в пределах 5.,Л500 сг

Питание гидравлических исполнительных механизмов водой осуществляется либо через редукционный клапан (один на четыре сервомотора), либо от напорного бачка, расположенного на высоте 10...15 м от уровня установки исполнительного механизма. Систему следует заполнить конденсатом. Даже при замкнутой системе водоснабжения необходимо обратить особое вникание на постоянную фильтрацию циркулирующей воды, ибо от этого зависит надежность работы системы.

После заполнения системы водой ее не следует опорожнять, за исключением крайней необходимости так как это приводит к коррозии элементов, находящихся в воде.

При работе регулятора иногда появляются гармонические колебания параметра. Устойчивость процесса регулирования при применении гидравлического исполнительного механизма достигают путем увеличения времени хода сервомотора. Для этого устанавливают дроссельную шайбу на входе воды в электрогидрореле. На рисунке 13 показаны зависимости времени хода сервомотора от внутреннего диаметра дроссельной шайбы при различных давлениях воды перед входом в электрогидрореле.