Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Производство железобетонных изделий

Исполнительные механизмы и регулирующие органы


Исполнительные механизмы и регулирующие органы

Исполнительный механизм является конечным элементом автоматического устройства и, как правило, соединяется с регулирующим органом.

Исполнительный механизм с регулирующим органом — это устройства, которые изменяют расход регулируемого агента в объекте регулирования, в данном случае в технологическом процессе изготовления бетонной смеси.

В зависимости от сигнала автоматического регулятора исполнительный механизм изменяет приток или расход материала или энергии, направляемые в объект регулирования с целью уменьшения возникшего рассогласования, приближения регулируемой величины к заданному значению.

Конструкции исполнительных механизмов выпускают пневматические, электрические и гидравлические.

Пневматические и гидравлические исполнительные механизмы отличаются простотой конструкции, большими выходными моментами, надежностью и возможностью получать различные скорости перемещения регулирующего органа. В качестве привода электрических исполнительных механизмов используют электродвигатели переменного или постоянного тока. К недостаткам этих исполнительных механизмов следует отнести сложность регулирования скорости.

Выбор того или иного исполнительного механизма зависит от типа применяемого регулятора. Исполнительный механизм выбирают с учетом величины перестановочного усилия, необходимого Для регулирующего органа.

Ниже рассмотрены электрические и пневматические исполнительные механизмы, применяемые в промышленности строительных материалов.

Рис. 1. Условные изображения исполнительных механизмов и регулирующих органов, работающих вместе с различными регуляторами:
а — с электрическими регуляторами; 1 — исполнительный механизм с электродвигателем переменного тока; 2 — то же, с электродвигателем постоянного тока; 3 — исполнительный механизм электромагнитный; б — с пневматическими и гидравлическими регуляторами; 4 — исполнительный механизм мембранный; 5 — исполнительный механизм поршневой; в — регулирующие органы; 6 — клапан проходной; 7 — заслонка; 8 — шибер; 9 — клапан трехходовой

Электрические исполнительные механизмы перемещают различные регулирующие органы: клапаны, дроссельные заслонки, задвижки, краны и т. п. Они работают в комплекте с электрическими и электронными регуляторами. В качестве приводов к этим механизмам применяют трехфазные и однофазные асинхронные электродвигатели.

Промышленность выпускает однооборотные механизмы с углом поворота выходного вала не более 360° и многооборотные, валы которых делают несколько оборотов.

Исполнительный механизм ДР предназначен для позиционного регулирования. Он представляет собой корпус, в котором размещен однофазный электродвигатель, присоединенный через редуктор к выходному валу. Электродвигатель может вращаться только в одну сторону; его включают контактом управляющего или дистанционного устройства, а выключают выключателем, укрепленным на выходном валу.

На рис. 2,б показана электрическая схема механизма. Выключатель имеет два изолированных контакта: контакт с минимальным значением параметра и — с максимальным. Эти контакты электрически соединены с одноименными неподвижными контактами управляющего устройства. Кольцевая шина выключателя соединена с электрической сетью. Вторая кольцевая шина выключателя присоединена к обмотке электродвигателя.

Рис. 2. Исполнительный механизм типа ДР:
а — общий вид; б — электрическая схема

Когда ползунок 3 выключателя, закрепленный на выходном валу механизма (на схеме редуктор не показан), находится на одном из контактов, электродвигатель работать не может.

При включении переключающего устройства регулятора в положение минимума ток поступит на неподвижный контакт и, следовательно, электродвигатель начнет вращаться. Когда же ползунок сойдет с контакта 6, двигатель будет продолжать вращаться независимо от положения контакта устройства, так как ток в его обмотку продолжает подаваться через шины, замыкаемые ползунком.

Двигатель остановится после полуоборота выходного вала механизма, так как ползунок выключателя сойдет с шины и окажется на контакте. Повторно двигатель включится в случае, если переключающее устройство перейдет в положение механизма.

Следовательно, регулирующий орган, соединенный с данным исполнительным механизмом, может быть только в открытом или закрытом положении. Остановить исполнительный механизм ДР в промежуточном положении невозможно.

Электромагнитный исполнительный механизм используют также для позиционного регулирования. Электромагниты применяют для обеспечения возвратно-поступательных перемещений регулирующих органов. Электромагнитные приводы бывают переменного и постоянного тока.

Электропневматический клапан (ЭПК), показанный на рис. 3, предназначен для управления пневматическими линиями. ЭПК изготовляют в двух модификациях: «Ток открывает» (Т. о.) и «Ток закрывает» (Т. з.). Клапан Т.о. подает сжатый воздух в технологическую линию (установку) при подаче напряжения на обмотку катушки электромагнита клапана и сбрасывает воздух из нее при снятии напряжения. Действие клапана Т.з. обратно действию первого клапана.

При включении тока в катушку электромагнита якорь подтягивается к неподвижному ярму 3. Вместе с якорем перемещается шток, соединенный с золотником, последний при этом поднимается вверх, открывая линию питания сжатым воздухом, соединенную с технологической установкой.

Исполнительный механизм типа ПР используют вместе с электрическим регулятором, когда необходимо получать обратную связь с исполнительным механизмом. В исполнительном механизме установлен однофазный реверсивный двигатель переменного тока и реостат для получения обратной связи. Этот механизм может работать, например, в сочетании с статическим регулятором типа БР-3.

Электрический исполнительный механизм типа ПР представляет собой устройство, состоящее из следующих узлов: асинхронного электродвигателя, корпуса с редуктором, концевых выключателей 3 и реостата обратной связи.

Исполнительный механизм типа ПР снабжен диском, что позволяет воздействовать как на поворотный регулирующий орган, так и на поступательный.

Шестерни редуктора — сменные, что позволяет регулировать скорость вращения выходного вала, создавая угловое перемещение на 180° за 10—120 с. Потребляемая мощность двигателя — 60 Вт. Вращающий момент на выходном валу — 100 кГс/м при настройке 30 с.

Частями электродвигателя являются короткозамкнутый ротор и статор, закрепленный в корпусе исполнительного механизма. Выходной вал электродвигателя может вращаться в двух направлениях в зависимости от фазы подаваемого тока.

Рис. 3. Схема электромагнитного исполнительного механизма и клапана

Электрическая схема исполнительного механизма приведена на рис. 4, б, на которой R0.с — реостат обратной связи, а КВ-1 и КВ-2 — конечные выключатели, отключающие двигатель исполнительного механизма от сети при достижении им крайних положений.

Исполнительный механизм МЭК служит для перемещения регулирующих органов. Этот механизм действует от асинхронного электродвигателя с полым ротором. Электродвигатель имеет две обмотки: возбуждения и управления. Изменением напряжения на обИготке управления можно регулировать скорость вращения выходного вала исполнительного механизма. От электродвигателя вращение через соединительную муфту передается на редуктор.

Рис. 4. Исполнительный механизм типа ПР:
а — общий вид; б — электрическая схема

Выходной вал редуктора может вращаться на 360°. С целью уменьшения выбега выходного вала в механизме применен электромагнитный тормоз. Для наблюдения за положением выходного вала имеется шкала с делениями в градусах.

Узел реостатов и конечных выключателей скомпонован из двух реостатов по 120±5 Ом и двух конечных выключателей. Один из реостатов предназначен для обратной связи, другой — для подключения дистанционного указателя положения регулирующего органа.

Конечные выключатели служат для выключения электродвигателя в крайних положениях и для ограничения – угла поворота выходного вала.

Пневматические исполнительные механизмы, обладающие малой инерционностью, позволяют получать большие усилия. Эти механизмы применяют в основном для передачи поступательных движений. По принципу действия их можно разделить на две группы: поршневые и диафрагменные.

Поршневые исполнительные механизмы выпускают одно- и двустороннего действия. Приводы одностороннего действия применяют в тех случаях, когда возвратное движение поршня соверша ется вхолостую (без нагрузки).

Поршневой пневматический исполнительный механизм односто роннего действия состоит из цилиндра, штока с поршнем, возвратной пружины, уплотняющих устройств, крышки и штуцера. Наружный конец штока соединяют с регулирующим органом.

Рис. 5. Схемы исполнительных механизмов:
а — поршневого одностороннего действия; б — поршневого двустороннего действия; в — мембранного

Пневматический исполнительный механизм работает следующим образом. Через отверстие штуцера в полость цилиндра подается сжатый воздух. Последний давит на поршень, который, перемещаясь вправо, выполняет необходимую работу, одновременно сжимая пружину.

Полость II цилиндра должна свободно сообщаться с атмосферой, в противном случае при движении поршня вправо в цилиндре может возникнуть противодавление воздуха, а при движении поршня влево — вакуум. Для обеспечения возвратного движения поршня следует открыть доступ воздуха из полости в атмосферу. В исходное положение поршень и связанный с ним регулируемый орган возвращается под действием сжатой пружины.

На рис. 5,б приведена схема пневматического исполнительного механизма двустороннего действия, когда воздух можно подавать к обеим полостям цилиндра.

Мембранные исполнител-ьные механизмы. Для передачи движений с небольшим ходом в пневматических системах применяют мембранные исполнительные механизмы. Диаметр этих пневмоприводов составляет 125—500 мм при ходе штока от 6 до 100 мм.

Принцип действия пневматического мембранного исполнительного механизма состоит в том, что резиновая мембрана, закрепленная между крышками, может прогибаться в зависимости от разностей давлений, создаваемых с одной стороны воздухом, с другой стороны под действием спиральной пружины. Эта пружина одним концом упирается в мембрану при помощи металлического диска, а другим концом во втулку и гайку. Давление воздуха на мембрану подается через отверстие.

К металлическому диску прикреплен шток привода, который соединен со штоком регулирующего органа.

При отсутствии давления воздуха на мембрану регулирующий орган под действием пружины поднимается вверх. При подаче на мембрану сжатого воздуха шток перемещается вниз. При помощи диска и шкалы можно наблюдать за положением регулирующего органа. Величину предварительного сжатия пружины устанавливают гайкой.

У большинства исполнительных механизмов давление воздуха на мембрану меняется в пределах от 0,2 до 1 кг/см2, что обеспечивает полный ход регулирующего органа.

Регулирующий орган непосредственно воздействует на приток или расход регулирующего агента в объекте регулирования. Работа этого органа заключается в дросселировании потока носителя энергии или регулирующего агента путем увеличения или уменьшения проходного сечения.

Регулирующий орган состоит из клапана, шибера и заслонки, которые устанавливают на трубопроводах, а также на питателях, точках и т. п.

Корпус регулирующего органа выбирают, исходя из условий прочности, т. е. величины рабочего давления, а также температуры и коррозионное регулируемой среды.

Наиболее распространены из регулирующих органов регулирующие клапаны. По роду действия клапаны делят на клапаны прямого действия и обратного. Клапаном, прямого действия называют такой, у которого золотник при движении вниз уменьшает проходное сечение. У клапана обратного действия проходное сечение уменьшается при движении золотника вверх.

Регулирующие клапаны выпускают односедельные — с одним золотником и двухседельные — с двумя золотниками.

Рис. 6. Схемы регулирующих органов:
а — клапана; б — заслонки

Рис. 7. Схемы регулирующих клапанов

Для перестановки золотника односедельных клапанов требуются большие усилия. Давление же на двухседельные клапаны почти уравновешено, так как один золотник испытывает усилие на открытие клапана, а другой — такое же усилие на его закрытие. В результате эти два усилия компенсируются, будучи направленными в разные стороны, и исполнительный механизм, соединенный с клапаном, преодолевает только силы трения. Поэтому двухседельные клапаны, как правило, применяют в условиях высоких давлений и большой производительности.





Похожие статьи:
Поверка регулирующего клапана с мембранным исполнительным механизмом

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Производство железобетонных изделий

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум