2.6. Многорежимные регуляторы

Под режимом работы регулятора давления понимают величину регулируемого давления Р_р. В торпедных энергетических установках работают при разных давлениях Р_р.

Как видно из обобщённого уравнения статической характеристики (2.1) и табл. 2.3, раскрывающей связь его коэффициентов с конструктивными параметрами, влиять на величину Р_р можно либо командным давлением Р_к, либо усилием предварительного сжатия основной пружины Q₀.

Командное давление позволяет изменять Р_р непрерывно, как например, при использовании в качестве Р_к давления окружающей среды - глубины хода подводного аппарата. Закон изменения Р_к может формироваться и другими регуляторами. Так в английской торпеде Spearfish командное давление для регулятора давления и насоса топливной смеси задаётся регулятором оборотов вала двигателя. Механизм воздействия Р_к на Р_р раскрыт в предыдущих параграфах.

За счёт изменения Q₀ можно получать несколько значений Р_р, но при дискретном переходе от одного значения к другому.

Практически используются только двухрежимные регуляторы, все остальные варианты существенно усложняют конструкцию регулятора, элементы управления регулятором, увеличивают габариты системы.

Схема наиболее распространенного узла, изменяющего Q₀, пригодного для всех типов регуляторов, изображена на рис. 2.17. Узел состоит из поршня 1 и упора 2. При переключении режима под поршень 1 подводится или отводится рабочее тело гидравлической или пневматической системы управления под давлением Р_у. Перемещение поршня до упора изменяет усилие предварительного сжатия пружины, а, следовательно, и Р_р. Такой узел используется также для разгрузки основной пружины в нерабочем состоянии регулятора.

Рис. 2.17. Регулятор давления с изменяемым усилием сжатия пружины

1 - поршень поджатия пружины; 2 - упор.

Изменение усилия пружины возможно не только гидравлическим, пневматическим, но и электрическим проводом, как это показано на рис. 2.18. Для уменьшения усилия, которое должен создавать электропривод, а, следовательно, и его габаритов и массы, в таких регуляторах применяется дополнительная пружина 3. На режиме меньшего регулируемого давления Р_р2 работает только основная пружина 1, на режиме большего давления Р_р1 с помощью электромагнитов подключается дополнительная пружина 3.

Рис. 2.18. Регулятор давления с подключением дополнительной пружины электроприводом

1 - пружина основная; 2 - толкатель; 3 - пружина дополнительная; 4 - якорь; 5 - электромагниты.

При большом отличии расходов через регулятор на двух режимах работы более рациональными могут оказаться регуляторы давления с двумя клапанами и дополнительной пружиной. На первом режиме регулятор работает при большем расходе G₁ > G₂ и большем давлении Р_р1 > Р_р2. Схема такого регулятора представлена на рис. 2.19.

Рис. 2.19.Регулятор давления с двумя клапанами

1- малый клапан; 2,6,7 - пневмоэлектроклапан; 3 - большой клапан; 4 -основная пружина; 5 - дополнительная пружина.

При давлении Р_р1 и расходе G₁ клапана 2 и 7 открыты, клапан 6 - закрыт, в полости А давление Р_в, клапан 1 не работает; сильфон опёрт на обе пружины 4, 5. При переходе на давление Р_р2 клапана 2 и 7 закрываются, клапан 6 - открывается, начинает работать клапан 1; в полости А устанавливается давление Р_р2, сильфон отходит от толкателя пружины 5; клапан 3 открыт, но на величину Р_р2, не влияет.

При разных законах изменения регулируемого давления Р_р в зависимости от Р_к на первом и втором режимах работы используют регуляторы, в которых при переходе с одного режима на другой изменяют площадь F_эд. Схема такого регулятора изображена на рис. 2.20. Представленная на рисунке схема пригодна для регуляторов давления любого типа.

Для переключения режима на поршень 1 подаётся управляющая среда под давлением Р_у. Поршень 1 перемещается и прижимает кольцевой поршень 2 к упору, уменьшая тем самым площадь F_эд, а, следовательно, и коэффициент усиления χ в уравнении статической характеристики регулятора (2.1).

Рис. 2.20. Регулятор давления с изменяемой F_эд

1 - поршень изменения F_эд ; 2 - кольцевой поршень F_эд ; 3 - основной поршень F_эд ; 4 - поршень F_э.

Для реализации двух режимов свойства некоторых энергетических установок делают целесообразным применение двух взаимосвязанных регуляторов. На рис. 2.21 изображён блок регуляторов давления горючего ЭУ торпеды 53-65. Эта ЭУ имеет две камеры сгорания. На режиме большей мощности горючее поступает через оба регулятора РД1 (2) и РД2 (10) соответственно в КС-1 и КС-2. При переключении режимов из-под мембраны РД1 сбрасывается давление Р_к, клапан 2 закрывается, подача горючего в КС-1 прекращается. Аналогичный блок имеют магистрали окислителя и воды, в результате процесс в КС-1 прекращается, а ЭУ продолжает работать на КС-2.

Рис. 2.21. Блок регуляторов давления горючего двухрежимной ЭУ

1- патрубок входа; 2 - клапан РД1; 3 - корпус РД1; 4 - мембрана РД1; 5 -диафрагма; 6 - фильтр; 7 - предохранителей клапан; 8 - мембрана РД2; 9 - корпус РД2; 10 - клапан РД2; 11 - стяжные шпильки. А - полости командной среды.