§ 17. Регулирующие органы и их характеристики

Регулирующий орган предназначен для изменения расхода регулирующей среды, энергии или каких-либо других ве­личин с целью обеспечения заданного режима работы объекта. В автоматических системах регулирования применяют различные типы регулирующих органов: дроссельные (клапаны, поворотные заслонки, шиберы, краны) устройства, регулирующие расход жид­костей путем изменения напора, устройства, регулирующие рас­ход сыпучих материалов (дисковые, шнековые, ленточные, лопаст­ные, скрепковые и другие).

Рис. 34. Регулирующие органы:

а — конструкции; б — характеристики; 1 — корпус; 2 — шток; 3 — клапана; 4 — мем­брана; 5 — заслонка

Характеристики регулирующих органов важны для работо­способности систем автоматического регулирования, так как они являются одним из звеньев системы. Регулирующие органы могут обеспечивать непрерывное и двухпозиционное регулирование.

При непрерывном регулировании необходимо, чтобы пропускная характеристика регулирующего органа была строго определенной. Для этой цели могут применяться поворотные за­слонки, регулирующие клапаны (односедельные, двухседельные, диафрагмовые, шланговые и др.), шиберы, краны (рис. 34, а).

При двухпозиционном регулировании затвор регу­лирующего органа быстро перемещается из одного крайнего по­ложения в другое.

Параметром, характеризующим регулирующие органы и имею­щим при различных условиях эксплуатации первостепенное зна­чение, является пропускная способность — расход жидкости с плотностью 1000 кг/м³, пропускаемой регулирующим органом при перепаде давления на нем 0,1 МН/см². Пропускная способность измеряется в м³/ч. Условная пропускная способность К_vу — номинальное значение пропускной способности при макси­мальном ходе затвора, м³/ч.

Пропускная характеристика устанавливает за­висимость пропускной способности от перемещения затвора К_v = = f (S) при постоянном перепаде давления. В справочной литера­туре значения коэффициента пропускной способности приводятся для полностью открытых регулирующих органов. Расходная характеристика — зависимость относительного расхода среды от степени открытия регулирующего органа = f (S), где = Q₁/Q_max, Q₁ — расход среды при некотором открытии ре­гулирующего органа, Q_max — расход среды при полностью откры­том регулирующем органе. Расходная характеристика является рабочей. Регулирующие органы исполняются (рис. 34, а) с харак­теристиками: линейной Q = A₁ , логарифмической Q = =A₂tgB , параболической Q = А₃ ²; А_1, А₂, А₃, В — постоянные коэффи­циенты. На рис. 34, б показана зависимость относительной про­пускной способности К_v /K_vy от степени открытия регулирующего органа S.

При небольших изменениях нагрузки (до 5 %) и перепаде дав­ления не менее половины общего падения давления в системе при­годен любой из изготавливаемых клапанов. При больших перепа­дах давления наиболее подходит клапан с логарифмической ха­рактеристикой. Во всех случаях следует выбирать клапаны с 20 %-ным запасом расхода по сравнению с максимально возможным.

Глава 4 системы автоматического контроля