3. Гидравлические регуляторы косвенного действия
При автоматизации технологических процессов, связанных с применением регулирующих органов, требующих для приведения их в движение больших усилий, особенно при поступательном движении, целесообразно использовать гидравлические исполнительные механизмы. В этой связи созданы различные комбинированные электронно-гидравлические регуляторы, в которых точность и компактность электрических измерительных и командных устройств сочетается с преимуществами гидравлических исполнительных элементов.
Электронно-гидравлическая система автоматического регулирования «Кристалл», получившая довольно большое распространение, представляет собой комплекс приборов и устройств, с помощью которых могут быть осуществлены регуляторы различной структуры, эта система предназначена, для автоматизации теплотехнических процессов энергетического оборудования средней и малой мощности.
Рассмотрим принцип работы электронно-гидравлического регулятора (рис. 141). Первичные преобразователи 1 (не более трех) измеряют регулируемую величину и преобразуют ее в сигналы переменного тока. В транзисторном усилителе 2 эти сигналы суммируются между собой и с сигналом задатчика 3, усиливаются и подаются на обмотки электрогидравлического реле 5, управляющего гидравлическим исполнительным механизмом 6. Устройство обратной связи 7 преобразует перемещение вала исполнительного механизма в электрический сигнал, который подается на вход усилителя. Дистанционное управление осуществляется с помощью блока 4 с пульта 8.
Рис. 141. Структурная схема электронйо-гидравлического регулятора системы «Кристалл»
Рис. 142. Схема гидравлического струйного регулятора
В комплекте с электронно-гидравлическим регулятором применяются первичные преобразователи: дифференциальные тягометы, электрические манометры, термометры сопротивления и термоэлектрические термометры. В системе регулирования «Кристалл» могут быть реализованы И-, П- и ПИ-законы регулирования. Эти регуляторы позволяют регулировать температуру, давление, расход или уровень, тягу или напор, соотношение «топливо (газ)-воздух» и другие параметры.
Наряду с рассмотренными электрогидравлическими регуляторами находят применение также и гидравлические струйные регуляторы. Их используют для регулирования давления, расхода и уровня.
Ниже в качестве примера рассмотрено устройство гидравлического струйного регулятора давления (рис. 142). Мембранный измерительный элемент 1 соединяется с объектом регулирования (воздухо- или газопроводом) 3 с помощью трубки 2. Входной величиной измерительного элемента является давление, а выходной – перемещение потока. В качестве усилительного преобразующего элемента используется струйная трубка 6, вспомогательная энергия к которой подводится от маслонапорной установки 8. Струйная трубка преобразует поступательное движение штока в кинетическую энергию движущейся масляной струи. Энергия струи в несколько раз больше, чем энергия перемещающегося штока. Исполнительное устройство состоит из исполнительного механизма (гидроцилиндра) 5 и регулирующего органа (поворотной заслонки) 4.
Регулятор работает следующим образом. При снижении давления газа в трубе 3 мембрана измерительного элемента 1 перемещается влево. Под действием пружины настройки 7 струйная трубка 6 переместится влево и заставит перемещаться шток исполнительного механизма 5 вверх, что приведет к открыванию заслонки 4. Приток газа или воздуха увеличится, а давление повысится.
Промышленность выпускает унифицированные узлы для агрегатного комплектования гидравлических струйных регуляторов типа РАГС (регулятор автоматический гидравлический струйный) и регуляторов типа КИП для воздуходувных установок.
Чувствительные элемёнты таких регуляторов предназначены для восприятия давления, разрежения или перепада давления контролируемой среды и преобразования их в усилия, передаваемые системой рычагов на струйную трубку гидравлического усилителя.
Струйные регуляторы РАГС используют для автоматического поддержания постоянного давления (разрежения) газа или жидкости в диапазоне 0...10 МПа, а также постоянного расхода жидкости или газа и постоянного соотношения давлений или расхода двух жидкостей или газов.
Регуляторы давления КИП для воздуходувных установок применяются в общей схеме регулирования для защиты их от помпажа и создания постоянства давления в нагнетательном трубопроводе. Верхний предел регулирования 4,5 МПа. Зона нечувствительности 60 ... 1500 Па.