Типові сар контурів витрати рідин

Регулювання витрати рідини залежить від багатьох факторів: зокрема від агресивності перекачуваних рідин, від типу збуджувача витрати і від значення самої витрати.

На рис. 5 приведена спрощена функціональна схема автоматизації (ФСА) регулювання витрати між двома технологічними апаратами коли P₁>>P₂ і необхідний потік рідини забезпечується перепадом тиску в технологічних апаратах.

Рис. 5. ФСА регулювання витрати рідин:

R₁- регулятор витрати з ПІ- законом регулювання; РК- регулюючий клапан; Р₁ і Р₂ - тиск в напірному, приймальному апаратах

В контурі регулювання рис. 5 витрата змінюється за рахунок зміни гідравлічного опору регулюючого клапана. Така схема проста і надійна.

При перекачуванні агресивних рідин (кислот і лугів) використовують напірні манжети (рис. 6), в яких створюють тиск за рахунок тиску інертного газу (азот, повітря).

В такій схемі необхідну витрату забезпечують тиском Р₁, який регулюють клапаном РК.

Рис. 6. ФСА регулювання витрати рідини шляхом зміни тиску Р₁:

1 - напірний апарат; 2- приймальний апарат; 3- трубопровід рідини; R₁- регулятор витрати; РК- регулюючий клапан

В тих випадках коли джерела стиснутого газу відсутні використовують вакуумнасоси (рис. 7.)

Рис. 7. ФСА регулювання витрати рідини шляхом зміни тиску Р₂:

1 - напірний бак; 2- приймальний бак з тиском менше атмосферного; 3 - трубопровід; R₁ - регулятор витрати; ВМ - виконавчий механізм; СК - схема керування електричним двигуном постійного струму; СД - силовий двигун; ВН- вакуумнасос

В цій схемі виконавчий механізм змінює положення повзунка реостату в колі збудження електордвигуна постійного струму, який забезпечує необхідну витрату шляхом зміни обертів насоса.

Найчастіше переміщення рідин відбувається примусово з використанням відцентрових насосів. В цьому випадку витрату регулюють наступним чином:

- шляхом зміни гідравлічного опору трубопроводу (рис. 8.) при постійній частоті обертання робочого колеса насосу;

- шляхом зміни частоти обертання робочого колеса насосу;

- поворотними направляючими лопатнями на вході в робоче колесо;

- шляхом байпасування.

Рис. 8. ФСА регулювання витрати рідини з відцентровим насосом шляхом зміни гідравлічного опору трубопроводу: Н - відцентровий насос; R₁- регулятор витрати;

РК- регулюючий клапан

При необхідності створення високого напору використовують поршневі насоси, продуктивність яких можна регулювати:

- шляхом байпасування, оскільки продуктивність поршневого насоса не залежить від гідравлічного опору лінії, тому встановлювати регулюючі клапани на напірних лініях недоцільно, це може привести до руйнування насоса. Слід зауважити, що даний спосіб неекономічний, оскільки затрачена на збудження потоку рідини енергія в значній мірі витрачається марно (рис. 9.);

Рис. 9. ФСА регулювання витрати з поршневим насосом шляхом байпасування: ПН- поршневий насос; R₁- регулятор витрати; РК- регулюючий клапан

- шляхом зміни числа ходів поршня (рис. 10.), оскільки для насосів великої продуктивності економічно не вигідно регулювати витрату байпасуванням. Найчастіше у якості силового приводу використовують асинхронні двигуни з постійним числом обертів, тому у таких випадках необхідно застосовувати спеціальні пристрої: варіатори, гідромуфти, електромагнітні муфти.

Рис. 10. ФСА регулювання витрати рідин за зміною продуктивності насоса (шляхом зміни числа обертів валу насоса: ПН – поршневий насос; В - варіатор;

ВМ - виконавчий механізм; R₁ - регулятор витрати

- за рахунок неповного ходу поршня. Цей спосіб економічний, але вимагає складного механізму для зміни ходу поршня.