7.7.2. Мембранно-пружинные исполнительные механизмы

В зависимости от направления движения выходного штока под действием давления воздуха МИМ могут быть прямого движения (ППХ) и обратного движения (ОПХ).

Н а рис. 7.7.2 показаны конструкции МИМ прямого и обратного действия (движения). Мембрана, защемленная между фланцами с помощью болтов, опирается на опорный диск. Регулировка усилия пружины производится регулировочной гайкой. На соединительной муфте закреплена стрелка местного указателя положения штока, перемещающаяся относительно шкалы, закрепленной на стойке бугеля. МИМ обратного дей­ствия имеет дополнительно утолщенный диск, закрепленный между бугелем и мембранной камерой. С помощью этого ди­ска осуществляются подвод управляющего воздуха в ниж­нюю камеру и герметизация сальником подвижного соедине­ния штока с камерой. Пружинно-мембранные исполнительные механизмы могут иметь дополнительные механические, элек­трические, пневматические или электропневматические блоки, выполняющие различные задачи (ручное дублирование управ­ления, дистанционная сигнализация положения затвора, фик­сация положения затвора и др.).

МИМ с позиционером или без позиционера используется в регулирующих клапанах для непрерывного регулирования процессов.

Рис. 7.7.2. Конструкция МИМ прямого действия (НО), и МИМ обратного действия (НЗ).

7.7.3. Позиционеры

Для улучшения эксплуатационных качеств регулирующих клапанов путем снижения рассогласования хода до минимума используются позиционеры (позиционные реле, рис. 7.7.3). Позиционер представляет собой устройство, предназначенное для управле­ния перемещением штока строго пропорционально команд­ному давлению путем использования обратной связи по положе­нию штока. Таким путем исключается влияние сил трения, неуравновешенности плунжера, изменений эффективной площади мембраны с ходом плунжера и некоторых других факторов на положение плунжера, т.е. сводится к минимуму рассогласова­ние между командным давлением и действительным ходом плунжера. При действии указанных выше факторов рассогла­сование может быть велико и доходит до 30 % (мембранные ре­гулирующие клапаны). Позиционеры уменьшают рассогласова­ние до 1,5—2 % и менее и снижают запаздывание работы регу­лирующих клапанов, поскольку их объем во много раз меньше объема мембранной камеры МИМ.

П рименение позиционеров целесообразно в следующих слу­чаях. В системах точного регулирования, когда рассогласова­ние без применения позиционера выходит за пределы допусти­мых погрешностей. При высоких давлениях среды, когда возни­кает необходимость сильной затяжки сальника, создаются большие силы трения и неуравновешенности плунжера. При работе регулирующего клапана на вязких средах, на пульпе, шламе, суспензиях, когда для перемещения плунжера требу­ется создание больших перестановочных усилий. При исполь­зовании беспружинных исполнительных механизмов, когда не­обходимо применить реверсивные позиционеры. При больших перепадах давления на клапане (более 0,4 – 1,6 МПа в зави­симости от условного диаметра клапана и неуравновешенно­сти плунжера).

Рис. 7.7.3. Рабочее положение позиционера на МИМ прямого (НО) и обратного (НЗ) действия.

П озиционеры могут быть одностороннего действия и ревер­сивными. Для беспружинных исполнительных механиз­мов используются реверсивные позиционеры с целью регули­рования давления воздуха в обеих полостях. Позиционер закрепляется на МИМ не­подвижно, а своим штоком упирается в опорный диск мем­браны и перемещается вместе с ним.

При работе к позиционеру подводится командный воздух от прибора – регулятора давлением 0,02-0,10 МПа – и уп­равляющий воздух давлением 0,2 МПа. Управляющий воздух (питание) через позиционер подается в привод МИМ, причем его давление с помощью пилотного устройства позиционера регулируется таким образом, что шток МИМ занимает поло­жение, строго соответствующее значению командного давле­ния. Механическую связь позиционера с МИМ осуществляет шток позиционера, перемещающийся вместе с опорным диском МИМ. Давление «питания» управляющего воздуха, поступающего в привод МИМ, – изменяется благодаря действию пилотного устройства позиционера, в котором открывается или закрывается отверстие, через которое поступает управляющий воздух, и одновременно закрывается или открывается отвер­стие, через которое воздух может выходить в атмосферу.

Внешний вид позиционера ПР-10-100 показан на рис. 7.7.4. Он снабжен рычажной передачей со ступенчатой регулировкой пере­даточного отношения, благодаря чему выходное звено позиционера получает увеличенный ход. Такой позиционер может обслуживать регулирующие клапаны с ходом до 100 мм.

Рис. 7.7.4. Внешний вид позиционера ПР-10-100.