Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf

и заслонки 4 для увеличения или уменьшения расстояния между соплом и заслонкой. При изменении положения заслонки меняется давление командного воздуха в линии и мембранной головке ре­ гулирующего клапана. На задатчике 11 нанесены деления для уста­ новки заданного размера регулируемого давления.

На подвижной плате 8 имеется направ­ ляющая кулиса 12, в прорези которой при настройке регулятора можно перемещать штифт 13. При передвижении штифта 13

ется передаточное отношение, или, другими словами, коэффициент усиления в системе регулятора. Чем выше установлен штифт, тем больше коэффициент усиления и, сле­ довательно, меньше предел пропорциональ­ ности. Настройкой штифтом 13 достигают пределов пропорциональности не более 35— 50%, что ограничивает применение регу­ лятора.

На рис. 36 показан пропорциональный регулятор температуры прямого действия. В этом регуляторе предел пропорциональ­ ности изменяется при изменении положения задатчика. Регулятор может использо­ ваться для регулирования температуры воды для горючих спрысков в сушильном отделе; температуры испарения хлора

вхлорном отделе; температуры теплой воды

вотбельном отделе; температуры черного щелока с растворенным сульфатом в трубо­ проводе щелокового бака в отделе содоре­

метра.

Измерительная система заполняется легкокипящей жидкостью, которую выбирают таким образом, чтобы наинизшая температура' регулирования прибора была несколько выше температуры выб­ ранной жидкости. При погружении термобаллона 2 в регулируе­ мую среду начинается парообразование, и давление в системе

133

повышается. Давление паров через капилляр 3 передается в силь­ фон 4, где развивается перестановочное усилие, пропорциональное эффективной площади сильфона. При установившейся температуре регулируемой среды усилие, развиваемое сильфоном, уравновеши­ вается усилием спиральной пружины 5.

При отклонении температуры от заданного значения коробка 6 перемещается вверх или вниз, растягивая или сжимая сильфон. При этом регулирующий орган 1 перемещается, вследствие чего изменяется расход протекающего нагревающего или охлаж­ дающего вещества и восстанавливается заданное значение регу­ лируемого параметра.

Чтобы задать определенное значение регулируемого параметра, т. е. установить прибор на регулирование заданной температуры, необходимо при помощи регулировочной гайки 7 задатчика увели­ чить или уменьшить натяжение пружины 5. Вследствие неравно­ мерности шкалы конденсационных термометров на верхнем пределе регулирования потребуется большее натяжение, чем на нижнем. При настройке задатчика ориентируются по шкале, прикрепленной к внутренней стенке корпуса регулятора 8.

При горизонтальной установке термобаллона 2 сообразуются с имеющейся на головке термобаллона надписью «верх». При этом конец капиллярной трубки внутри термобаллона оказывается по­ груженным в жидкость. В противном случае в сильфон будут по­ ступать пары, которые начнут там конденсироваться, ввиду чего жидкость будет перекачиваться из термобаллона в сильфон, где вследствие конденсации станет понижаться давление, и работа комплекта нарушится.

Регулятор имеет некоторое запаздывание, которое зависит от времени, необходимого для того, чтобы защитная оболочка термо­ баллона восприняла температуру окружающей среды; времени, необходимого для подогрева (или охлаждения) заполнителя термобаллона до более высокой (или более низкой температуры регулируемой среды и испарения (или конденсации) некоторого количества жидкости, а также от времени, необходимого для пере­ текания через капилляр количества жидкости, соответствующего приращению (или уменьшению) объема сильфона.

Запаздывание определяется промежутком времени от несколь­ ких десятков секунд до нескольких минут в зависимости от обстоя­ тельств. Поэтому регулятор предназначен для регулирования про­ цессов с большой инерцией в узком диапазоне температур. Погреш­ ность регулятора колеблется от ±2 до ± 6 ° С. Погрешность будет тем больше, чем больше размер клапана и чем больше давление среды, проходящей через клапан.

На рис. 37 представлен пневматический П-регулятор, предназ­ наченный для регулирования уровня жидкости в различных аппа­ ратах с условным давлением не выше 1570 кПа. Эти регуляторы используются, например, на подаче воды из артезианского колодца в запасной бак. Диапазон регулирования и сигнализации измере­ ния уровня равен 250 мм.

134

Комплект регулятора состоит из показывающего поплавкового уровнемера, одного или двух пневматических реле, воздушного фильтра, регулирующего органа, позиционного реле, показываю­ щего измерительного прибора — индикатора уровня и сигнального устройства.

Уровнемер состоит из шарового поплавка 1 со штангой 2, за­ крепленной на валу 3, проходящем через штуцерное устройство 4,

Рис. 37. Пневматический поплавковый пропорциональный регулятор уровня непрямого действия

ввернутое в боковую стенку чугунного придатка 5. Штуцерное устройство 4 снабжено сальниковым уплотнением и приспособле­ нием 6 для подачи свежей набивки сальника.

На другом конце вала 3 закреплена стрелка 7, показывающая положение уровня, а также при помощи зубчатой муфты 8 за­ креплен рычаг с грузом 9 и серьга-поводок 10 рычажной системы, контактирующей со штоком пневматического реле 11.

Изменение положения поплавка соответственно изменению вы­ соты уровня жидкости воспринимается рычажной системой и пе­ редается в виде поступательного движения на шток пневматичес­ кого реле. Размер хода штока пневматического реле определяет

135

размер давления сжатого воздуха, поступающего в мембранную головку регулирующего клапана 12, что приводит к соответствую­ щей перестановке клапана.

Пневматическое реле (рис. 38) состоит из головки 1 и кор­ пуса 2. Сжатый воздух, очищенный от загрязнений, масла и влаги, под давлением 147—981 кПа, поступает в реле через отверстие 3. Золотник 4, закрывающий отверстие в гильзе 5, перекрывает до­

и т. д. Таким образом, заданное поступательным движением штока давление воздуха на выходе пневматического реле будет автомати­ чески поддерживаться.

При ходе штока 9 вниз пружина 12, разжимаясь, стремится образовать зазор между соплом 11 и золотником 4. Это приводит к частичному удалению воздуха из внутренней полости в атмо­ сферу. Понижение давления внутри реле, а следовательно, и на выходе вызывает уменьшение сжатия сильфона 5; отверстие сопла 11 перекрывается, после чего наступает вновь равновесие сил упругой деформации сборки сильфона и давления воздуха внутри реле при меньшем их размере. Дальнейший ход штока 9 вниз при­

136

водит к образованию постоянного зазора между соплом и золотни­ ком и полному закрыванию отверстия гильзы 5. При этом воздух из внутренней полости реле и линии уходит через сопло 11 в ат­ мосферу, и избыточное давление падает до нуля.

Прокладка 13 и сальник 14 промежуточного штока 10 обеспечи­ вают герметичность внутренней полости реле. Гайка 15 предназ­ начается для регулировки размера хода штока по давлению воз­

духа на выходе.

іѴІаксимальный ход штока 10 мм соответствует давлению воз­ духа на выходе 196 кПа. Однако нормально ход штока не превы­ шает 4—5 мм, что соответствует давлению па выходе из реле 98— 108 кПа. Пределы пропорциональности пневматического реле не регулируются и равны 100%. Резьбовый наконечник 16 и контр­ гайка 17 обеспечивают постоянный контакт штока с рычажной си­ стемой уровнемера. Возвратные пружины 12 и 18 обеспечивают

На выходе воздуха из пневматического реле устанавливается манометр. На линии питания реле сжатым воздухом устанавлива­ ется воздушный фильтр. В фильтре воздух проходит через набор фетровых пластинок и медных сеток, в результате чего очищается от загрязнений всякого рода. Перед фильтром устанавливается за­ порный игольчатый вентиль.

На регулирующем клапане монтируется позиционное сильфон­ ное реле, необходимое для обеспечения заданного перемещения штока и золотника регулирующего клапана.

Между фильтром и реле устанавливается редуктор давления воздуха. При помощи редуктора давление воздуха снижается и поддерживается постоянным на необходимом значении 98—

108кПа.

Вкачестве показывающего или самопишущего прибора исполь­ зуется сильфонный манометр.

Невозможность перенастройки регулятора на другие пределы пропорциональности ограничивает его применение. В то же время широко применяются многие регуляторы уровня, имеющие приспо­ собления для изменений пределов пропорциональности в большом

диапазоне.

Регулятор уровня (рис. 39) предназначается для регулирова­ ния уровня жидкостей в различных объектах, а также для регули­ рования уровня раздела двух несмешивающихся жидкостей. Конст­ рукция буйковой камеры рассчитана на условное давление 3922 кПа. Диапазон регулирования уровня равен 300—365 мм.

Комплект регулятора состоит из буйкового уровнемера, воз­ душного фильтра, редуктора давления, устройства жесткой обрат­ ной связи и пневматического регулирующего клапана.

Принцип действия буйкового уровнемера основан на том, что в зависимости от уровня жидкости в камере изменяется глубина погружения поплавка, вследствие чего изменяется кажущийся вес

137