Исполнительные устройства систем управления и регулирования воздействуют на процесс в соответствии с получаемой командной информацией. Они состоят из исполнительного механизма и исполнительного органа. Исполнительный механизм преобразует полученную энергию в перестановочное усилие исполнительного органа. Перемещение исполнительного органа чаще всего изменяет расход рабочей среды или направление движения ее. Воздействие исполнительного органа на поток проходящей среды может быть дискретным (позиционным) или плавным (регулирующим) в зависимости от конструкции проточной части и типа исполнительного механизма. По виду используемой энергии исполнительные механизмы делятся на пневматические, гидравлические, электрические и комбинированные. Вид энергии, создающей перестановочное усилие, может не совпадать с видом энергии носителя командной информации. В этом случае исполнительный механизм функционирует в комплекте с преобразователем, или позиционером.
Пневматические исполнительные механизмы преобразуют давление сжатого воздуха в перемещение затвора исполнительного органа. В зависимости от конструкции преобразующего элемента различают мембранные, поршневые и лопастные исполнительные механизмы. На судах применяют в основном исполнительные устройства с мембранными исполнительными механизмами. К ним относятся главным образом запорные, смесительные и разделительные пневмоклапаны.
Основу гидравлического исполнительного механизма составляют цилиндр и поршень, перемещающийся под действием давления жидкости, в качестве которой обычно используют минеральные масла. Из-за несжимаемости жидкости подача ее в одну полость цилиндра сопровождается открытием выхода из другой полости. Поэтому гидравлические исполнительные механизмы работают в комплексе с переключающими исполнительными устройствами (золотниковыми распределителями). На судах гидравлические исполнительные механизмы применяют в загрузочных и поворотных устройствах некоторых морозильных аппаратов, а также в устройствах для изменения производительности некоторых компрессоров.
Электрические исполнительные механизмы делятся на электромагнитные и электромоторные. Основной элемент электромоторных исполнительных механизмов — электродвигатель. Вращательное движение вала его с помощью зубчатой передачи преобразуется в поступательное или вращательное перемещение выходного элемента. Для осуществления реверсивного хода электродвигатель имеет контактное или бесконтактное управление включением обмоток. В судовых холодильных установках электромоторные исполнительные механизмы находят применение в трубопроводной арматуре и в устройствах для измерения производительности винтовых компрессоров.
Исполнительные устройства с электромагнитными исполнительными механизмами имеют индукционную катушку (соленоид) и якорь, соединенный с основным или вспомогательным затвором. Многоходовые переключающие исполнительные органы используются, например, в автоматических переключателях режимов работы малых холодильных машин и в золотниковых распределителях. Перекрытие потоков рабочей среды осуществляют электромагнитные вентили прямого (П), непрямого (Н) или комбинированного (К) действия. Основные показатели наиболее распространенных на судах электромагнитных вентилей фирмы «Данфосс» (Дания) приведены в табл. 1. В ней перепады давлений указаны при условии питания электромагнитной катушки переменным током и вязкости рабочей среды около 15° Э.
Каждый электромагнитный вентиль имеет на кожухе катушки бирку с указанием типа вентиля, условного диаметра в миллиметрах и основных технических характеристик. На корпусе некоторых вентилей кроме указателя направления потока среды приводится код, указывающий рабочие среды, с которыми можно применять вентиль, внутренний диаметр седла в миллиметрах и материал уплотнения затвора. Условное обозначение рабочей среды: А — аммиак; О — масло; F — R12; L — воздух; X — R22; W — вода; Y — R502; В — рассол; G — водяной пар. Агрегатное состояние хладагентов должно соответствовать рекомендациям, приведенным в паспорте электромагнитного вентиля. Условное обозначение материала уплотнения затвора: Т — тефлон, G —резина. При наличии в электромагнитном вентиле основного и вспомогательного затворов указывается материал уплотнения обоих. Например: ТT — тефлон-тефлон.
В качества наиболее общего рассмотрим электромагнитный вентиль комбинированного действия типа EVSA-25. Он использует при открытии проходного сечения не только усилие, создаваемое индукционной катушкой 12, но и энергию рабочей среды. Катушка 12 надета на трубку 10 из немагнитной стали, подперта пружиной 14 и закрыта оребренным кожухом 11 с клеммной коробкой 13. Якорь 9, имеющий сердечник с заплечиками 6 и вспомогательным затвором 5, перемещается в трубке 10. При прохождении электрического тока через катушку 12 создается магнитное поле и якорь 9 с сердечником втяги вается, открывая при этом разгрузочное отверстие 19 поршня исполнительного механизма (затвора) 18, совмещенного с основным затвором. Заплечики 6, пройдя свободный зазор, упираются в захваты 16, имеющие проточки 17. Давление среды в полости 8 уменьшается до промежуточного значения. Под действием перепада давлений и усилия якоря 9 затвор 18 перемещается по втулке 15 до отказа вверх. Поддержание затвора 18 в верхнем положении осуществляется усилием катушки 12 и перепадом давления, вызванного гидравлическим сопротивлением исполнительного органа. Обесточивание катушки 12 приводит к освобождению якоря 9 и перекрытию разгрузочного отверстия 19 затвором 5. По проточке 4 давление в полости 8 выравнивается с давлением рабочей среды рвх и за счет веса затворов 5 и 18 исполнительный орган закрывается. Фильтр 3 препятствует засорению проточек 4 и 17. При неисправности индукционной: катушки или гидравлического исполнительного механизма принудительное открытие электромагнитного вентиля осуществляется винтом 1. Устанавливаются данные исполнительные устройства на жидкостных и газовых (всасывающих) магистралях с помощью фланцев 2 на корпусе 7.
Незначительное отличие в конструкции, вызванное функциональным назначением, имеют электромагнитные вентили типа EVSH, применяемые в высоконапорных газовых магистралях аммиачных и фреоновых судовых холодильных установок. Отличие состоит в использовании пружины, установленной в полости 8 и создающей дополнительное усилие на основной затвор исполнительного органа. В электромагнитных вентилях типа EVSV, используемых на водяных и рассольных магистралях, усилена герметизация электромагнитной катушки и клеммной коробки, что позволяет устанавливать данные электромагнитные вентили в помещениях с повышенной влажностью и на трубопроводах с выпадением конденсата. Электромагнитные вентили типа EVSP рекомендуется применять в качестве выносных пилотов совместно с пневматическими или гидравлическими исполнительными устройствами. По конструкции они почти не: отличаются от электромагнитных вентилей типа EVSA.
Рис. 1. Электромагнитный вентиль типа EVSA
Электромагнитные вентили непрямого действия для подъема основного. затвора используют только энергию рабочей среды. У них основной и вспомогательный затворы не имеют механической связи. Перемещение основного затвора, соединенного с подвижным элементом поршневого, тарельчатого или мембранного исполнительного механизма, происходит под действием разности давлений, зависящей от положения вспомогательного затвора. Проточки, соединяющие промежуточную полость со стороной низкого давления после поднятия вспомогательного затвора, выполняются в корпусе исполнительного органа. Среда с высоким давлением поступает в промежуточную полость через отверстие в подвижной части. Для быстрой посадки основного затвора на седло после опускания вспомогательного затвора используется пружина.
К устройствам непрямого действия с поршневым исполнительным механизмом, использующим энергию протекающей среды, относятся также главные клапаны типов PH, HSA и MSA фирмы «Данфосс» (Дания). Они устанавливаются на трубопроводах сравнительно большого диаметра. Управление этими клапанами осуществляют выносные пилоты, роль которых выполняют электромагнитные вентили или регуляторы давления с небольшим проходным сечением.
В электромагнитных вентилях прямого действия затвор исполнительного органа непосредственно соединяется с якорем индукционной катушки. Для закрытия-открытия вентиля используется только усилие электромагнита. Электромагнитный вентиль любого принципа действия устанавливают на горизонтальных трубопроводах после фильтров вверх катушкой. Напряжение питания может быть 115, 230 и 300 В переменного или постоянного тока. Как любой электроприбор, электромагнитный вентиль следует заземлять.
Используемая литература: Ейдвюс А. И. Системы и средства автоматизации судовых
холодильных установок. М.: Легкая и пищевая пром-сть,
1983.— с.
Скачать реферат:
Пароль на архив: privetstudent.com