ГлавнаяКарта сайтаПечатьE-mail
КонтрАвт
Увлекая к успеху
Поиск продукции КонтрАвт
Поиск по сайту
Подписка
формаКаталог по почте
Оформите подписку и получайте по почте Каталог продукции и буклеты о Новинках


Пневматические исполнительные механизмы


Продолжение
Начало см. Методичка Контроль и Автоматика № 3 за 2005 г.

Пневматические исполнительные механизмы

Сергей Шашкин,

начальник Сектора технического маркетинга

Электропневматические преобразователи и позиционеры

При управления пневматическими исполнительными устройствами применяют электропневматические позиционеры и электропневматические преобразователи. Несмотря на схожесть в названиях, это два различых прибора. Вместе с тем, в некоторых моделях приборов позиционеры
и преобразователи функционально объединены, что порой создает определенную путаницу и очень часто порождает многочисленные вопросы.

В данном разделе рассмотрим сначала разницу между этими двумя приборами.

Электропневматический преобразователь предназначен для преобразования стандартного токового сигнала в пневматический сигнал для управления пневматическим исполнительным механизмом. Например, стандартный токовый сигнал 4…20 мА преобразуется в пневматический сигнал 0,2…1,0 бар или в сигнал любого другого диапазона в соответствии с имеющимся давлением сжатого воздуха.

Электропневматический позиционер является регулятором положения подвижной системы регулирующего клапана, и, как каждый регулятор, он имеет объект регулирования, параметр, задание, сигнал действующего рассогласования и выход (сигнал управления). Объект
управления – это исполнительный механизм регулирующего клапана, параметр – положение штока клапана, задание - управляющий сигнал
от системы управления или регулятора, сигнал действующего рассогласования – разница между управляющим сигналом и действительным
положением штока, а выход – давление сжатого воздуха, поступающее в рабочую полость исполнительного механизма или изменяющееся усилие тарированной пружины. Изменяя выходное давление или усилие тарированной пружины, позиционер обеспечивает соответствие положения штока клапана управляющему сигналу, компенсируя усилия, действующие на подвижную систему клапана (трение в подвижных соединениях, статическое и динамическое воздействие регулируемой среды).

Если применяется регулирующий клапан с пневматическим позиционером, но имеется необходимость интегрировать этот клапан в электронную систему управления, то можно установить между системой и пневматическим позиционером электропневматический преобразователь.

Применение электропневматического преобразователя может быть обусловлено также тем, что для малоинерционных систем управления
(например, в случае регулирования расхода жидкости) применение позиционеров является нежелательным, так как ухудшает динамику процесса регулирования. В частности, в таких системах применение позиционера при наличии значительных сил трения вызывает высокую колебательность процесса регулирования. Более благоприятный переходный процесс регулирования может быть обеспечен именно с помощью электропневматического преобразователя. Например, известно, что управление клапанами антипомпажной защиты компрессора осуществляется при помощи электропневматического преобразователя, а не позиционера.

Современные интеллектуальные позиционеры сегодняшнего дня, кроме своей главной задачи – регулировать положение штока клапана, позволяют реализовать большое количество дополнительных функций: обзор параметров состояния клапана, автоматическую настройку, диагностику, конфигурирование, моделирование, архивирование. Но существует много систем, где эти замечательные возможности не востребованы. Тогда можно выбирать между аналоговым позиционером и преобразователем.

Таким образом, как уже отмечалось выше, электропневматические преобразователи (сокр. Преобразователи) предназначены для
преобразования унифицированного непрерывного сигнала постоянного тока в унифицированный пропорциональный пневматический
непрерывный сигнал. Преобразователи преобразуют электрические сигналы 0-5, 0-20 или 4-20 мА в давление воздуха 20-100 кПа.

Принцип действия преобразователей основан на методе силовой компенсации, при котором момент, развиваемый катушкой, расположенной в поле постоянного магнита, пропорциональный входному сигналу, компенсируется моментом силы, развиваемым сильфоном обратной связи. Элементом, устанавливающим равновесие моментов, является пневматическая система “сопло-заслонка”.

Принципиальная схема преобразователя приведена на рисунке 6.

Рисунок. 6. Принципиальная схема электропневматического преобразователя

Входной сигнал Iв вводят в катушку (К), в которой расположен постоянный магнит М, притягивающий с определенной силой, пропорциональной Iв, рычаг S. Это ведет к изменению расстояния между соплом и заслонкой в ПС и давлений на входе P1 и выходе Р усилителя мощности. Одновременно изменяется давление в сильфоне С, включенном в контур отрицательной обратной связи, что приводит к восстановлению равновесия рычажного сумматора S. Настройку преобразователя производят винтом H, изменяющим расстояние от оси сильфона до оси вращения S, а также шунтом постоянного магнита Ш. Точная настройка диапазона осуществляется шунтом Ш  магнитопровода.

В некоторых конструкциях электропневматических позиционеров функции преобразователей встроены, а обратная связь по положению
рабочего органа механизма (штока) осуществляется с помощью рычага (для линейно перемещающихся штоков) или эксцентрикового ролика
для поворотных механизмов.

Интеллектуальные электропневматические позиционеры также используются для управления регулирующими клапанами, поворотными
или линейными. Они устанавливают регулирующий орган (например, МИМ) в положение, соответствующее электрическому входному управляющему сигналу. Дополнительные функциональные входы могут быть использованы для блокировки клапана или для установки его в
безопасное положение.

Таким образом, пневматические и электропневматические позиционеры существенно дополняют возможности регуляторов давления с
пневмоприводом. Они позволяют исключить влияние гистерезиса, увеличить быстродействие и точность поддержания параметров, обеспечить надежное закрытие клапана при больших перепадах давления.

Технические характеристики электропневмопреобразователя типа ЭПП 300 представлены в таблице 6.

Таблица 6

Технические характеристики электропневмопреобразователя типа ЭПП 300
Рабочий ход:
для поступательного движения ИМ, мм  5...130
для поворотного движения ИМ, град. 90
Маркировка взрывобезопасности 1Exib IICT6
Уровень пылевлагозащиты IP65
Температура окружающей среды, °С -40...+70
Относительная влажность воздуха при 35°С, %  95
Управляющий сигнал, мА 4...20
Минимальный ток питания, мА 3,8
Давление воздуха питания, МПа 0,14...0,6
Утечка в нейтрали, см3/мин, не более 1
Диаметр кабельного ввода, мм 8
Пневмосоединения М12х1
Габаритные размеры корпуса, мм 162х103х83
Материал корпуса АК7
Материал пневмоблока Д16Т
Масса, кг 1,1

Внешний вид электропневматических преобразователей представлен на рисунке 7.

Электропневматические преобразователи и позиционеры

Рисунок 7. Электропневматические преобразователи и позиционеры

Электромагнитные приводы

Электромагнитные или соленоидные приводы предназначены для перемещения регулирующих или запорных органов, механически связанных с якорем электромагнита. Электромагнитный привод, как следует из его названия, представляет собой магнитопровод с катушкой. Часть магнитопровода выполняется подвижной относительно катушки и неподвижной части магнитопровода. Между подвижной и неподвижной частями магнитопровода обеспечивается воздушный зазор, где, собственно, и происходит преобразование электрической энергии, подаваемой на катушку, в механическую энергию перемещения подвижной части магнитопровода и механически связанного с ним запорного органа. Электромагнитные приводы в силу своего конструктивного исполнения и принципа действия имеют, как правило, только два крайних положения:

  • когда на катушку подано напряжение (якорь втянут, воздушный зазор минимален);
  • когда с катушки снято напряжение (якорь отброшен возвратными пружинами, воздушный зазор максимален).

Такая двухпозиционная характеристика электромагнитных приводов позволяет их успешно применять для запорных, отсечных,  предохранительных и т.п. клапанов. Рассмотрим конструкцию такого привода на примере запорных клапанов производства ЗАО “Руст-95”.

Запорные клапаны с электромагнитным приводом предназначены для перекрытия трубопроводов с жидкими и газообразными средами,
в том числе взрывопожароопасными. Клапаны закрываются за время не более 1 сек. Конструктивно, в зависимости от назначения, клапаны
могут быть «перепадными» (работающими только при наличии перепада между давлением на входе и на выходе не менее 0,3 кгс/см2)
и «бесперепадными» (работающими даже при отсутствии перепада между давлением на входе и выходе). На рисунке 8 представлен бесперепадный клапан с электромагнитным приводом.

Запорный клапан с электромагнитным приводом

Рисунок 8. Запорный клапан с электромагнитным приводом

Клапан состоит из следующих блоков: корпуса 1, запорного узла 2, электромагнита 3 с сигнализатором состояния клапана 4 и блока управления 5, седла 7 и разделительной трубки 8. Запорный узел у такого клапана выполняется пилотным, обеспечивающим быструю
разгрузку основного затвора при наличии перепада давления на входе и выходе клапана. Это позволяет электромагниту перемещать
плунжер в верхнее положение. При отсутствии перепада давления на клапане электромагнит также сможет открыть клапан. Электромагнит
с сигнализатором состояния клапана имеет уровень взрывозащиты lExdll CT4. Блок управления не имеет взрывозащиты и предназначен
для эксплуатации во взрывобезопасных зонах.

Герметичность относительно внешней среды обеспечивается разделительной трубкой электромагнита, и при эксплуатации клапана не требуется контроль за состоянием сальникового уплотнения. Уплотнение затвора может быть как типа «металл-металл», так и типа
«металл-эластомер». Технические характеристики клапанов с электромагнитным приводом приведены в таблице 7.

Таблица 7.
Основные технические характеристики клапанов с электромагнитным приводом

Основные технические характеристики клапанов с электромаг- нитным приводом

Продолжение следует

 




Copyright © 2003-2016 КонтрАвт
Телефон: +7 (831) 260-13-08 (многоканальный)
Почта: sales@contravt.ru



Powered by TreeGraph (Graphit Ltd.)