Регулирование расхода газаРегулирование расхода газа На рис. 3, а представлена конструктивная схема CAP расхода газа в трубопроводе (Fz = const). Она включает в себя трубопровод 1, сужающее устройство — датчик расхода 2, дифференциальный преобразователь 3 с упругой мембраной, пружинный задатчик 4, струйный гидравлический усилитель 5, поршневой привод двустороннего действия 8 с механизмом поворота, дроссельную заслонку 9, элементы коррекции: кинематический механизм (рычаг) 7, поршень 6. Рабочая жидкость поступает в струйный усилитель от источника питания. На структурно-поточной схеме CAP расхода газа в трубопроводе (рис. 3, б) указаны поточные характеристики входных-выходных сигналов и функциональные элементы: объект регулирования — трубопровод. Функция преобразования имеет вид Fx =f(Gy), где Fx— регулируемая величина (расход через трубопровод); Gy — регулирующая величина (угол поворота заслонки); Д — датчик. Функция преобразования имеет вид ΔP1=f(Fx) где ΔP1= Р1 – P2 — перепад давления на выходе;
Рис. 3. Схемы CAP расхода газа в трубопроводе: А — конструктивная; б — структурно-поточная; 1 — трубопровод; 2— датчик расхода; 3 — дифференциальный преобразователь; 4 — пружинный задатчик, 5— струйный гидравлический усилитель; 6 — поршень; 7— рычаг; 8— поршневой привод двустороннего действия; 9 — дроссельная заслонка ИнП — дифференциальный преобразователь давления с упругой мембраной. Функция преобразования имеет вид G = f (ΔP1), где G — перемещение мембраны под действием разности давлений. Перемещение мембраны вызывает сжатие пружины, которая передает усилие Bx на струйную трубку усилителя; ЗдУ — задающее устройство (пружина), формирующее заданное значение параметра Fz= kBz, где Вz — сила натяжения пружины, k — коэффициент пропорциональности; УСр и УУ — устройство сравнения и устройство управления (струйный усилитель). Функция преобразования имеет вид ΔP2=f(Bx-Bz) где ΔР2 — разность давлений на соплах усилителя, создаваемая за счет давления источника питания; Вx, Вz — силы, действующие на струйную трубку соответственно со стороны нижней и верхней трубок; ИМ — исполнительный механизм. Функция преобразования имеет вид Gy=f(ΔP2), где Gy — перемещение штока гидроцилиндра, вызывающее перемещение на определенный угол выходного элемента механизма поворота; РО — регулирующий орган (дроссельная заслонка). Функция преобразования имеет вид Fy=f(Gα), где Fy — входной (управляющий) поток; ИУ, УВк — устройство измерения и устройство воздействия корректирующих элементов (рычаг и поршень). Они используются для получения требуемого закона управления и определенного характера статической характеристики регулятора. По существу корректирующие элементы составляют внутреннюю систему автоматического регулирования. Корректируемый выходной параметр воспринимается ИУ и с помощью УВк воздействует по обратной связи на элемент, характеристики которого необходимо скорректировать. Работает CAP следующим образом. Сужающее устройство, установленное в трубопроводе, создает на дросселирующем сечении перепад давления ΔP1= Р1 – P2, который воспринимает дифференциальный преобразователь 3. При увеличении расхода газа диафрагма преобразователя прогибается вверх и через пружину поворачивает струйную трубку усилителя 5. По струйной трубке подается масло под давлением Pп. При отклонении трубки в верхней полости поршневого привода 8 давление повышается, а в нижней — понижается, в результате этого шток переместится вниз и повернет дроссельную заслонку в сторону перекрытия. Одновременно рычаг 7 обратной связи поворачивается в другую сторону, поршень обратной связи опускается, в связи с чем струйная трубка усилителя 5 возвращается в исходное положение и процесс регулирования на этом может прекратиться. Рычаг 7 обеспечивает образование статической характеристики CAP. Основное свойство, характеризующее статическое регулирование: равновеcие системы регулирования со статическим регулятором возможно при различных значениях регулируемого параметра. При этом каждому значению регулируемого параметра соответствует единственно и вполне определенное положение регулирующего органа.
|