Исполнительные устройства пилотных регуляторов

Исполнительное устройство данного типа отличается тем, что ре­гулирующий орган перемещается за счет перепада давления рабочей среды.

Принцип действия исполнительного устройства поясняется на при­мере поршневого регулирующего вентиля (рис. 95). Он представляет собой корпус 1 с двумя крышками 4 и 11. В корпусе расположен цилиндр 13, внутри которого находится подвижный поршень 14. Пространство над поршнем через фильтр 2 сообщается с управляю­щим трубопроводом 15. Пространство под поршнем соединяется с вы­ходом. Вентиль присоединяется к трубопроводам фланцами 6. Про­ход вентиля перекрывается клапаном 12, перемещающимся в направ­ляющей 9 и приводимым в движение поршнем через шток 7. Пере­мещению клапана вниз препятствует пружина 10. В днище поршня имеется небольшое калиброванное отверстие 5, сообщающее полость над и под поршнем. Цилиндрический фильтр 8 установлен перед клапаном. Клапан может быть открыт вручную винтом 3.

Рис. 95. Исполнитель­ное устройство пилот­ного регулятора

На управляющем трубопроводе, соединяющем вентиль с входным трубопроводом, устанавливается управляющий клапан (пилот) П. Если пилот закрыт, то давление p_пр равно давлению p_вых в выход­ном трубопроводе. Уравнивание происходит через отверстие 5. Под действием пружины клапан поднимается вверх и перекрывает проход.

В закрытом состоянии клапан прижимается к седлу силой

,

где F_к — площадь седла клапана; P_н — начальный натяг пружины.

Если пилот открыт, то давление p_пр повышается и становится рав­ным

,

где Δp_п — перепад давлений на поршне.

Сверху на поршень действует сила

,

где F_п — площадь поршня.

Клапан начнет открываться, когда P_п>P_к.

Полностью клапан откроется при условии

,

где P'_к — сила давления на клапан в открытом состоянии; k — жесткость пружины; λ — ход клапана.

Исполнительное устройство может работать в плавном и двухпозиционном режимах.

Клапаны с пилотным управлением

На рис. 184, а показан золотниковый узел клапана с пилотным управлением. Золотник 2 перекрывает и уплотняет отверстие D под действием пружины 3 и давление среды (электромагнит не воздействует на золотниковый узел). Для перёвода клапана в другое положение электромагнит включают (выключают). Шток якоря 4 перемещает золотники в нижнее положение, золотники 1 перекрывают и уплотняют отверстие D' (рис. 184, б) . В этом случае электромаг­нит развивает усилие, необходимое для преодоления усилия от среды на отверстие D' и для создания необходимых погонных нагру­зок или удельных давлений. Диаметры уплотняемых золотниками отверстий обычно выбирают в пределах 2,0÷4,0 мм; диаметры игл — от 1,2 до 2,0 мм; ход золотников с резиновым уплотнением при газо­образных средах 3 мм, при жидких 2 мм; ход золотников с металли­ческим уплотнением 0,9÷1,5 мм.

Сечение отверстия D' играет важную роль и с точки зрения обес­печения токов отпадания. За счет этого отверстия получают необ­ходимое противодействующее усилие при включенном электромаг­ните, поскольку увеличение усилия пружины 3 требует соответ­ствующего увеличения усилия электромагнита.

Основной затвор клапанов с пилотным управлением обычно делается клапанного типа с металлическим, резиновым или пласт­массовым уплотнением.

К общим недостаткам клапанов с электромагнит­ным приводом следует отнести: малую степень надежности при агрессивных и загрязненных средах; невозможность дистанционного откры­тия клапанов при отсут­ствии проводимой среды (исключение составляют клапаны прямого действия и клапаны с разгрузкой, с механически связанными затворами); возможность установки клапанов только в системах с односторон­ним движением среды.

Этих недостатков ли­шены клапаны с электро­магнитным приводом, с пилотным управлением при помощи управляющей сре­ды. Принципиальная схема такого клапана приведена на рис. 185.

Как видно из рис. 185 пилотные золотники пере­распределяют не проводи­мую среду, а специально подведенную рабочую среду от системы гидравлики либо от системы пневматики. По существу это клапан с гидро- или пневмоприводом, с навешенным электромагнитным манипулятором (распределителем).

Рис. 184. Золотниковый узел клапана с пилотным управлением.

Рис. 185. Принципиальная схема клапана с пилотным управлением с управляющей средой.