- •Федеральное государственное образовательное учреждение
- •Введение
- •Содержание
- •Модуль 1 введение. Основы метрологии
- •Тема 1.1 Основные метрологические понятия
- •Тема 1.2 Средства и методы измерений
- •Модуль 2 контрольно-измерительные приборы
- •Контактное измерение температуры
- •Электронный лабораторный термометр
- •Электроконтактные термометры
- •Биметаллический термометр
- •Дилатометрический термометр
- •Манометрический термометр
- •Термометр сопротивления
- •Термоэлектрический термометр
- •Термопара
- •Автоматический показывающий потенциометр
- •Измерение температуры с помощью пирометров излучения
- •Радиационные пирометры
- •Тема 2.2 Измерение давления и разрежения
- •Классификация приборов для измерения давления
- •Грузопоршневой манометр
- •Пружинные манометры
- •Манометры с трубчатой пружиной
- •Манометры с пластинчатой пружиной
- •Манометры с коробчатой пружиной
- •Баровакуумметры
- •Дифференциальные манометры
- •Тема 2.3 Измерение уровня жидкости
- •Визуальные уровнемеры
- •Поплавковые уровнемеры
- •Буйковый метод измерения уровня в промышленности
- •Пьезометрический уровнемер
- •Дифманометрические уровнемеры
- •Уровнемеры ультразвуковые
- •Радиоизотопные уровнемеры
- •Электрические уровнемеры
- •Уровнемеры для сыпучих материалов
- •Модуль 3 автоматическое регулирование и регуляторы
- •Тема 3.1 Основные понятия и определения
- •Индуктивный датчик
- •Принцип действия и устройство электромагнитных реле
- •Поляризованные электромагнитные реле
- •Тема 3.2 Регуляторы давления газа прямого действия
- •Термины, используемые для характеристики работы регуляторов давления газа
- •Регулятор давления газа рд - 32м
- •Технические характеристики регулятора давления газа рд – 32м
- •Пропускная способность регулятора давления газа рд-32м в зависимости от входного давления
- •Регулятор давления газа комбинированный рднк-400
- •Технические характеристики регулятора давления газа рднк - 400
- •Регулятор давления газа домовый рдгд-20
- •5, 17, 19, 29 — Шток; 6 — рычажной механизм; 7, 16 — мембрана;
- •10, 14, 41, 42 — Регулировочные гайки; 11 — крышка мембранного узла;
- •Регуляторы давления газа рдг-25, рдг-50, рдг-80, рдг-150
- •Технические характеристики регуляторов давления газа типа рдг
- •Тема 3.3 Регуляторы давления газа непрямого действия Регулятор давления газа универсальный конструкции Казанцева рдук - 2
- •Технические характеристики регулятора давления газа непрямого действия типа рдук
- •Регулятор давления газа блочный конструкции Казанцева рдбк. Устройство и принцип работы регулятора давления газа рдбк1-100-70
- •Технические характеристики регулятора давления газа рдбк1-100-70
- •Регулятор давления для сжиженного газа рдсг 1-1,2
- •Тема 3.4 Исполнительные механизмы и регулирующие органы
- •Задвижка клиновая фланцевая с пневматическим поршневым исполнительным механизмом
- •Регулирующие органы
- •Конструкция проходного запорно-регулирующего клапана
- •Для установки в качестве запорных устройств на трубопроводах природного и сжиженного газа.
- •Клапаны предохранительно-запорные (пзк)
- •Клапаны пкн-50, пкн-100, пкн-200, пкв-50, пкв-100, пкв-200, пквэ
- •Технические характеристики запорных клапанов типа пкн и пкв
- •Пределы настройки контролируемого давления пкн (э), пкв (э)
- •Исполнительные механизмы
- •Пневматические исполнительные механизмы
- •Мембранный исполнительный механизм (мим)
- •Поршневые пневматические приводы
- •Поворотные пневматические приводы
- •Модуль 4 автоматизация газового хозяйства
- •Автоматические устройства
- •Газовых проточных водонагревательных аппаратов
- •Эти устройства отключают газовый тракт при недостатке или при отсутствии давления воды и подачи газа.
- •Устройства автоматического отключения подачи газа при отсутствии тяги чаще всего работают на основе электромагнитного клапана с термопарой.
- •Принцип работы водонагревательного аппарата
- •Емкостный водонагреватель
- •Тема 4.2 Правила выполнения функциональных схем автоматики Язык схем
- •Молекулы, атомы и электроны Атом – это положительно заряженное ядро с вращающимися вокруг него электронами, несущими отрицательные заряды (рис.117).
- •Полупроводники. Диоды и транзисторы
- •Транзистор
- •Емкостные датчики
- •Фотодатчики
- •Подключение датчиков
- •Классификация типов схем автоматического управления
- •Тема 4.3 Автоматика котельных установок Понятие о котельной установке
- •Автоматическое регулирование котельных установок
- •Функциональное назначение щита управления тягодутьевыми механизмами (щу – тдм).
- •Для управления тягодутьевыми механизмами котла предусмотрены следующие режимы работы:
- •Задание установок для каждого режима:
- •Автоматизация водогрейного котла
- •Цели автоматизации газоиспользующего оборудования
- •Модуль 5 централизация контроля управления в газовом хозяйстве
- •Тема 5.1 Система телемеханизации в газовом хозяйстве
- •Тема 5.2 Автоматизированные системы управления
- •Структура, функции и технические средства телемеханизации и автоматизированных систем управления технологическими процессами
- •Справочная информация
- •Магнитоэлектрический гальванометр
- •Термистор
- •Резистор
- •Пьезоэлектрический эффект
- •Паровые котлы Котлы предназначены для производственных и отопительных нужд, пищевой промышленности, транспорта и сельского хозяйства.
- •Список спользуемых источников
Технические характеристики регулятора давления газа рдбк1-100-70
|
РДБК1-100-70 |
Диаметр условного прохода входного фланца, мм |
100 |
Максимальное входное давление, МПа (кгс/см²) |
1,2(12) |
Диапазон настройки выходного давления, кПа (кгс/см²) |
1–60 |
Диаметр седла, мм |
70 |
Пропускная способность при входном давлении 0,1 МПа, м³/ч, не менее |
2836 |
Эффективная площадь мембраны регулирующего клапана, см² |
930 |
Площадь условного прохода входного фланца, см² |
78,5 |
Габаритные размеры, мм: | |
длина |
350 |
ширина |
537 |
высота |
450 |
Фланцы (конструкция и размеры) по ГОСТ 12815-80 на условное давление, МПа |
1,6 |
Масса, кг, не более |
95 |
Рис. 76. Регулятор давления газа РДБК 1 – 100 – 70
Регулятор давления для сжиженного газа рдсг 1-1,2
|
Рис. 77. Схема регулятора давления для сжиженного газа РДСГ 1 – 1,2
1 — прокладка; 2 — фильтр; 3 — гайка; 4 — штуцер; 5 — ось;
6 — стойка; 7 — шток; 8 — шток; 9 — мембрана; 10 — крышка; 11 — корпус;
12 — тарелка; 13 — пружина
Принцип работы регулятора давления заключается в том, что:
под действием пружины 13 регулятор давления в исходном положении открыт, а
через входной штуцер 4 и дроссельный зазор между ним и запорно-регулирующим органом (штоком 7) газ поступает в подмембранную полость корпуса, воздействует своим давлением на чувствительный элемент мембрану 9 и через выходное отверстие корпуса поступает к горелкам газового аппарата (к потребителю).
При повышении входного давления или уменьшении расхода через расходный штуцер корпуса давление в полости корпуса увеличивается и поднимает вверх чувствительный элемент мембрану 9, которая через шток 8, жестко соединенный с мембраной, поворачивает запорно - регулирующий орган (шток 7) вокруг оси 5, вставленной в стойку 6.
Дроссельная щель между входным штуцером и запорно-регулирующим органом уменьшается, и повышение давления прекращается.
Таблица 11
Технические характеристики регулятора давления для сжиженного газа
РДСГ 1 – 1,2
Наименование параметра |
РДСГ 1-1,2 |
Рабочее давление на входе в регулятор |
от 0,07 до 1,6 МПа |
Объемный расход газа – минимальный |
1,6 куб.м/час |
Давление на выходе регулятора: | |
не менее |
2000 Па |
не более |
3600 Па |
Рабочая температура окружающей среды |
от −30°C до +45°C |
Масса |
0,3 кг |
Тема 3.4 Исполнительные механизмы и регулирующие органы
Исполнительные механизмы предназначены для перемещения регулирующих органов в соответствии с командными сигналами, поступающими от регулирующих и управляющих устройств.
Исполнительные механизмы классифицируют по ряду признаков:
– по виду используемой энергии: электрические, пневматические, гидравлические и комбинированные;
– по конструктивному исполнению: мембранные и поршневые;
– по характеру обратной связи — периодического и непрерывного действия.
Электрическим исполнительным механизмом в системах управления называют устройство, предназначенное для перемещения рабочего (регулирующего) органа в соответствии с сигналами, поступающими от управляющего устройства.
Регулирующими органами могут быть различного рода дроссельные заслонки, клапаны, задвижки, шиберы, способные производить изменение количества рабочего вещества, поступающего в объект управления. Перемещение рабочих (регулирующих) органов может быть как поступательным, так и вращательным в пределах одного или нескольких оборотов. |
Рис. 78. Электрический исполнительный механизм |
Так исполнительный механизм с помощью рабочего (регулирующего) органа осуществляет непосредственное воздействие на управляемый объект. |
Электрический исполнительный механизм состоит из электропривода, редуктора, узла обратной связи, датчика указателя положения выходного элемента и конечных выключателей.
В качестве электропривода в исполнительных механизмах используются либо электромагниты, либо электродвигатели с понижающим редуктором для снижения скорости перемещения выходного элемента до величины, обеспечивающей возможность непосредственного соединения этого элемента (вала или штока) с рабочим органом.
С помощью конечных выключателей производится отключение электропривода исполнительного механизма при достижении рабочим (регулирующим) органом своих конечных положений во избежание возможных повреждений механических звеньев.
Электродвигательные исполнительные механизмы состоят из двигателя, редуктора и тормоза (последнего иногда может и не быть). Сигнал управления поступает одновременно к двигателю и тормозу, механизм растормаживается и двигатель приводит в движение выходной орган.
При исчезновении сигнала двигатель выключается, а тормоз останавливает механизм. Простота схемы, малое число элементов, участвующих в формировании регулирующего воздействия, и высокие эксплуатационные свойства сделали исполнительные механизмы с управляемыми двигателями основой для создания исполнительных устройств современных промышленных систем автоматического регулирования.
Исполнительные механизмы с управляемыми двигателями в свою очередь можно разделить по способу построения системы управления на механизмы с контактным и бесконтактным управлением.
Включение, отключение и реверсирование электродвигателей исполнительных механизмов с контактным управлением производится с помощью различной релейной или контактной аппаратуры. Это определяет основную отличительную особенность исполнительных механизмов с контактным управлением: у таких механизмов скорость выходного органа не зависит от величины управляющего сигнала, подаваемого на вход исполнительного устройства, а направление перемещения определяется знаком (или фазой) этого сигнала. Поэтому исполнительные механизмы с контактным управлением относят к исполнительным устройствам с постоянной скоростью перемещения рабочего органа.
Для получения средней переменной скорости перемещения выходного органа исполнительного механизма при контактном управлении широко используется импульсный режим работы его электродвигателя.
В большинстве исполнительных механизмов, предназначенных для работы в схемах с контактным управлением, используются реверсивные электродвигатели.
Бесконтактные электрические исполнительные механизмы отличаются повышенной надежностью и позволяющие относительно просто получать как постоянную, так и переменную скорость перемещения выходного органа. Для бесконтактного управления исполнительными механизмами используются электронные, магнитные или полупроводниковые усилители, а также их сочетание. При работе управляющих усилителей в релейном режиме скорость перемещения выходного органа исполнительных механизмов постоянна.
Как электрические исполнительные механизмы с контактным управлением, так и бесконтактные можно подразделять также по следующим признакам.
По назначению: с вращательным движением выходного вала — однооборотные; с вращательным движением выходного вала — многооборотные; с поступательным движением выходного вала — прямоходные.
Выходной вал однооборотных исполнительных механизмов может вращаться в пределах одного полного оборота. Такие механизмы характеризуются величиной крутящего момента на выходном валу и временем его полного оборота. В отличие от однооборотных многооборотные механизмы, выходной вал которых может осуществлять перемещение в пределах нескольких, иногда значительного количества, оборотов, характеризуются также полным числом |
Рис. 79. Электрический исполнительный механизм |
оборотов выходного вала. |
Прямоходные механизмы имеют поступательное движение выходного штока и оцениваются усилием на штоке, величиной полного хода штока, временем его перемещения на участке полного хода, а также по скорости движения выходного органа в оборотах в минуту для однооборотных и многооборотных и в миллиметрах в секунду для прямоходных механизмов.
Конструкция исполнительных механизмов позиционного действия такова, что с их помощью рабочие органы можно устанавливать только в определенные фиксированные положения. Чаще всего таких положений бывает два: «открыто» и «закрыто».
Исполнительные механизмы пропорционального действия конструктивно таковы, что обеспечивают в заданных пределах установку рабочего органа в любое промежуточное положение в зависимости от величины и длительности управляющего сигнала.
ВНЕШНИЙ ВИД |
НАИМЕНОВАНИЕ |
ПРИНЦИП РАБОТЫ |
НАЗНАЧЕНИЕ |
Механизм электрический исполнительный однооборотный МЭО |
Преобразование электрического командного сигнала поступающего от регулирующего или управляющего устройство во вращательное перемещение выходного вала |
Механизмы исполнительные электрические однооборотные постоянной скорости предназначены для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами автоматических регулирующих и управляющих устройств | |
Механизм электрический исполнительный многооборотный МЭМ |
Преобразование электрического командного сигнала во вращательное перемещение выходного органа механизма. |
Механизмы электрические исполнительные многооборотные предназначены для перемещения регулирующих и запорных органов самотормозящейся запорно-регулирующей арматуры в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами, поступающими от регулирующих или исполниптельных устройств |
Механизм исполнительный электрический прямоходный МЭП |
МЭП - преобразование электрического сигнала,поступающего от регулирующего органа в возвратно-поступательное перемещение выходного штока. |
Механизмы предназначены для привода запорно-регулирующей арамтуры в системах автоматического регулирования технологическими процессами в соответствии с командными сигналами , поступающими от регулирующих и управляющих устройств. |
Рис. 80. Механизмы исполнительные электрические
Пневматические и гидравлические исполнительные механизмы, использующие энергию сжатого воздуха и минеральных масел (несжимаемой жидкости), делят на самостоятельные и на работающие совместно с усилителями. Принцип действия этих двух видов механизмов схож между собой.
К самостоятельным механизмам относят цилиндры с поршнем и штоком одно- и двустороннего действия.
По виду используемой энергии исполнительные механизмы делятся на пневматические, гидравлические и электрические.
Пневматические исполнительные механизмы бывают мембранными и поршневыми.
Мембранный исполнительный механизм состоит из корпуса головки 1, мембраны из прорезиненной ткани 2, металлического диска 3, штока. 4, жестко соединенного с диском, и пружины 5.
1 – корпус головки, 2 – мембрана, 3 – диск, 4 – шток, 5 – пружина |
1 – цилиндр, 2 – поршень, 3 - шток
|
Рис. 81. Схема мембранного и поршневого исполнительных механизмов
При отключении регулируемой величины от заданного значения давление воздуха Р, поступающего от пневматического регулятора в полость над мембраной и диском, изменяется. Шток перемещается либо вниз (при увеличении давления), либо вверх (при уменьшении давления). Шток, связанный с регулирующим органом (РО) непосредственно или через рычаг, перемещает его в новое положение.
В тех случаях, когда мембранный исполнительный механизм предназначен для управления регулирующим клапаном, их конструктивно объединяют.
Поршневой исполнительный механизм состоит из цилиндра 1 с поршнем 2, шток которого 3 соединяется с регулирующим органом (РО). В зависимости от того, в какую полость цилиндра (А или Б) будет поступать управляющий сигнал от регулятора, поршень со штоком будет перемещаться либо вправо, либо влево.
Пневматические средства управления и регулирования удовлетворяют самым жёстким требованиям пожаро- и взрывобезопасности, могут работать в системах газоснабжения и применяются для автоматизации производственных процессов.
Рис. 82. Схема пневматического мембранного исполнительного механизма а) – односедельный; б) – двухседельный |
Принцип действия мембранного исполнительного механизма заключается в том, что под действием давления воздуха Р, подаваемого на мембранный механизм сверху, шток, преодолевая противодействие пружины, изменяет положение затвора, тем самым изменяя проходное сечение клапана. Степень открытия сечения клапана пропорциональна давлению воздуха Р, подаваемого на мембранный механизм. По своей конструкции подобные клапаны выпускают двух типов: одно- и двухседельные. |
Односедельные клапаны имеют одностороннее действие давления среды. Оно выражается в "затягивании" или "отжатии" самого седла при изменении направления движения среды через регулирующий орган. Такой эффект является нежелательным, так как нарушает процесс регулирования. Для устранения этого используют двухседельный клапан, которые считаются разгруженными.
Гидравлические исполнительные механизмы предназначены для преобразования сигнала, поступающего от гидравлического регулятора в перемещение регулирующего органа. Выпускается два типа гидравлических исполнительных механизмов: прямого хода и кривошипные. По принципу действия они аналогичны пневматическому поршневому исполнительному механизму.