Пневматическое исполнительное устройство Советский патент 1983 года по МПК F16K1/52 

Изобретение относится к нефтехимической, нефтеперерабатывающей промышленности, в частности к устройствам для управления расходами жидкой или газообразной среды с помощью давления сжатого воздуха, особенно при управлении малыми расходами этих потоков.

Известно исполнительное устройство, включающее исполнительный механизм и регулирующий орган, в котором в зависимости от хода мембранного исполнительного устройства изменяется площадь поперечного сечения окна регулирующего органа 1. Известно, что наилучших результатов в регулировании технологических процессов можно достигнуть при положении регулирующего органа в средних значениях, в этом случае имеется запас воздействия сигналом управления как в сторону открытия, так и в сторону закрытия.

В известной конструкции практически невозможно обеспечить регулировку технологических процессов в средних положениях регулирующего органа, так как регулирующий орган имеет определенный коэффициент пропускной способности KV, а поэтому в большинстве случаев регулирование осуществляется при почти закрытом или открытом положениии регулирующего органа. Такое строго определенное значение КуДЛя каждого отдельно взятого клапана существенно усложняет выбор регулирующего органа применительно к заданным расходам среды, особенно при малых ее расходах. Несоответствие значений Ку требуемым расходам среды, при которых регулирование принимает средние значения по управляемому сигналу, приводит к снижению качества регулирования химико-технологиических процессов. При. необходимости изменить Ку требуется производить демонтаж всего исполнительного устройства.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является исполнительное устройство, в корпусе которого размещен возвратно-поступательно перемещаемый регулирующий орган, управляемый мембранным приводом 2.

В таком устройстве коэффициент пропускной способности KV регулируется за счет демонтажа и замены только дроссельных пар плунжер-седло и за счет регулируемого хода штока плунжера.

Применение сменных дроссельных пар приводит к ступенчатому изменению Ку с довольно сложной подстройкой хода плунжера на установленную пару. В свою очередь, ступенчатое изменение Ку не позволяет установить требуемый Ку, что снижает качество регулирования. Кроме того, на качество регулирования также существенное влияние оказывает ход плунжера. Чем меньше ход, тем хуже регулирование. В таких конструкциях, как правило, нелинейная зависимость между ходом плунжера и расходом регулируемой среды.

Цель изобретения - улучшение качества регулирования и расширение диапазона применения, путем плавного изменения коэффициента пропускной способности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус, внутри которого размещен возвратно-поступательно перемещаемый регулирующий орган, управляемый мембранным приводом, в корпусе дополнительно размещена втулка, с дроссельным окном прямоугольной формы, а регулирующий орган установлен в корпусе с возможностью его вращательного перемещения и выполнен с профилированным срезом на его боковой поверхности.

На фиг. 1 представлено пневматическое

исполнительное устройство, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - узел регулирующего органа устройства; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2.

Пневматическое исполнительное устройQ ство содержит корпус 1, крышку 2 со штуцером 3 для подачи сжатого воздуха, мембрану 4, пружину 5, сальниковое уплотнение 6, шток 7, соединенный с регулирующим органом 8, имеющим центральное отверстие 9 и профилированный срез 10 на его

5 боковой поверхности с отверстиями 11, втулку 12 с дроссельным окном 13, указатель 14 положения регулирующего органа, шкалу 15 хода штока и шкалу 16 коэффициента пропускной способности.

0 Устройство работает следующим образом. Регулируемый поток проходит через окно 13. Далее он разделяется на два потока - один проходит по каналу, образованному втулкой 12 и профилированным срезом 10, второй - через отверстие 11 на профилированном срезе 10 и центральное отверстие 9, и, объединившись, выходят из исполнительного устройства.

Возвратно-поступательное движение регулирующеего органа 8 осуществляется от

Q сигнала- управления посредством давления сжатого воздуха, поступающего-на мембрану 4 (устройство предусматривает установку позиционера, не указанного на чертеже) и пружины 5. При этом изменяется высота дроссельного окна 13 дроссельной щели. Величину возвратно-поступательного перемещения контролируют по шкале 15. При движении штока 7 вниз под действием мембранного привода уменьшается высота дроссельного окна 13, что приводит к изменению расхода среды пропорционально ходу штока.

0 При вращательном перемещении регулирующего органа8 изменяется Ку- Его величину с помощью указателя 14 устанавливают по шкале 16 вручную в процессе наладки схемы регулирования. При этом изменяется ширина дроссельной щели.

Для уменьшения Ку необходимо шток 7 при помощи указателя 14 повернуть вокруг оси против часовой стрелки на требуемую величину по шкале 16. Это приведет к уменьшению ширины щели. Ход штока при этом остается прежним и устройство будет работать, как описано выше.

Наличие во втулке дроссельного окна прямоугольной формы позволяет за счет возвратно-поступательного перемеш.ения регулирующего органа регулировать только высоту дроссельной щели, при этом ширина окна остается постоянной, что приводит к линейной зависимости между ходом регулирующего органа и расходом среды.

Наличие профилированного среза на бо ковой поверхности регулирующего органа позволяет регулировать ширину дроссельной

щели при его вращении вокруг своей оси. Такое сочетание двух степеней свободы регулирующего органа позволяет широко варьировать расход технологического потока через дроссельное устройство, т.е. бесступенчато изменять коэффициент пропускной способности, исключая применение сменных дроссельных пар или демонтажа всего устройства.

Кроме того, улучшается качество регулирования, за счет возможности путем плавного изменения KV установления среднего положения регулирующего органа при заданном расходе регулируемой среды.

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, в корпусе которого размещен возвратно-поступательно перемещаемый регулирующий орган, управляе мый мембранным приводом, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и расширения диапазона применения путем плавного изменения коэффициента пропускной способности, в ко)эпусе размещена втулка с дроссельным окном прямоугольной формы, а регулирующий орган установлен в корпусе с возможностью вращательного перемещения и выполнен с профилированным срезом на его боковой поверхности. Питание (Л 05 00 со СП Фиг.1

Л-А

фаг.5