| Предыдущий параграф | |||||||||||
9.6. Пневматические приводы.
Регулирующие клапана, поставляемые фирмой LDM, можно в принципе комплектовать тяговыми пневматическими приводами различных производителей, но в большинстве случаев клапана поставляются в сборе с изделиями фирмы SPA Прага, поэтому будем уделять внимание пневмоприводам этой фирмы и их применению.
Основным элементом пневмодвигателя является мембранный модуль, составленный из двух крышек, между которыми зажата мембрана. Последняя подпирается поршнем и ее движение с одной стороны определяется давлением управляющего воздуха, a с другой стороны силой пружин.
Принимаем во внимание две компоновки мембранного модуля. В первом случае речь идет о приводе с так назывемой косвенной функцией (NC), когда пружины выжимают тягу из модуля и управляющий воздух приводит к задвижению тяги (рис. 9.6.1.). Это значит, что в соединении с двухходовым клапаном, закрывающим в седло по направлению вниз, арматура без давления воздуха в приводе закрыта. Во втором случае привод с прямой функцией (NО) работает так, что пружины обеспечивают задвигание тяги привода в модуль, давление воздуха приводит к его выдвижению (рис. 9.6.2.). Двухходовой клапан в этом случае открыт без воздуха. Размер рабочей поверхности мембраны и усилие пружин определяют величину трубующегося давления и усилие, которое имеется в распоряжении для управления арматурой.
 |
 |
|||
Рис. 9.6.1. Пневмопривод с косвенной функцией (NC). |
Рис. 9.6.2. Пневмопривод с прямой функцией (NО). |
|||
Для упрощения расчета привода для данного применения усилие, требуемое для сжатия пружин, задается прямо в значениях управляющего давления воздуха (например, диапазон пружин 20 - 100 кПа, 40 - 200 кПа и т.п.).
Здесь:
Основная схема зависимости ходов от рабочего диапазона пружин для привода с косвенной функцией (NC) изображена на рис. 9.6.3., где 
обозначает начало открытия вентиля, a при 
клапан полностью открыт.
Рис. 9.6.1. Рабочая схема привода с NC функцией.
В некоторых пневмоприводах можно передвигать рабочий диапазон пружин в ограниченных пределах изменением предварительного напряжения пружин. Технически интересным решением являются также приводы в так называемом тандемном исполнении. В этих изделиях (например, фирма Honeywell) соединены два мембранных модуля друг над другом и запорная усилие получается двукратное (до 25 кН).
В приводах с косвенной функцией следует для достижения большего запорного усилия клапана использовать пружины с высшим диапазоном (следовательно, требуется высшее управляющее давление). Наоборот, в приводах с прямой функцией целесообразно использовать пружины с минимальным диапазоном, только для обеспечения перестановки привода и арматуры при рассмотрении пассивных сопротивлений, тем самым останется достаточно давления воздуха для определения требуемого запорного усилия.
Пример 1: Требуется определить запорное усилие в NC приводе с активной плоскостью мембраны 400 cм2 и диапазоном пружин 160-300 кПа. Управляющее давление 
= 320 кРа.
Запорное усилие
Пример 2: Требуется определить запорное усилие в NО приводе с активной плоскостью мембраны 400 cм2 и диапазоном пружин 20 - 100 кПа. Управляющее давление = 320 кПа.
Запорное усилие
Однако, необходимо быть внимательными при расчете привода для трехходовых клапанов, так как следует обеспечить (обычно приблизительно одинаковое) запорное усилие в обоих конечных положениях.
Пример 3: Требуется определить запорное усилие в NС приводе с активной плоскостью мембраны 400 cм2, для трехходового клапана. Управляющее давление = 320 кПа.
... подходящий диапазон пружин, например, 110-205 кПа.
Следовательно,
Управляющее давление нельзя выбирать произвольно, так как оно своей величиной должно обеспечить правильную работу привода в полном диапазоне хода и достаточное запорное усилие. В NС приводе подбирается хотя бы на 20 кПа выше, чем диапазон пружин по причине потерь. В NО приводе желательно выбрать наивысшее значение, но оно ограничено производителем привода в связи со сроком службы мембраны (обычно 
= 320 до 350 кПа).
Теоретически пневмопривод можно использовать прямо для управления регулирующим клапаном и управлять величиной открытия клапана изменением давления управляющего воздуха. На практике такое решение почти не используется, так как на значение хода в таком случае влияют пассивные сопротивления и дополнительные усилия от давления среды на конус клапана. Поэтому так управляются только запорные клапана при помощи двухполярного управления привода соленоидным пневматическим клапаном. Скорость перестановок, которая, как правило, бывает в пневмоприводах доволно короткой (1-2 сек), можно регулировать посредством дросселирования пневматического трубопровода, например, заслонкой, ручным клапаном и т. д.
В регулирующих клапанах пневмопривод бывает оснащен позиционером с пневматическим входным сигналом 20-100 кПа или с электрическим сигналом 4-20мА (0-10В), который определяет действительное положение тяги и обеспечивает дозирование управляющего воздуха в привод, чтобы осуществилась перестановка в требуемое положение в зависимости от значения входного сигнала.
Так же, при использовании корректора следует ограничить величину управляющего давления, входящего в позиционер до значения, разрешенного производителем, во избежании его повреждения. Это можно обеспечить при помощи редукционного клапана или редукционной станции, которые, как правило, производители предлагают как принадлежности.
Пневмопривод можно оснастить рядом комплектующих, например, конечными сигнальными выключателями или датчиками положения.
Преимуществом пневмоприводов является их тихий ход и низкая повреждаемость, взрывобезопасность, возможность применения в помещениях без подвода электроэнергии, в случае необходимости высокой переставной скорости, и возможность обеспечения аварийной функцией перестановка привода в основное положение при прекращении управления.
Недостатком, наоборот, является необходимость установки пневмосети или обеспечения источника напорного воздуха.
| Предыдущий параграф | |||||||||||
