Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

12-3. ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА

а) ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ

В современных промышленных регуляторах применяют­ ся различные типы однокаскадных усилителей (со струй­ ной трубкой, с золотником, с соплом и заслонкой), а так­ же двухкаскадные усилители.

Усилитель со струйной трубкой показан на рис. 12-2. Основным его элементом является струйная трубка /, которая поворачивается вок­ руг оси 2 под действием усилия, пропорционального сигналу х2 на входе усили­ теля.

одинаков по длине. Такое расположение и конфигура­ ция сопл сделаны для того, чтобы обратная струя жидкости при вытекании из сопл не оказывала воздействия на струйную трубку. Приемные соп­ ла соединяются трубопроводами с полостями гидравли­ ческого исполнительного механизма 6. При отсутствии управляющего сигнала струйная трубка 1 расположена посередине между соплами. Струя жидкости, вытекаю­ щая из трубки 1, равномерно распределяется между дву­

ного механизма при этом равен нулю.

421

При отклонении струйной трубки под действием сиг­ нала х, например влево от среднего положения, большая часть жидкости будет попадать в левое приемное сопло. Давление Рі в левом сопле увеличится, в правом Рг уменьшится. Получающийся при этом перепад давле­ ний АР приводит в движение поршень исполнительного механизма в правую сторону. Соответственно отклонение струйной трубки вправо приводит к увеличению давле­

стие, расположенное выше сопл. Расстояние между на­ садком 3 и соплом 4 выбирается такое, чтобы слой жид­ кости, находящейся на пути вытекающей струи, не при­ водил бы к значительным потерям ее скорости (струя сохраняет на пути до сопл свою форму и энергию).

Усилители со струйными трубками просты по кон­ струкции и технологии изготовления. Они не имеют скользящих поверхностей и малых зазоров, которые мо­ гут засоряться. Поэтому, несмотря на большие габари­ ты и большой расход рабочей жидкости при среднем положении струйной трубки, эти усилители получили широкое распространение в промышленных регуляторах.

Усилитель с цилиндрическим золотником поступа­ тельного действия дан на рис. 12-3. Он состоит из гиль­ зы /, собственно золотника 2 (иногда называемого плун-

422

жером) и корпуса 4 с крышками 3 и 5. Гильза и золот­ ник составляют золотниковую пару, изготавливаемую с высокой точностью для исключения заедания и обес­ печения минимального трения.

Если сигнал х2 на входе в усилитель равен нулю, зо­ лотник находится в нейтральном положении, перекры­ вая рабочие окна гильзы; тем самым насос отсоединя­ ется от полостей исполнительного механизма, поршень

от начального положения. При перемещении золотника

проходящей через рабочие окна гильзы, с помощью ма­ лого усилия, приложенного к золотнику.

Преимуществами усилителей с золотником по срав­ нению с усилителями со струйной трубкой являются меньший расход жидкости при отсутствии управляюще­ го сигнала, меньшие габариты, большие мощность и бы­ стродействие; недостатками — чувствительность к засо­ рению, требование высокой точности при изготовлении, необходимость приложения значительных сил для уп­ равления золотником.

Усилитель сопло-заслонка приведен на рис. 12-4. Ра­ бочая жидкость от насоса поступает к постоянным дрос­

ми 5 и 3'. Перепад давлений на обоих соплах при этом одинаков, равны давления Pi и Р2 в междроссельных камерах 2 и 2', и исполнительный механизм, соединен­ ный с этими камерами, неподвижен.

Под действием входного сигнала заслонка 4 смеща­ ется от среднего положения, например вправо. Расход через правое сопло 3' уменьшится, давление Р2 повысит-

423

ся. Расход через левое сопло 3 при этом увеличится, а давление Pi уменьшится. Под действием перепада дав­

проходящими через междроссельные камеры, с по­ мощью малого усилия, приложенного к заслонке.

Расход и давление рабочей жидкости' в первом кас­ каде ниже, чем во втором. Усилие на выходе первого каскада значительно превышает усилие на выходе пер­ вичного измерительного преобразователя или электроме­ ханического преобразователя. Уровень выходного сигна­ ла с первого каскада таков, что силы трения, возникаю­ щие в золотниковой паре при больших давлениях и рас­ ходах, а также осевые гидродинамические силы, обус­ ловленные характером истечения жидкости через окна золотника, во втором каскаде двухкаскадных усилите­ лей сказываются меньше, чем в однокаскадных усили­ телях с золотниками. Следовательно, регуляторы с двухкаскадными усилителями имеют меньшую зону нечув­ ствительности. Кроме того, использование двух каскадов усиления позволяет повысить быстродействие исполни­ тельного механизма и развиваемое им усилие.

424