Cтраница 1

Позиционер 14, работающий в комплекте с исполнительным устройством микрорасходов, способствует быстрой и точной установке затвора клапана в строгом соответствии с сигналом управляющего устройства.  

Позиционеры, встроенные в исполнительный механизм, являются его составной частью. Встроенные позиционеры наиболее широко применяются в поршневых исполнительных механизмах. Они обычно основаны на принципе компенсации сил и могут быть нереверсивными или реверсивными.  

Позиционер создает дополнительные сигналы, повышающие или понижающие давление воздуха над мембраной при прямом и обратном ходах затвора, что необходимо для его перемещения. Каждому значению давления в сильфоне соответствует определенное и всегда одинаковое положение затвора клапана.  

Позиционер, работающий совместно с мембранным исполнительным механизмом, предназначен для обеспечения быстроты действия, точности установки штока и увеличения перестановочного усилия-исполнительного механизма. В клапанах на Ру620 104 Па применяют МИМ без позиционера, в клапанах на Ру1500 - 10 Па - МИМ с позиционером.  

Позиционеры, работающие на принципе компенсации усилия имеют большую точность, чем позиционеры, работающие на принципе компенсации перемещения. Входной сигнал в виде давления воздуха рКом 19 6 - - 98 1 кН / м2 поступает от регулятора в камеру В.  

Позиционеры применяются обычно с регулирующими органами большего размера и в тех случаях, когда регулирующий орган работает в условиях высоких температур, с вязкими жидкостями и в других условиях, способствующих возрастанию сил трения в его подвижных частях.  

Позиционеры предназначены для уменьшения рассогласования между входным пневматическим сигналом и соответствующим этому сигналу перемещением выходного элемента исполнительного механизма введением обратной связи по положению его штока. Позиционеры повышают быстродействие установки выходного звена исполнительных механизмов и его точность.  

Позиционер предназначен для уменьшения гистерезиса регулирующего штуцера. Позиционер позволяет получить практически однозначную зависимость перемещения штока от командного давления.  

Позиционеры по ГОСТ 10625 - 70 выпускаются настроенными на ход штока 25 мм. На пружине обратной связи и регулирующей гайке наносятся отметки настройки позиционера. Увеличение хода, кратное 25 мм, обеспечивается за счет отверстий на рычаге обратной связи.  

Позиционер состоит из двух основных узлов: пневматической головки и узла обратной связи. В пневматическую головку встроен редуктор, представляющий собой пропорциональный регулятор давления прямого действия. Редуктор снижает давление сжатого воздуха, подводимого к позиционеру по линии Питание, и поддерживает требуемую величину этого давления. Перед тем как попасть в редуктор, сжатый воздух проходит через воздушный фильтр, монтируемый в линии питания позиционера. Затем по каналу 7 воздух поступает в золотниковую камеру 6 позиционера и через верхнее седло золотника 4 по каналу 21 - в рабочую полость исполнительного механизма.  

Позиционер устанавливают на клапане. При работе клапана без позиционера мембранную камеру МИМа соединяют трубкой с регулятором.  

Позиционеры к клапанам, а также клапаны с набивкой сальника фторопластовым шнуром или фторопластовыми кольцами с устройством для ручного управления от маховика и лубрикатором поставляют по особому заказу.  

Позиционер предназначен для обеспечения точности и увеличения перестановочного усилия; боковой или верхний дублер - для управления устройством при отсутствии сжатого воздуха.  

Рассмотрим сначала разницу между этими двумя приборами, предназначенными для управления пневматическими исполнительными устройствами. Задача электропневматического преобразователя – это преобразование стандартного токового сигнала в пневматический сигнал для управления пневматическим исполнительным механизмом. Например, стандартный токовый сигнал 4 — 20 мА преобразуется в пневматический сигнал 0,2 — 1,0 бар или 0,4 — 2,0 бар или в сигнал любого другого диапазона в соответствии с имеющимся давлением сжатого воздуха. Позиционер же является регулятором положения подвижной системы регулирующего клапана и как каждый регулятор он имеет объект регулирования, параметр, задание, сигнал действующего рассогласования и выход (сигнал управления). Объект управления — это исполнительный механизм регулирующего клапана, параметр — положение штока клапана, задание — управляющий сигнал (стандартной природы и диапазона, например, 4 — 20 мА) от системы управления или регулятора, сигнал действующего рассогласования – разница между управляющим сигналом и действительным положением штока, а выход — давление сжатого воздуха, поступающее в рабочую полость исполнительного механизма. Изменяя выходное давление в диапазоне от нуля до давления питания, позиционер обеспечивает соответствие положения штока клапана управляющему сигналу, компенсируя усилия, действующие на подвижную систему клапана (трение в подвижных соединениях, статическое и динамическое воздействие регулируемой среды). Кстати, по-немецки «позиционер» — «Stellungsregler», буквально – регулятор положения.

Прежде, когда применялись, в основном, пневматические регуляторы, тоже нужно было делать выбор: применить пневматический позиционер или обойтись без него, соединив выход регулятора непосредственно с пневматическим исполнительным механизмом. Впрочем, выбор не был обязательным, так как в большинстве конструкций пневматических позиционеров был предусмотрен специальный переключатель, при помощи которого можно было «закоротить» позиционер, соединив импульсную линию от регулятора с рабочей полостью исполнительного механизма. И, имея такой «хитрый» позиционер, уже в процессе эксплуатации определяли предпочтительный режим работы: с позиционером или без него.

Допустим, вы хотите исключить применение электричества в рабочей зоне, где расположен регулирующий клапан, но вы должны управлять этим клапаном от электронной системы управления. В этом случае вы применяете электропневматический преобразователь, а выход преобразователя подаёте либо на пневматический позиционер, либо непосредственно в рабочую полость пневматического исполнительного механизма.

Если вы применяете регулирующий клапан с пневматическим позиционером, и вас это устраивает, но вы хотите интегрировать этот клапан в электронную систему управления, то вы устанавливаете между системой и пневматическим позиционером электропневматический преобразователь.

К этим двум причинам применения электропневматического преобразователя добавляется третья, весьма важная: длительные и многочисленные исследования показали, что для малоинерционных систем управления (например, в случае регулирования расхода жидкости) применение позиционеров является нежелательным, так как ухудшает динамику процесса регулирования. В частности, в таких системах применение позиционера при наличии значительных сил трения вызывает высокую колебательность процесса регулирования. Более благоприятный переходный процесс регулирования может быть обеспечен именно с помощью электропневматического преобразователя. Например, известно, что управление клапанами антипомпажной защиты компрессора осуществляется при помощи электропневматического преобразователя, а не позиционера.

В остальных случаях (кроме трёх перечисленных, когда применение преобразователя необходимо или явно предпочтительно) следует выбирать между позиционером и преобразователем руководствуясь изложенными ниже доводами и соображениями.

Выше было отмечено, что основное назначение позиционера — обеспечить положение штока клапана в соответствии с управляющим сигналом, преодолевая трение в подвижных соединениях (в сальнике, в направляющей втулке и пр.), а также статическое и динамическое воздействие регулируемой среды на затвор. Если противодействующие усилия значительны, как это имеет место, например, при больших перепадах давления на регулирующем клапане, то применение позиционера оправданно и полезно. Ну а если преодолевать нечего? Если эти воздействия на подвижную систему клапана гораздо меньше, чем перестановочное усилие, определяемое произведением давления в рабочей полости исполнительного механизма на эффективную площадь его мембраны? В этом случае и позиционер и преобразователь обеспечат хорошее соответствие положения штока управляющему сигналу.

Интеллектуальные позиционеры, кроме своей главной задачи – регулировать положение штока клапана, позволяют реализовать большое количество дополнительных функций: обзор параметров состояния клапана, автоматическая настройка, диагностика, конфигурирование, моделирование, архивирование. Но существует много систем, где эти замечательные возможности не востребованы. Тогда делают выбор между аналоговым позиционером и преобразователем.

Ниже перечислен ряд дополнительных доводов в пользу применения преобразователей.

— Преобразователи существенно дешевле по сравнению с позиционерами.

— Преобразователи по габаритам и массе меньше, чем позиционеры.

— Преобразователи могут крепиться на корпусе клапана или (в отличие от позиционеров) отдельно при помощи монтажного кронштейна.

— Преобразователь может быть удалён от клапана на значительные расстояния.

— Монтаж, наладка и ремонт преобразователей существенно проще и требуют меньших трудозатрат и менее квалифицированного персонала.

Перечисленные доводы и соображения позволяют сделать вывод, что электропневматические преобразователи имеют свою «нишу», где их применение предпочтительнее по сравнению с позиционерами.

Заслуживает внимания и общемировая практика: из общего объёма продаж позиционеров и преобразователей 71% приходится на позиционеры и 29% — на преобразователи.

К сожалению, российская традиция пока ещё отличается от общемировой практики. Здесь проектировщики применяют для управления регулирующими клапанами преимущественно позиционеры, а преобразователи — мало и неохотно. Возможно, появление специальной публикации по данному вопросу будет способствовать исправлению подобного перекоса.

Пневматический позиционер — принцип работы

Пневматические системы являются важнейшим элементом многих производств, машин и механизмов. Для управления системой и правильного распределения нагрузки необходима сложная аппаратура.

Сегодня большинство операций выполняются за счет использования автоматических или полуавтоматических систем . Даже самые обычные клапана сегодня оснащаются мембранными исполнительными механизмами. Это делается для того, чтобы повысить уровень их эффективности. В результате получаем такое устройство, как пневматический позиционер.

Назначение устройства

Пневматический позиционер представляет собой специальное устройство, с помощью которого можно контролировать работу управляющих клапанов. Оно регулирует движение штока в зависимости от уровня командного давления. Это необходимо, чтобы снизить воздействие силы трения и влияние дисбаланса плунжера.

Принцип работы

Все типы позиционеров работают на основании одного общего принципа. В качестве чувствительного компонента в них используется специальный мембранный узел, включающий в себя две мембраны. В их структуре присутствуют неравноценные эффективные зоны.

В нижней мембране такая зона будет намного больше, чем в верхней. При перемещении узла в заданном направлении это позволяет создавать изостатическое положение управляемой системы. Оно зависит от силы сжатия пружины, задний конец которой соединен со штоком позиционера.

Разновидности позиционеров

Наиболее распространенными считаются две разновидности позиционеров:

• пневматические;
• электропневматические.

Последние отличаются тем, что в их конструкцию входит специальный электропневматический преобразователь. Он получает от управляющей системы электрические сигналы, которые преобразует затем в пропорциональное пневматическое усилие.

Цель использования и область применения

Пневматические позиционеры позволяют сократить гистерезис примерно на 1,5-2%. Их использование также существенно улучшает скорость срабатывания регулирующих клапанов. Наиболее актуально применение устройств такого плана в системах, которые требуют точной регулировки или предусматривают высокий уровень давления перекачиваемых продуктов. Также их использование имеет смысл, когда регулирующие клапаны используются для перекачки различного типа вязких веществ, шлама или суспензий.

Оборудование от компании «Пневмоавтоматика»

Главным залогом успешной работы всех производственных предприятий является использование качественного оборудования. Компания «Пневмоавтоматика» специализируется на поставке различных типов пневматической аппаратуры и оборудования. Подобные системы широко используются как в промышленном секторе, так и в бытовой отрасли или частных хозяйствах.

Каталог компании содержит огромный перечень различных устройств, систем и механизмов, которые могут оказаться полезными для решения самых разных задач. У нас можно купить любые комплектующие для пневматических систем. Предложенная продукция отвечает всем самым строгим требованиям относительно качества и надежности.

Мы внимательно следим за этим нюансом, изучаем отзывы собственных клиентов и постоянно обновляем ассортимент продукции. В итоге клиенты компании получают лучшее оборудование по доступным ценам. Это способствует оптимизации производственных расходов и помогает сократить издержки, которые часто могут достигать весьма внушительных размеров. Используйте лучшее и получайте соответствующий результат от работы собственного бизнеса!

Cтраница 1

Работа позиционера в комплекте с мембранным исполнительным механизмом осуществляется следующим образом. В начальном положении сила, развиваемая чувствительным элементом при давлении входного сигнала 0 2 кгс / см2 (19 8 кПа), компенсируется силой предварительного натяга пружины обратной связи.  

Работа позиционера основана на компенсации силы, развиваемой командным давлением воздуха в чувствительном элементе, силой сжатия пружины обратной связи.  

Работа позиционера в комплекте с исполнительным механизмом сводится к следующему. В начальном положении предварительный-натяг пружины обратной связи 2 компенсирует командное давление воздуха (0 2 кгс / см2), поступающего в чувствительный элемент позиционера. При увеличении давления командного воздуха усилие, развиваемое чувствительным элементом, возрастает, в результате чего мембраны 25 и 26 прогибаются вниз. Пружина золотника отжимает вниз шарик 4 золотникового элемента. При этом увеличивается давление воздуха в рабочей-полости исполнительного механизма.  

Принцип работы позиционера основан на преобразовании пневматического сигнала, поступающего от регулирующего прибора, в давление воздуха, необходимое для перемещения регулирующего органа, установленного на технологическом трубопроводе.  

Рассмотрим работу позиционера при наличии рассогласования между величиной командного сигнала и положением выходного элемента исполнительного механизма. При повышении величины командного сигнала мембранная сборка отжимается вверх, затвор 5 упирается в верхнее седло Атмосфера, освобождая проход в нижнем седле и открывая доступ сжатому воздуху из линии питания в рабочую полость.  

При работе позиционера к нему подводится командный воздух от прибора-регулятора с давлением 0 02 - 0 1 МПа и управляющий воздух с давлением 0 2 МПа. Управляющий воздух (питание) через позиционер подается в привод МИМа, причем его давление с помощью пилотного устройства позиционера регулируется таким образом, что шток МИМа занимает положение, строго соответствующее величине командного давления.  

Вид параметра сравнения определяет принцип работы позиционера - компенсации сил или компенсации перемещений.  

Резьбовая пробка (на чертеже не показана) служит для местной проверки работы позиционера. Вращая пробку, имитируют изменение величины командного сигнала, поступающего на позиционер.  

Помимо испытания на вибрацию позиционеры проходят тщательную проверку на герметичность и работоспособность при повышенной влажности и низких температурах окружающего воздуха. Эти проверки гарантируют надежность работы позиционеров в самых разнообразных условиях. Средний срок службы позиционера 6 лет, за исключением деталей с естественно-ограниченным сроком работы - мембран и прокладок.  

Позиционер ПР-10-100, внешний вид которого показан на рис. 3.10, отличается от позиционера ПР-10-25 наличием дополнительной рычажной передачи со ступенчатым изменением передаточного отношения. Такая рычажная передача обеспечивает возможность работы позиционера в комплекте с исполнительными механизмами с условным ходом до 100 мм.  

Позиционер закрепляется на МИМе неподвижно, а своим штоком он упирается в опорный диск мембраны и перемещается вместе с ним. Перечисленные выше позиционеры работают по одному общему принципу компенсации усилия в чувствительном элементе позиционера, При работе позиционера к нему подводится командный воздух от прибора-регулятора с давлением 0 02 - 0 1 МПа и управляющий воздух с давлением 0 2 МПа. Управляющий воздух (питание) через позиционер подается в привод МИМа, причем его давление с помощью пилотного устройства позиционера регулируется таким образом, что шток МИМа занимает положение, строго соответствующее величине командного давления.  

В момент, когда эта пружина уравновесит развиваемое чувствительным элементом усилие, мембраны 25 и 26 прогнутся вверх к-шарик 7 прикроет подачу сжатого воздуха в рабочую полость исполнительного механизма. При уменьшении давления командного воздуха работа позиционера протекает в обратном порядке.  

Структурно позиционер представляет собой усилитель с обратной связью по положению штока ИМ. Обязательные конструктивные элементы позиционера: чувствительный элемент, пружина или рычаг обратной связи и золотниковое устройство. Управляющий сигнал поступает на чувствительный элемент, который преобразует этот сигнал в параметр, удобный для сравнения - перемещение или усилие. Вид параметра сравнения определяет принцип работы позиционера - компенсации сил или компенсации перемещений.  

Конструкция и принцип действия

1. Конструкция и принцип

действия

Позиционер

электропневматического
преобразовательного модуля (I./p-
преобразователь) и пневматической части,
оснащенной

следящим

перестановки, измерительной мембраной и
пневматической системой управления,
включающей сопло, отражательную
заслонку и усилитель.

Позиционер выполнен либо для монтажа
непосредственно на регулирующем
SAMSON-приводе тип 3277, либо для
установки с корпусом адаптера,
посредством монтажа на приводы по
NAMUR (DIN/IEC 60534-6).
Позиционеры дополнительно могут
оснащаться или индуктивными концевыми
датчиками и/или магнитным клапаном,
либо сигнализатором положения.

Поступающий с регулирующего устройства
сигнал постоянного тока в пределах,
например, 4…20мА подается на
электропневматический
преобразовательный модуль (13), где
преобразуется

пропорционального

управляющего

давления p

Позиционер работает по принципу
компенсации сил. Рабочий ход и связанное
с ним положение клапана передаются
через штифт (1.1) на следящий рычаг (1) и
задают усилие измерительной пружины (4).
Это усилие сравнивается с управляющим
усилием, создаваемым на измерительной
мембране (5) давлением pe.

При изменении управляющего сигнала или
положения клапана перемещается
заслонка (3), от чего изменяется зазор
между соплом (2.1 или 2.2), в зависимости
от установленного направления действия.
Давлением

снабжается

пневматический усилитель (10) и регулятор
давления (9).

Регулируемый поток питающей энергии
поступает на

i/p-преобразователь и

протекает через Xp-дроссель (8), сопло (2.1
или 2.2) и попадает на заслонку.
Изменения входного управляющего
сигнала или положения клапана вызывают
изменения давления перед усилителем и
после него.
Регулируемый на входе усилителя поток
воздуха (управляющее давление pst)
протекает через дроссель расхода (11) на
пневматический регулирующий привод,
который устанавливает шток конуса в
положение, соответствующее величине
управляющего сигнала.
Настраиваемые дроссели Xp (8) и Q (11)
оптимизируют свойства регулирующего
контура позиционера.
Рычаг (1) и измерительная пружина (4)
должны подбираться в соответствии с
величиной номинального рабочего хода
клапана и номинального интервала
значений задающего параметра (входного
управляющего сигнала).

Позиционер с индуктивными
граничными контактами

В этом исполнении поворотная ось
позиционера

оснащается

устанавливаемыми

управляющими

«флажками»,

взаимодействующими со шлицевыми
инициаторами.

Позиционер с магнитным клапаном

С помощью магнитного клапана можно
приводить регулирующий клапан в
положение безопасности независимо от
величины выходного сигнала позиционера.
Если на входе приложен управляющий
сигнал, соответствующий логическому
«0» (Выкл), то регулирующее давление pst
отсекается, давление с приводе
сбрасывается, и усилием встроенных в
него пружин клапан переводится в
положение безопасности.