Регулююча арматура - це вид трубопровідної арматури. призначений для регулювання параметрів робочого середовища. У поняття регулювання параметрів входить регулювання витрати середовища, підтримки тиску середовища в заданих межах, змішування різних середовищ в необхідних пропорціях, підтримання заданого рівня рідини в судинах і деякі інші. Виконання всіх своїх функцій регулююча арматура здійснює за рахунок зміни витрати середовища через своє прохідний перетин.
Залежно від конкретних умов експлуатації застосовуються різні види управління регулюючою арматурою, найчастіше при цьому використовуються зовнішні джерела енергії та управління по команді від датчиків. фіксують параметри середовища в трубопроводі. Використовується також автоматичне керування безпосередньо від робочого середовища. У сучасній промисловості вже рідко, але все ж зустрічається, основний спосіб управління регуляторами в минулому - ручне управління (див. Малюнок справа).
Залежно від параметрів робочого середовища (тиску. Температури. Хімічного складу і ін.) До кожного виду регулювання пред'являються різні вимоги, що призвело до появи безлічі конструктивних типів регулюючої арматури. З точки зору автоматизації промислових підприємств кожен з них розглядається як елемент системи автоматичного керування технологічним процесом. протікає за участю рідких і газоподібних робочих середовищ і регулюється під впливом одержуваної командної інформації [1] [2] [3].
Основні види конструкцій
Блок підготовки повітря
Сучасний регулюючий клапан з електричним приводом.
Регулюючий клапан
Ці пристрої набули найбільшого поширення серед різних типів регулюючої арматури. Більшість з них досить схожі по конструкції з запірними клапанами. але є і свої специфічні види.
У напрямку потоку робочого середовища регулюючі клапани діляться на:
- прохідні - такі клапани встановлюються на прямих ділянках трубопроводу, в них напрямок потоку робочого середовища не змінюється;
- кутові - змінюють напрямок потоку на 90 °;
- триходові (змішувальні) - мають три патрубка для приєднання до трубопроводу (два вхідних і один вихідний) для змішування двох потоків середовищ з різними параметрами в один. У сантехніці такий пристрій має назву змішувач.
Основні відмінності регулюючих клапанів полягають в конструкціях регулюючих органів. за цією ознакою вони поділяються на:
Для управління регулюючими клапанами використовуються електроприводи. електромагнітні приводи і пневмоприводи. Щоб зусилля від середовища і сила тертя в напрямних і ущільненні не приводили до зниження точності роботи клапана, використовуються додаткові пристрої - позиціонери [3].
Запірно-регулюючий клапан
За допомогою цього пристрою здійснюється як регулювання за заданою характеристиці, так і ущільнення затвора по нормам герметичності для запірної арматури, що забезпечується спеціальною конструкцією плунжера. має профільну частину для регулювання, а також ущільнювальну поверхню для щільного контакту з сідлом в положенні «закрито»; така конструкція є односідельним клапаном [1] [2].
змішувальні клапани
Використовуються в тих випадках, коли необхідно в певних пропорціях змішувати різні середовища, наприклад, холодну і гарячу воду. витримуючи постійних який-небудь параметр (наприклад, температуру) або змінюючи його по заданому закону. Відмінність змішувальних клапанів від регулюючих полягає в тому, що керуючий вплив, що задає положення плунжера в перших, визначає витрати одночасно двох середовищ, а не однієї, як у регулюючих клапанах [1].
Так само, як і регулюючі клапани, змішувальні можуть управлятися за допомогою електричного або пневматичного приводу (див. Рис).
Регулятор з мембранним пневматичним приводом і електронним позиционером.
Регулятори тиску прямої дії
Регулятори прямої дії служать для підтримки постійного тиску в трубопроводі, ця необхідність може виникнути в реальних робочих умовах, коли в ньому відбуваються коливання тиску робочого середовища, неприпустимі для нормальної роботи технологічної системи або установки.
На відміну від арматури непрямої дії. в якій для безперервного регулювання потрібно відстежувати спеціальними датчиками стан контрольованого параметра і при його відхиленні від норми видавати командний сигнал приводу, регулятор прямої дії спрацьовує безпосередньо від середовища в контрольованій ділянці трубопроводу без використання сторонніх джерел енергії. Крім таких регуляторів, арматурою прямої дії є запобіжні клапани. що відносяться до запобіжної арматури. і зворотні клапани. що відносяться до захисної арматури.
Регулювання тиску може проводитися після регулятора (у напрямку потоку середовища), в цьому випадку регулятор називають «Після себе», або перед ним, в цьому випадку він називається «До себе».
Припустимо, що заданому номінальному тиску в трубопроводі відповідає сталий потік середовища через регулятор, при цьому зусилля від тиску середовища на чутливому елементі компенсується задатчиком навантаження (пружиною або вантажем), тобто система знаходиться в рівновазі. При зміні тиску в трубопроводі ця рівновага порушується, і затвор арматури переміщається, долаючи зусилля від задатчика, або навпаки, піддаючись йому, при цьому зміняться ступінь відкриття регулюючого органу, а, отже, і витрати середовища. Зі зміною витрати змінюється тиск. і, при досягненні вихідного його значення, система знову приходить в рівновагу, і затвор припиняє рухатися.
Найбільш часто зустрічаються регулятори прямої дії, оснащені мембранними приводами. Приєднання регуляторів до трубопроводу, як правило, фланцеве. проте зустрічаються регулятори малих діаметрів з нарізним сполученням (муфтові) [1] [2] [3].
регулятор рівня
Регулятори рівня використовуються в судинах. застосовуваних в енергетичних. холодильних та інших установках. Управляються вони поплавком. по команді від якого відбувається впуск додаткової кількості рідини ( «регулятор харчування») або випуск надмірної кількості рідини ( «регулятор переливу») [1] [2].
інші типи
Також можуть використовуватися в якості регулюючої арматури, але значно рідше, інші типи:
- регулюють заслінки. керовані пневмо- або електроприводом;
- регулюючі кульові крани. керовані пневмо-, гідро-. або електроприводом;
- регулюють засувки з електроприводом [1] [3].