Главная » 2011 » Август » 5 » Регуляторы уровня прямого действия. Классификация, конструкция и принцип действия.
20:48
Регуляторы уровня прямого действия. Классификация, конструкция и принцип действия.
Регулятор уровня предназначен для поддержания уровня жидкости в сосуде в установленных пределах заданной высоты. Сосуд может находиться под давлением, а во многих случаях избыточное давление отсутствует, и сосуд соединен с атмосферой, т. е. является резервуаром. В таких условиях находятся, например, резервуары с нефтепродуктами или с водой. Поддержание уровня в сосуде может осуществляться путем впуска дополнительного количества жидкости (тогда регулятор уровня называют регулятором питания) или путем выпуска избыточного количества жидкости (тогда регулятор уровня называют р егулятором перелива). Классификация регуляторов уровня прямого действия приведена на схеме2.13, Некоторые конструкции регуляторов уровня приведены на рис. 2.140— 2,144. Основными элементами регулятора уровня являются чувствительный элемент (датчик положения уровня) и исполнительное устройство в виде запорного или регулирующего клапана или крана. Исполнительное устройство предназначено для прекращения или регулирования подачи (выпуска) жидкости в зависимости от командного сигнала, подаваемого датчиком положения уровня на привод исполнительного устройства. В регуляторах прямого действия датчиком положения уровня служит обычно поплавок в виде полого шара или цилиндра, соединенный рычажной передачей (или без нее) с затвором клапана или крана. При подъеме или опускании уровня за установленные пределы, подъемная сила, создаваемая поплавком при поступлении в сосуд жидкости, или его масса при опускании уровня при помощи рычажной передачи перемещает затвор клапана (крана), и рабочий орган исполнительного устройства открывается или закрывается в зависимости от принципа работы регулятора уровня. Могут применяться и регуляторы уровня без рычажной передачи. В этом случае затвор клапана соединяется с поплавком при помощи штока. При подъеме поплавка поднимается и затвор клапана. По принципу работы регуляторы уровня обычно действуют как ограничители уровня, так как при работе регулятора уровень не изменяется, а его положение ограничивается установленными пределами высоты, на которую регулятор заранее настраивается. Регуляторы уровня могут устанавливаться внутри сосуда (резервуара) или вне его. В последнем случае поплавковая камера регулятора, в которой расположен поплавок, соединяется трубами с обслуживаемым сосудом так, чтобы в поплавковой камере уровень жидкости был таким же, как и в сосуде. Наиболее простая конструкция регулятора уровня без рычажной, передачи используется в качестве ограничителя налива в цистернах сжиженного газа, в которые заливается не более 85 % объема цистерны. Корпус регулятора налива присоединяется к трубопроводу наливной линии автоцистерны с помощью фланцев, седло снизу перекрывается тарелкой клапана. Поплавок, перемещая трубчатую штангу, управляет тарелкой клапана и при достижении заданного уровня перекрывает подачу сжиженного газа. В нижней части корпуса расположен дренажный клапан, с помощью которого производится продувка ограничителя налива. Регуляторы уровня могут быть использованы также и для пропорционального регулирования расхода среды, проходящей через контролируемый аппарат, при заданном положении уровня среды. Помимо этого они могут использоваться для дистанционной световой или звуковой сигнализации уровня или для дистанционного его измерения. Такие регуляторы могут устанавливаться как внутри емкости, так и снаружи. Полый шаровой поплавок, расположенный в корпусе, соединенном с полостью аппарата или емкости, при изменении уровня поворачивает штангу, которая через рычажную передачу воздействует на шток пневматического реле, управляющего движением регулирующего клапана. С изменением давления воздуха, поступающего из реле в мембранный исполнительный механизм регулирующего клапана, изменяется и расход рабочей среды через регулирующий клапан. При работе регулятора в качестве сигнализационного устройства (сигнализатора уровня) вместо пневматического реле устанавливается электрическое сигнальное устройство, контакты которого замыкаются (или размыкаются) при достижении определенного уровня. Рис 2.141. Универсальный регулятор уровня для жидких сред {ру = 1,6 МПа, t < 200 °С): 1- корпус; 2 - поплавок; 3 - штанга; 4 -пневматическое реле; 5 - серьга; 6 - ось; 7- сальник; 8 - груз
Для дистанционного измерения уровня регулятор соединяется со вторичными манометрическими приборами. Регуляторы уровня широко используются для регулирования (ограничения) уровня воды в различных сосудах энергетических установок. Наиболее часто применяются регуляторы уровня с клапаном, но могут применяться и регуляторы уровня с краном, однако последние имеют пониженную надежность в связи с тем, что пробка крана соприкасается с корпусом по большой поверхности и в зазор между ними могут попадать твердые частиЦы (накипь). Эти поверхности более чувствительны к действию коррозии и температурным колебаниям, чем уплотнительные поверхности клапана. Рис. 2.142. Регулятор уровня для воды на котельных установках (ру = 2,5 МПа, /р < 200 °С): а — регулятор питания; б — регулятор перелива Рис. 2.143. Регулятор уровня с поворотным золотником для ВОДЫ: на котельных установках (P = 1 МПа, t = 150 °С) Рис. 2.144, Регулятор уровня испарителей холодильных установок для жидкого аммиака
Регуляторы уровня в энергетике работают по схеме регулятора питания и регулятора перелива. Регулятор уровня с клапаном состоит из объединенных в одну конструкцию поплавковой камеры и золотникового регулирующего клапана, управляемого поплавком. В поплавковой (успокоительной) камере расположен полый шаровой герметически закрытый поплавок, закрепленный на большом плече двухплечного рычага. Малое плечо рычага с помощью шатуна соединено с золотником клапана. Успокоительная камера сварной конструкции имеет крышку, присоединенную к корпусу клапана при помощи фланцевого соединения с паронитовой прокладкой. Детали регулятора изготовляются из углеродистой стали, а золотник и седло клапана — из коррозионно-стойкой стали. Регуляторы питания и перелива образуются путем различной компоновки одинаковых элементов конструкции. Конструктивная разница между регуляторами уровня питания и перелива заключается в том, что в первом впускной клапан расположен над рычагом поплавка, а во втором — под ним. Регулятор уровня устанавливают в непосредственной близости от сосуда. Поплавковую камеру при монтаже соединяют трубами с паровым и водяным пространством сосуда, поэтому уровень воды и давление в камере такие же, как и в сосуде. Поплавок, перемещаясь вместе с уровнем воды, передвигает золотник. При понижении уровня воды в сосуде поплавок опускается, что вызывает подъем золотника в регуляторе питания, увеличение проходного сечения и подачи воды в сосуд, В регуляторе перелива понижение уровня воды вызывает уменьшение проходного сечения регулятора и снижение расхода воды. Регуляторы перелива в открытом сосуде работают при малом перепаде давления, что следует учитывать при выборе их места установки. В энергетических установках применяются ирегуляторы уровня с поворотным золотником (краном). Запорно-регулирующим устройством здесь служит кран (поворотный золотник) с пробкой, снабженной профилированными окнами. Поплавок цилиндрической формы полый герметично закрытый закреплен на конце поворотного рычага, ось которого соединена с пробкой крана. При подъеме или опускании поплавка поворачивается пробка крана, в связи с чем изменяется площадь открытого сечения в кране. Наибольший угол поворота пробки 30°. Регулятор уровня присоединяется фланцем непосредственно к корпусу сосуда так, чтобы поплавок разместился внутри сосуда. Поплавковой (успокоительной) камеры эти регуляторы не имеют. Для сброса воды из сосуда при выключенном поплавковом устройстве регулятор снабжен специальным рычагом-фиксатором. Рычаг-фиксатор устанавливается в положении, при котором проход в пробке крана полностью открыт, а поплавок остается закрепленным.
