§ 3. Регуляторы прямого действия

Как уже указывалось, регуляторы прямого действия конструктив­но сочетают в себе чувствительный элемент, элемент сравнения и ре­гулирующий орган. Для перемещения регулирующего органа не используются посторонние источники энергии.

Эти регуляторы предназначены для стабилизации какого-то опре­деленного параметра. Их преимущества — простота конструкции, на­дежность и невысокая стоимость.

Регулятор температуры типа РТПД предназначен для стабилизации температуры воды, масла и других неагрессивных жид­костей и газов. Принципиальная схема его показана на рис. 13.2.

Регулятор построен на базе манометрического термометра, основ­ными элементами которого являются термобаллон1, капилляр 2 и сильфон 4, помещенный в кожухе 3. Примерно 2/3 объема термобаллона и вся остальная термометрическая система заполнены рабочей низкокипящей жидкостью.

Верхнюю часть термобаллона занимает насыщенный пар этой жидкости, давление которого зависит от температуры. При погруже­нии термобаллона в измеряемую среду в термосистеме устанавливается давление насыщенного пара, пропорциональное температуре измеряемой среды. Сильфон 4 выполняет роль элемента сравнения. Он сравнивает воздействие со стороны давления жидкости, пропор­ционального текущей температуре, и воздействие со стороны пружи­ны 5, которое определяет заданное значение температуры. При пре­вышении текущим значением температуры заданного значения сильфон 4 сжимается и перемещает шток 6 вниз, вызывая уменьшение проходного сечения регулирующего органа 8. При этом уменьшается количество нагревающего продукта, поступающего в объект регу­лирования.

По закону регулирования этот регулятор относится к П-регуляторам. Его уравнение

где Хвх—изменение температуры; Хвых—перемещение регулирую­щего органа.

Коэффициент усиления К в этом регуляторе не меняется. На опре­деленное заданное значение температуры регулятор настраивается изменением предварительного натяжения пружины с помощью гай­ки 7.

Регуляторы РТПД выпускают с различными диапазонами регу­лируемой температуры (40—50°С; 45—55 °С и т. д. до 75—85°С). Ход регулирующего органа составляет 10 или 20 мм. Соответственно коэффициент усиления регуляторов равен 1 или 2 мм/°С.

Регулятор давления прямого действия типа РД предназначен для стабилизации давления газа. Принципиальная схе­ма его показана на рис. 13.3.

Газ, отбираемый со стороны входа регулятора, поступает через редуктор 1 в полость над мембраной 4, а газ, отбираемый со стороны выхода регулятора,—в полость под этой мембраной. Последняя с по­мощью штока 5 связана с регулирующим органом 8, который переме­щается вдоль направляющего цилиндра 9. Заданное значение давле­ния газа на выходе регулятора устанавливается редуктором 1 по ма­нометру 3.

С увеличением давления газа после регулятора давление под ме­мбраной 4 также увеличится и станет больше заданного. Мембрана прогнется вверх и переместит регулирующий орган 8 относительно его седла 7. Перемещение будет продолжаться до тех пор, пока дав­ление на выходе регулятора, а следовательно, и под мембраной не будет равно заданному. Таким образом, по закону регулирования регулятор РД относится к И-регулятору. Контроль положения регу­лирующего органа осуществляется с помощью указателя 2. Затвор регулирующего органа разгружен от действия регулируемой среды благодаря отверстиям 10. Стакан 6 с отверстиями предназначен для предварительного редуцирования входного потока газа. Диапазон на­стройки регулируемого давления на выходе составляет 0,25—2,5 МПа.