Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (066) 185-39-18
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Лекція 7. Гідравлічні регулятори. Регулятори прямої дії. Циліндричний регулятор непрямої дії. Регулятори мембранного типу. Регулятори секторного типу. Гідропневматичний регулятор. Регулятори витрати.

Предмет: 
Тип роботи: 
Лекція
К-сть сторінок: 
13
Мова: 
Українська
Оцінка: 
ЛЕКЦІЯ №7
ТЕМА: „ГІДРАВЛІЧНІ РЕГУЛЯТОРИ ТА ЗАКОНИ РЕГУЛЮВАННЯ”
Гідравлічні регулятори. Регулятори прямої дії. Циліндричний регулятор непрямої дії. Регулятори мембранного типу. Регулятори секторного типу. Гідропневматичний регулятор. Регулятори витрати.
 
Гідравлічні регулятори
 
Як засоби автоматизації водорозподілу на зрошувальних і водорегулювання на осушувально-зрошувальних системах при витратах до 74 м3/с використовуються гідравлічні регулятори. Від регуляторів загальнопромислового призначення вони відрізняються тим, що переміщення регулюючого органа відбувається за рахунок енергії водного потоку.
За принципом роботи гідравлічні регулятори поділяються на регулятори прямої і непрямої дії. У регуляторах прямої дії енергія вимірювального пристрою (поплавка) безпосередньо або через систему важелів використовується для переміщення регулюючого органа. У регуляторах непрямої дії відхилення регульованої величини від заданого значення аналізує елемент порівняння і керує рухом води через спеціальну камеру. Зміна маси води в камері або тиску в ній впливає на положення регулюючого органа,
У даний час відомо багато конструкцій гідравлічних регуляторів, що відрізняються принципом роботи, законами регулювання, вимірювальними перетворювачами та ін.
Розглянемо найбільш типові регулятори, а також наведемо розрахунки основних параметрів і законів регулювання.
 
Регулятори прямої дії
 
В таких регуляторах регулюючі органи виконані у виді сектора, сегмента, дискового затвора, клапана, циліндра тощо. Принцип їхньої роботи оснований на зрівноважуванні моментів або сил, що діють на рухому систему поплавок — регулюючий орган.
Іноді до регуляторів прямої дії відносять гідравлічні затвори, для яких властиве самовирівнювання. Таким затвором є Г-подібний клапанний затвор (рис. 7.1). Якщо знехтувати тертям у підшипниках, то положення затвора визначається рівністю моментів сили гідродинамічного тиску води і маси клапана з балансиром.
Момент сили гідродинамічного тиску води
 , /7.1/
де Fг - рівнодіюча сила, зумовлена гідродинамічним тиском води на полотнище затвора; l - відстань від напрямку дії сили Fг до осі обертання. 
 
Рис. 7.1. Г-подібний клапанний притулений затвор.
 
Значення Fг і l залежать від кута відкриття затвора α і рівня води у верхньому б'єфі Нв, тобто  .
Момент від маси затвора   залежить від сумарної маси затвора і положення його центра ваги, який також залежить від кута відкриття α. Тому   
Принцип дії затвора полягає у наступному. При підвищенні рівня води у верхньому б'єфі або збільшенні витрати збільшується сила гідродинамічного тиску Fг і рух непідтопленого затвора буде описуватись рівнянням
 , /7.2/
де J — момент інерції затвора відносно осі обертання.
Із рівняння /7.2/ слідує, що при збільшенні рівня води у верхньому б'єфі збільшується М1 і затвор починає повертатися з прискоренням. В міру відкриття М2 зростає, витрата збільшується, рівень води починає падати, зменшується М1, і відкриття затвора сповільнюється. За рахунок дії цих факторів досягається ефект самовирівнювання. Новий стан рівноваги настає при рівні у верхньому б'єфі трохи більшому початкового й іншому значенні кута відкриття α.
При зниженні рівня води М1 стає менше М2 і затвор починає прикриватися з уповільненням. Новий стан рівноваги настає при меншому значенні α і рівні у верхньому б'єфі трохи нижчому початкового значення. Необхідний рівень води у верхньому б'єфі встановлюють шляхом зміни маси балансира.
Г-подібні затвори призначені, в основному, для гірських водозабірних вузлів, тому що вони забезпечують зміну витрати в широких межах при незначному коливанні рівня води у верхньому б'єфі.
 
Рис. 7.2. Водовипуск із циліндричним регулятором прямої дії.
 
На трубчатих водовипусках при гідравлічних перепадах більших 0,7 м широко застосовують циліндричні регулятори рівня прямої дії (рис. 7.2). Такий регулятор з витратою до 10 м3/с складається з коліна з направляючим конфузором 10, запірного тонкостінного циліндра 6, що виконує роль регулюючого органа, коромисла 5 і поплавка 3. У нижній частині циліндра знаходиться діафрагма 7 з отвором в центрі, що виконує роль демпфера. Відбивач зонтикового типу 8, прикріплений за допомогою стійок до фланця конфузора, збільшує коефіцієнт витрати регулятора за рахунок зміни напрямку вихідного потоку. Гумовий ущільнювач 9 створює необхідну герметичність у закритому стані регулятора.
Зверху поплавок має привантажувальну камеру 4, яка по спеціальному трубопроводу наповняється водою, коли рівень верхнього б'єфа досягає аварійного значення  . При наповненні камери водою маса поплавка збільшується і регулятор відкривається, забезпечуючи аварійне скидання води. Після аварійного скиду води вода з камери 4 виливається через невеликий отвір і, коли вона витече, регулятор знову перейде в режим стабілізації рівня у нижньому б’єфі. 
Поплавкова камера 2 зв'язана з нижнім б'єфом трубопроводом 11, а з верхнім - підвідною трубкою 12. На трубопроводі і на підвідній трубці встановлені вентилі, призначені для ручного керування. Необхідний рівень води в нижньому б'єфі задається шляхом зміни довжини гнучкої підвіски поплавка.
Циліндричні регулятори прямої дії досить прості за будовою і надійні в роботі. Однак вони не забезпечують високої точності регулювання. Щоб її підвищити до 0,1...0,15 м, використовують циліндричний регулятор непрямої дії.
 
Циліндричний регулятор непрямої дії
 
У регуляторі непрямої дії (рис. 7.3) поплавкова камера 2 відділена від нижнього б'єфа і з'єднана тонким трубопроводом 1 з верхнім б'єфом. Поплавкова камера піднята над рівнем нижнього б'єфа і має
Фото Капча