Гідравлічні засоби автоматизації водорозподілу

До останнього часу гідравлічні засоби автоматизації водорозподілу, в основному, використовували в автономних системах стабілізації рівнів через обмежені можливості дистанційної зміни уставок регуляторів. Розробка регуляторів непрямої дії дозволила значно зменшити габарити і масу вимірювальних пристроїв і керувати ними на відстані за допомогою електричних засобів. При цьому необхідна електроенергія передається з пункту керування по провідних лініях зв'язку.

При гідравлічних перепадах більше 0,3 м і витратах до 75 м³/с застосовують секторні регулятори Маковського. Дистанційна зміна уставок забезпечується малопотужним електродвигуном (рис. 13.3). Ці регулятори застосовують для стабілізації рівнів верхнього або нижнього б'єфів, а також при змішаному регулюванні. Витікання води буває вільним або затопленим. Похибка стабілізації рівнів складє 0,015 м. Гідравлічний, пневматичний або механічний зв'язки вимірювального пристрою з затвором у секторних регуляторах обмежує область їх застосування. Щоб можна було використовувати секторні затвори в схемах регулювання з перетікаючими об’ємами або в подібних схемах, коли давач рівня розташований далеко від затвора, необхідно контрольований рівень перетворити в електричний сигнал і з його допомогою керувати положенням затвора.

На рис. 13.12 показана розроблена автором електрогідравлічна схема керування секторним затвором конструкції УкрНДІГІМ. Вона складається з давача 13, перетворювача безперервного сигналу давача у пропорційний за тривалістю імпульс напруги 12, фазового пристрою 11, електромагніта 9 і клапанної коробки 3.

В усталеному режимі клапани 1 і 4 закриті під впливом пружин 10 і 8. При зменшенні рівня сигнал з давача 13 зменшується і пропорційно-імпульсний перетворювач 12 формує імпульс додатної полярності, який діодним розподільником 11 направляється на верхню котушку електромагніта і викликає переміщення якоря вгору. Якір через шток 2 відкриває клапан 1 і вода із сектора витікає у нижній б'єф. Сектор легшає, відкривається, збільшуючи витрату у нижній б'єф. По закінченні імпульсу якір під впливом пружини 10 повертається у вихідне положення і клапан закривається. Потім наступає пауза. Якщо за час імпульсу і паузи, які повинні бути більшими часу добігання збільшеної витрати від затвора до місця установки давача, рівень відновиться не цілком, то перетворювач 12 виробляє другий імпульс на відкриття затвора. Посилка імпульсів закінчується при рівні, що відрізняється від заданого на величину похибки.

Рис. 13.12. Електрогідравлічна схема керування секторним затвором.

При підвищенні рівня виробляється імпульс від’ємної полярності, який подається на нижню котушку. У результаті якір електромагніта, з'єднаний із трубкою 5, переміщається вниз і клапан 4 відкривається. Вода з колодязя надходить у сектор і він закривається. По закінченні імпульсу клапан закривається під впливом пружини 8. Якщо після закінчення встановленої паузи рівень не відновлюється, то посилається другий імпульс і т.д. Зазвичай, усталений стан досягається за 2–3 імпульси.

Щоб виключити переповнення верхнього б'єфа при відключенні електроенергії або несправностях в електричних пристроях, на штоку 2 за допомогою гвинта 7 закріплений поплавок 6, виконаний з полістиролу. При максимальному рівні у верхньому б'єфі поплавок переміщається вгору і відкриває клапан 1, що призводить до відкриття затвора.

В якості давачів рівня в автономних системах регулювання можна застосовувати поплавкові, ємнісні та інші давачі, а також пристрої перетворення безперервного сигналу в пропорційні імпульси напруги на базі мікроконтролера.

На водовипусках з магістральних каналів при наявності відповідних гідравлічних перепадів використовують, в основному, регулятори прямої дії. З багатьох конструкцій цих регуляторів досить надійним у роботі є циліндричний регулятор.

На рис.13.13 представлена конструктивна схема трубчастого водовипуску з магістрального каналу, яка забезпечує автоматичне регулювання рівня води у нижньому б’єфі при зміні витрати і рівня води у верхньому б’єфі. Такі системи використовують на водовипусках із магістральних каналів при гідравлічних перепадах не менше 0,7 м і витратах до 10 м³/с.

Наведена на рис. 13.13 система регулювання складається із об’єкта регулювання – нижнього б’єфу, циліндричного регулятора і вимірювального колодязя, який з’єднаний з нижнім б’єфом. Рівень води у нижньому б’єфі задається переміщення поплавка, який підвішений на ланцюгах. Регульованою величиною в системі є рівень води , а збуренням – витрата з нижнього б’єфу .

Циліндричний регулятор рівня води складається з трубопроводу 1 з конфузором 11, запірного металевого циліндра 7, який виконує функцію регулюючого органу, важеля 6 і поплавка 4. У нижній частині циліндра знаходиться діафрагма з центральним отвором 8, яка виконує роль демпфера (гідравлічна диференціююча ланка, яка гасить коливання циліндра). Відбивач у вигляді парасольки 9, який кріпиться за допомогою чотирьох стояків до фланця конфузора, збільшує коефіцієнт витрати регулятора за рахунок зміни напрямку потоку води, що виходить із конфузора. Гумовий ущільнювач 10 забезпечує необхідну герметичність в закритому стані регулятора.

Рис.13.13.Конструктивна схема системи автоматичного регулювання рівня води.

Вимірювальний колодязь 3 сполучений з нижнім б’єфом трубою 12, а з верхнім – трубкою 13. На трубі 12 і трубці13 встановлені вентилі вибору режимів роботи: при відкритому вентилі на трубці 13 і закритому – на трубі 12 регулятор буде закритим, бо рівень води в колодязі зрівняється з рівнем води у верхньому б’єфі; поплавок підніметься, циліндр опуститься і під дією своєї ваги щільно закриє конфузор; при відкритому вентилі на трубі 12 і закритому – на трубці 13 регулятор переводиться на автоматичне регулювання, бо рівні води в колодязі і нижньому б’єфі будуть однаковими.

Зверху поплавок має привантажувальну камеру 5, яка по трубі 2 наповнюється водою, коли рівень води у верхньому б’єфі підніметься до аварійної позначки . При наповненні камери водою вага поплавка збільшується, що спричиняє повне відкриття регулятора. Внаслідок цього скид води у нижній б’єф значно збільшиться і не виникає переповнення верхнього б’єфу. Коли рівень води опуститься нижче позначки , вода із привантажувальної камери поступово витече через невеликий отвір і регулятор перейде на режим автоматичного регулювання рівня води у нижньому б’єфі.

Принцип дії регулятора полягає у зрівноважуванні моментів, які діють на важіль. В усталеному режимі момент від маси поплавка і виштовхувальної сили дорівнює моменту від маси циліндра :

, /13.6/

де і плечі важеля.

При зміні втрати води з нижнього б’єфу, наприклад, на , знижується рівень води в ньому і у вимірювальному колодязі, що спричиняє зменшення сили . Рівність /13.6/ порушується і циліндр почне переміщуватись вверх, збільшуючи подачу води у б’єф. Цей процес буде йти доти, доки не наступить знову рівність моментів /13.6/. При рівності моментів циліндр займе таке положення, при якому витрата його збільшиться на .

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Автоматизація водорозподілу з комбінованим регулюванням	\|	Електромеханічні засоби автоматизації водорозподілу

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.018 сек.