7.1. Общие сведения об исполнительных механизмах (им) и регулирующих органах (ро)

Исполнительный механизм (ИМ) автоматических систем регулирования – это устройство, служащее для “отработки” команд автоматического регулятора, либо команд ручного дистанционного управления с целью воздействия на “конечное” звено системы – регулирующий орган (РО).

Регулирующий орган (РО) – это устройство, предназначенное для изменения потока вещества или энергии в объект управления с целью поддержания (или изменения) регулируемой величины на заданном уровне или изменения её по определённой программе.

Исполнительный механизм вместе с регулирующим органом называют исполнительным устройством (рис. 1).

Воздействие на

регулирующий орган

Исполнительное устройство

К

Исполнительный механизм (ИМ)

от автомати- или

ческого энергии в

регулятора объекте

регули-

рования

Рис. 1. Структурная схема исполнительного устройства

В рамках Государственной Системы Приборов и средств автоматизации (ГСП) промышленностью выпускаются исполнительные механизмы электрические, пневматические и гидравлические.

Электрические исполнительные механизмы обладают наибольшим быстродействием и возможностью их установки в любом месте объекта, независимо от расстояния до источника питания, так как электрическую энергию можно подвести на любое расстояние.

Классификация электрических исполнительных механизмов приведена на рис. 2.

Электрические исполнительные механизмы

Постоянного

тока

Однофазные

Электро-двигательные (моторные)

Многооборотные

Рис. 2. Классификация электрических исполнительных механизмов

Пневматические исполнительные механизмы обладают меньшим быстродействием (в сравнении с электрическими ИМ) и ограниченным радиусом подвода пневматической энергии (энергии сжатого воздуха) из-за потерь в импульсных линиях подвода от сети “приборного” воздуха предприятия. Пневматические ИМ могут применяться в пожаро- и взрывоопасных зонах.

Гидравлические ИМ более медленно действуют, чем электрические и пневматические. Однако эти исполнительные механизмы развивают выходные усилия в десятки и сотни раз больше, чем электрические ИМ примерно тех же габаритных размеров. Они также могут применяться в пожаро- и взрывоопасных зонах.

В работе мы подробно остановимся на электрических исполнительных механизмах типа МЭО (механизм электрический однооборотный), нашедших широкое применение в автоматических системах регулирования, применяемых во многих отраслях промышленности, в том числе и в горной.

Обобщенная структурная схема ИМ приведена на рис. 3.

Регулирующие органы, выполняющие роль “конечного” звена системы регулирования могут быть: дросселирующего и дозирующего типов. К дросселирующим РО относятся:

а) клапаны регулирующие (одно и двухседельные);

б) заслонки регулирующие;

в) шиберы регулирующие.

К дозирующим относят:

а) дозаторы ленточные, дисковые (для сыпучих материалов);

б) дозаторы реагентов импульсные, мембранные и др.

в) конвейеры регулируемые для сыпучих материалов.

Например, для регулирования подачи воды в мельницы, в классификаторы или в зумпфы гидроциклонов применяют регулирующие клапаны, для подачи воздуха во флотомашины - регулирующие заслонки и т. д.

Для регулирования уровня пульпы во флотомашинах камерного типа применяют регулирующие шиберы. Для подачи руды в мельницы используют различного рода питатели (дозаторы) и регулируемые конвейеры-питатели. Реагенты (жидкие) в процесс флотации подают с помощью специальных дозаторов реагентов.

Управляющее (регулирующее) устройство

П оток вещества Регулирующее или энергии воздействие

Рис. 3. Обобщенная структурная схема исполнительного механизма

На рис. 4 приведены упрощенные изображения различного рода регулирующих органов.

Заслонка регулирующая

Двухседельный регулирующий

клапан

Питатель ленточный

Односедельный регулирующий клапан

Регулируемый конвейер

Регулирование напряжения U_ВЫХ с помощью автотрансформатора

Регулирующий шибер

Регулирующий шибер (поворотный)

Рис. 4. Примеры регулирующих органов систем автоматического регулирования

Как видно из рис. 4 для регулирования сыпучих материалов используют дозирующие регулирующие органы, а для жидких сред используют дросселирующие регулирующие органы различного типа.

В качестве устройств для подачи и регулирования напряжения электрического тока применяют автотрансформаторы.

Выбор того или иного регулирующего органа определяется требуемыми диапазонами регулирования жидких или сыпучих сред для различных технологических процессов, с учетом физико–механических и химических свойств регулируемых сред.