3. Регулирующие органы

Как следует из определения РО служат для управления подводом либо отводом вещества или энергии ОР в целях изменения значения регулируемого параметра. По роду протекающего вещества или энергии РО делят на пневматические, гидравлические и электрические. По конструктивному исполнению пневматические и гидравлические РО делят на клапанные (одно- и двухседельные), поворотные заслонки и золотниковые.

Рис. 25. Схемы действий регулирующих органов

Односедельные клапаны (рис. 25, а) просты по конструкции, однако не уравновешены из-за одностороннего действия протекающей среды, поэтому их используют только при малых перепадах давлений и малых условных проходных сечениях трубопроводов.

Двухседельные клапаны (рис. 25, б) сложнее по конструкции, однако свободны от недостатка, присущего односедельным клапанам, поэтому их широко применяют при больших проходных сечениях и перепадах давлений.

Поворотные заслонки (рис. 25, в) удобны при регулировании больших расходов жидких и газообразных сред при малых перепадах давлений.

Трехходовые клапаны (рис. 25, г) и золотниковые (рис. 25, д) применяют для перераспределения потоков жидкостей в системах терморегулирования. Золотниковые РО являются уравновешенными и в закрытом положении обладают незначительными протечками. Однако наличие больших сил трения между золотником и втулкой требует большого перестановочного усилия в случае их заедания; кроме того, свойственный им повышенный износ приводит к увеличению протечек.

Золотниковые РО (см. рис. 25, е) широко распространены при регулировании подачи топлива в паровых котлах и ДВС.

В зависимости от характера управления РО должен обеспечивать подачу рабочей среды периодически по принципу открыто - закрыто или непрерывно с плавным регулированием расхода. Входной координатой РО служит перемещение т штока или разворот α_m золотника (заслонки), вследствие чего меняются его проходное сечение f и расход W рабочей среды, являющийся выходной координатой. Расход среды через проходное сечение можно определить по перепаду давлений Δр = р₁ —р₂ на участке сопротивления (клапане, дроссельной шайбе или участке трубопровода), где р₁, р₂ — давление среды до и после участка сопротивления.

Величины, входящие в выражение (12), в условиях эксплуатации могут менять свои значения, вызывая изменение расхода. Например, коэффициент К. меняется при изменении шероховатости или формы клапана и седла при их проточке или износе, а также при изменении плотности рабочей среды в зависимости от температуры. Таким образом, одному и тому же проходному сечению РО могут соответствовать различные расходы рабочей среды при постоянном перепаде давлений Др.

При установившемся режиме зависимость расхода W_o от входной координаты m₀ описывается расходной характеристикой Wo = f (m₀). При проектировании расходную характеристику РО с плавным регулированием стремятся получить линейной специальным подбором профилей проточной части. В эксплуатации для сохранения линейности, необходимо поддерживать на РО постоянный перепад давлений Δр.

Электрическими РО являются контакты электромагнитных реле и пускателей либо полупроводниковые элементы (транзисторы или тринисторы).