4.10 Назначение и классификация автоматических приборов.

На современных судах применяют холодильные установки с высокой степенью автоматизации, что надёжно защища­ет их от аварии, обеспечивает точное поддержание заданных температур охлаждаемых объектов, повышает экономичность установки.

В судовых холодильных машинах автоматизируют процессы регулирования: подачи жидкого агента в испаритель, давление испарения, температуры кипения агента в испарителе, температуры промежуточного хладоносителя, температуры в охлаждаемых помещениях и давления конденсации. Автоматическая работа холодильных установок осуществляется с помощью автома­тических приборов, которые можно разделить на три группы: регулирования, управления и защиты.

Приборы регулирования автоматически поддерживают заданное значение регулируемой величины и изменяют его по заданному режиму.

Приборы управления автоматически включают и выклю­чают в определенной последовательности машины и механиз­мы холодильной установки.

Приборы защиты автоматически отключают всю холо­дильную установку или отдельные её элементы и включают звуковую или световую сигнализацию при отклонении любо­го из контролируемых параметров от заданного значения на определённую величину.

В зависимости от принципа действия автоматические при­боры могут быть двух типов: позиционного и непрерывного (плавного) действия. Регулирующий орган приборов пози­ционного действия может занимать несколько определенных положений. Наибольшее распространение получили двухпозиционные автоматические приборы (реле), в которых регулирующий орган может иметь только два крайних положения: «включено» или «выключено», «открыто» или «закрыто» и т. п.. В приборах непрерывного действия регулирующий орган, плавно перемещаясь, может занимать любые промежуточные положения.

Каждый автоматический прибор имеет диапазон регу­лирования, т.е. интервал значений регулируемой величины параметра (например, давлений, температур), в котором он может быть применен, и так называемую зону нечувствитель­ности. В наиболее широко применяемых позиционных авто­матических приборов эту зону нечувствительности называют дифференциалом прибора.

Регуляторы перегрева.

Чрезмерно большая подача жидкости в испаритель приве­дет к неполному её выкипанию, к работе компрессора «влаж­ным» ходом, а в тяжелых случаях к гидравлическим ударам в компрессоре. Недостаточная подача жидкого агента в испа­ритель не обеспечит заданный температурный режим охлаж­даемого объекта. Для регулирования заполнения испарителя жидким холодильным агентом применяют регуляторы пере­грева и регуляторы уровня.

В морских холодильных установках применяют в основ­ном регуляторы перегрева, называемые терморегулирующими вентилями (ТРВ). Устанавливают ТРВ перед испарителем для дросселирования жидкого хладагента от давления кон­денсации р_к до давления кипения р_о и автоматического регулирования подачи жидкости в испаритель в зависимости от перегрева пара агента на выходе из испарителя. Если пар агента, выходящего из испарителя, перегрет, т.е. имеет более высокую температуру, чем температура кипения при данном давлении, ТРВ открывается и холодильного агента больше поступает в испаритель. Если перегрев снизится ниже установленной минимальной вели­чины, ТРВ закрывается, прекращая подачу жидкого агента в испаритель.

По конструкции ТРВ бывают мембранные и сильфонные.

Отечественная промышленность выпускает только мем­бранные ТРВ. На рисунке 174 показана конструкция ТРВ с внутренним управлением марки ТРВ-2М, имеющею данные: холодопроизводительность при стандартном режиме 2,3 кВт (2 тыс. ккал/ч) (показана в марке прибора цифрой 2); рабо­чий диапазон температур кипения от -30 до +10° С; диапазон настройки перегрева начала открытия от 2 до 10°С; максималь­ное давление 1,6 МПа (16 кгс/см2); длина капилляра 1,5 м.

Термочувствительная часть представляет собой запол­ненную определенным количеством хладона-134а герметически закрытую систему, состоящую из термочувствительного пат­рона, капиллярной трубки 6, крышки 5 и мембраны 4, при­паянных к штампованному латунному корпусу 3. Мембрана сделана из бериллиевой бронзы и для лучшей деформации имеет три кольцевых гофра. Корпус 3 имеет три прилива: входной — для присоединения к жидкостной линии и выход­ной — для подсоединения к испарителю. Во входном отверс­тии ТРВ установлен сетчатый фильтр 2. Стальная запорная игла 10, выполняющая роль клапана ТРВ, укреплена в держа­теле 9. Пружина 11, имеющая начальное сжатие, стремится подать иглу вверх и закрыть отверстие в седле 8, сделанном из фторопласта. Между мембраной 4 и держателем 9 установле­ны толкатели 7.

Жидкий хладон поступает в ТРВ через фильтр 2. Проходя через отверстие, открытое иглой в седле, он дросселируется от давления конденсации до давления кипения и в виде хо­лодной парожидкостной смеси поступает в испаритель. Про­странство под мембраной ТРВ сообщается с испарителем через зазоры между толкателями 7 и отверстиями, в которых они установлены, поэтому под мембраной поддерживается давление, равное давлению в испарителе и соответствующее температуре кипения агента.

Давление над мембраной пропорционально температуре, полученной термобаллоном, которая зависит от температу­ры пара на выходе из испарителя. При повышении температуры перегрева разность давлений по обе стороны мембраны возрастает; пре­одолевая жесткость пружины 11, мембрана прогнется вниз и через толкатели 7 откроет клапан на большую величину.

Таким образом, ТРВ является регулятором непрерывного (плавного) действия, осуществляющим пропорциональное регулирование. Перегрев начала открытия клапана регули­руется при помощи регулировочного винта 1 изменяющего жесткость регулировочной пружины 11. При вращении винта, по часовой стрелке жёсткость пружины уменьшается (резьба левого шага) и клапан будет открываться при меньшем нагре­ве, что увеличит наполнение испарителя агентом. Вращение винта против часовой стрелки приведёт к обратному дейс­твию. Винт имеет резиновое уплотнение 12. Колпачок 13, устанавливаемый на красномедной прокладке, предохраняет от возможных утечек хладона и обмерзания сальника, а отверс­тие 14 позволяет использовать его в качестве торцевого ключа для вращения регулировочного винта.

Рис. 174. Терморегулирующий вентиль типа ТРВ-2М