Методы и системы регламентации расходов жидких сред в технологических процессах и экспериментальных установках. Классификация способов и систем дозирования жидкостей, страница 2

Широко используемые системы автоматического регулирования расхода сложны и обладают большими статическими и динамическими ошибками из-за нелинейностей и погрешностей датчиков расхода и дроссельных регулирующих органов. За счет нелинейностей устойчивые в одном режиме системы  могут стать неустойчивыми в другом режиме (например,  при изменении нагрузки). Применение же замкнутых систем автоматического регулирования расхода во многих случаях не является обязательным, поскольку часто технологический процесс можно спроектировать так, чтобы не было источников внешних возмущений. Более того,  иногда использование замкнутой системы регулирования расхода ухудшает управление процессом, устойчивым по своему характеру, поскольку за счет нелинейностей и погрешностей датчика расхода и регулирующего органа возникают автоколебания большой амплитуды. Поэтому   на   последующих  стадиях  технологического   процесса приходится вводить автоматические регуляторы соответствующих параметров.

Следовательно, если возможна замена системы автоматического регулирования системой дозирования, общая схема автоматизации значительно упрощается и становится более надежной при улучшении качества управления.  Системы же регулирования желательно использовать лишь тогда, когда нельзя избежать внешних возмущений.

Наиболее просты и перспективны для дозирования устройства истечения, которым посвящена большая часть разработок последнего времени. Простейшим устройством такого рода, часто используемым в технологических процессах, является слив жидкости из емкости с постоянным уровнем через определенное гидравлическое сопротивление. Установка требуемого расхода осуществляется здесь плавной или дискретной регулировкой уровня либо соответствующего гидравлического сопротивления. Погрешности определяются вариацией перепада давления (обычно его приходится стабилизировать) и вариацией коэффициента расхода (что связано с износом деталей, засорением и т. д.). Чем меньше требуемый расход, тем устройства истечения непрерывного действия менее надежны в производственных условиях из-за малых проходных сечений гидравлических сопротивлений. В этом случае целесообразно использовать времяимпульсный принцип.

Основные источники погрешностей здесь те же, что и у систем непрерывного истечения с постоянным перепадом  вариация проходного сечения и коэффициента расхода. Если необходима большая точность и желательно исключение устройств  стабилизации уровня в питающей емкости, то целесообразно использовать частотно-импульсные системы дозирования, в которых средний расход пропорционален количеству выдаваемых в единицу времени строго определенных доз жидкости; последние, при сохранении постоянства среднего расхода, могут распределяться во времени как равномерно, так и неравномерно.

Можно использовать и амплитудно-частотный принцип изменения расхода, когда при неизменной частоте изменяется величина дозы. Иногда этот способ сочетается с частотно-импульсным (когда величина дозы должна регулироваться). Если по условиям проведения технологического процесса на выходе дозатора необходим   непрерывный   поток,   серия   гидравлических   импульсов может сглаживаться с помощью несложных устройств. При том же среднем расходе у времяимпульсного  устройства дозирования проходные сечения больше, чем при непрерывном истечении, что существенно, поскольку при малых диаметрах за счет явления облитерации   гидравлическое  сопротивление   резко   изменяется.