Назначение, классификация и расчёт регулятора уровня, страница 6

 В нашей схеме можно использовать регулятор уровня типов РУ-1 или РУ-2. Данные регуляторы являются регуляторами прямого действия, т.е. не требуют использования в них вспомогательной энергии от постороннего источника. Регуляторы уровня, РУ-1 и РУ-2 (рисунок 4.2) предназначены для автоматического регулирования уровня воды в закрытых сосудах, находящихся под давлением, но т.к. они в настоящее время не изготовляются (т.е. просто устарели), то для нашей схемы подойдет, сходный по основным параметрам с регуляторами РУ-1 и РУ-2, пневматический регулятор уровня РУКЦ-ШК. Он также является регулятором прямого действия. Регулятор РУКЦ-ШК предназначен для измерения и пропорционального регулирования уровня неагрессивной жидкости при температуре — 40 — +200^оС с удельным весом 0,7 — l,2 г/см³, поэтому  этот регулятор наиболее полно соответствует условиям работы. Регулятор состоит из двух основных частей — измерительной и пневматической. Принципиальная схема измерительной части приведена на рисунке 4.6.

4.7 Расчет пневматической части регулятора уровня

В исходной схеме автоматического регулирования ректификационной колонны с использованием импульсов от анализаторов качества был выбран регулятор РУКЦ – ШК.

	Рисунок 4.11 - Схема поплавкового уровнемера с редуктором для закрытых резервуаров

 

Но для данной СУ подойдет практически любой поплавковый регулятор уровня, предназначенный для измерения и пропорционального регулирования уровня неагрессивной жидкости в закрытых резервуарах. Наш регулятор состоит из двух частей: измерительной и пневматической. Произведем расчет пневматической части регулятора, которая представляет собой поплавковый уровнемер с редуктором.

Расчет производится с целью определения размера поплавка, при котором отталкивающее усилие было бы таким, чтобы преодолевалось сопротивление трения в шестеренчатой передаче и сопротивление трения и сопротивление вращению вала в уплотнительной муфте при малых изменениях высоты уровня жидкости в баке.

Для определения геометрических размеров деталей уровнемера, задаваясь отдельными значениями, пользуются уравнениями:

                                                                                                   (4.1)

                                                                                                   (4.2)

                                                                                                   (4.3)

где γ₂ и γ₁ — углы поворота валов мерного и поплавкового барабанов, град;

d₂и d₁ — диаметры мерного и поплавкового барабанов, м; (Диаметры могут быть различны. (0,1-0,5 м))

Н — максимальный измеряемый уровень в м (для данного уровнемера он составляет от 1 до 2 м);

L — максимальная длина шкалы уровнемера, м (в нашем случае 0,1 –0,5 м);

l — длина участка шкалы, характеризующая измеряемую величину, м;

h — измеряемая высота уровня жидкости относительно дна, м;

z_н и z_в — число зубьев соответственно нижней и верхней шестерен.

Если известна одна из величин: H или L, то по формуле (4.1) можно найти ту, которая неизвестна. Для этого необходимо знать такие константы, как число зубьев шестерен и диаметры мерного и поплавкового барабанов.

Пример:

L = 0.3 м

d₁ = 0.4 м;   d₂ = 0.2 м

z_н = 150;   z_в = 300

Зная эти начальные условия можно найти максимальный измеряемый уровень:

или:

H = 1,5 м

d₁ = 0.2 м; d₂ = 0.1 м 

z_н = 100;   z_в = 200, тогда

Если необходимо, то можно вычислить отношение  по формуле (4.2),но при этом нужно знать число зубьев шестерен.

Возьмем начальные условия из первого примера:

т.е.

Если же нужно вычислить отношение длины участка шкалы к измеряемой высоте уровня жидкости , либо найти линейную зависимость l(h), то используют формулу (4.3). Пусть начальные условия такие же как и первом случае, тогда получим:

, либо , исходя из этой формулы можно построить график линейной зависимости l(h) для следующих начальных условий:

1) d₁ = 0.2 м; d₂ = 0.1 м

 z_н = 100; z_в = 200

2) d₁ = 0.2 м; d₂ = 0.1 м 

z_н = 50; z_в = 150

3) d₁ = 0.3 м; d₂ = 0.1 м 

z_н = 100; z_в = 300

Рисунок 4.12 – Статическая характеристика

4.8 Модернизация устройства

Для модернизации необходимо на вход регулятора поставить одно из вспомогательных устройств пневмоавтоматики, так называемое реле времени. Реле времени предназначено для создания выдержки времени при включении или выключении устройств гидро- и пневмоавтоматики.

Рисунок 4.13 - Реле времени

Список литературы                     

Время выдержки определяется временем наполнения (или опорожнения) жидкостью цилиндра 2, поршень 1 которого воздействует на соответствующее устройство. Время наполнения регулируется ограничителем хода 5 или дрсселем 3, изменяющим скорость протекания жидкости. Цилиндр опорожняется под действием пружины 4.

1.  Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы. Справочное пособие. – Изд. 3-е, перераб. и доп. Под ред. Кошарского Б.Д. – Л.: Машиностроение, 1976.

2.  Борисов Г.С. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию. – М.: Химия, 1991.

3.  Гельперин Н.И. Основные процессы и автоматы химической технологии. – М.: Химия, 1981.

4.  Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Высшая школа, 1983. – 312с.

5.  Кошарский Б.Д. Справочник по приборам теплового контроля и авторегулирования для электростанций и промышленных котельных. – Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1964.

6.  Советский энциклопедический словарь. Гл. ред. А.М. Прохоров. – 3-е изд. – М.: Сов. Энциклопедия, 1984.

7.  Чертов А.Г. Физические величины: Справочное пособие. – М.: Высшая школа, 1990. – 335с.