Министерство образования Российской Федерации
Сибирский государственный технологический университет
Факультет автоматизации и информационных технологий
Кафедра Автоматизация производственных процессов
Практическая работа №1
Определение параметров пневматического мембранного исполнительного устройства
Руководитель:
_____________ Драчев В. А.
(подпись)
_________________________
(оценка, дата)
Выполнил студент гр. 24-2
_____________ Шевчук Д. Ю.
(подпись)
_________________________
(дата)
Цель работы:
Определение эксплутационных, технических и конструктивных параметров пневматического мембранного исполнительного механизма и регулирующего органа.
1. Определить функциональное назначение составных частей ИУ
Исполнительное устройство состоит из затвора, седла, штока, уплотнительного устройства, корпуса РО, пружины РО, опорного диска, шкалы, указательной шайбы, гайки сальника, прижимной шайбы, прижимной втулки, предохранительной шайбы, верхней крышки, пружины ИМ, кронштейна, нижней крышки, мембраны, соединительной гайки, регулирующей втулки и опорного кольца.
Затвор - это подвижная часть РО, которая обеспечивает вместе с седлом конструктивные и гидравлические характеристики.
Седло - это неподвижная часть РО, обеспечивающая вместе с затвором конструктивные и гидравлические характеристики.
Шток - это элемент конструкции РО, определяющий положении затвора относительно седла и кинематически связный с выходным звеном ИМ.
Уплотнительное устройство - это устройство, которое обеспечивает герметичность внутренней полости РО.
Корпус РО необходим для обеспечения герметичной рабочей полости.
Пружина РО предназначена для возврата подвижной системы при уменьшении Рупр.
Опорный диск преобразует деформацию мембраны в перестановочное усилие.
Шкала служит для определения положения затвора РО.
Указательная шайба указывает положение затвора РО относительно седла.
Гайка сальника служит для регулирования усилия деформации шевронных колец.
Прижимная шайба предназначена для предохранения. уплотнительного кольца от механических повреждении при вращении гайки.
Прижимная втулка – это элемент уплотнительного устройства.
Предохранительная шайба - это элемент крепительного устройства.
Верхняя крышка образует с мембраной герметичную полость.
Пружина ИМ предназначена для постоянного поджатия шайб.
Кронштейн служит для соединения ИМ с РО.
Нижняя крышка образует с мембраной герметичную рабочую полость.
Мембрана в зависимости от величины принимаемого сигнала деформирует и перемещает опорный диск со штоком.
Соединительная гайка служит для соединения подвижной части (состоящая из опорного диска, на который опирается мембрана, и штока) с указательной шайбой..
Регулирующая втулка служит для регулирования начального сжатия пружины.
Опорное кольцо для закрепления регулирующей втулки и нижнего конца спиральной пружины ИМ.
2. Определить конструктивные параметры пневматического мембранного ИУ.
а). Диаметр задвижки мембраны D 200мм
б). Диаметр жесткого диска (опорного диска) d 160мм
в). Условный ход штока ИМ 10мм
г). Толщина мембраны 3мм
д). Диаметр штока ИМ 12мм
е). DH 250мм
H 360мм
3. Определить величину перестановочного усилия, развиваемого ИМ в начале и конце хода. С выполнением требований и по методике, изложенными в ГОСТ 13373-67.
Перестановочное усилие, развиваемое ИМ, определяют по формуле:
Q = P*Fэфф-Q1
Р – давление воздуха в рабочей полости МИМ, с позиционером Р = 2,5 кгс/см2, без позиционера Р = 1 кгс/см2;
Fэфф – эффективная площадь, Fэфф = 250 см2;
Q1 – усилие пружины, Q1 = 50 кгс.
Перестановочное усилие в начале хода с позиционером:
Q = 2,5*250-50 = 575 кгс.
Перестановочное усилие в начале хода без позиционера:
Q = 1*250-50 = 200 кгс.
4. Определить вид уплотнения и функциональное назначение элементов уплотнительного узла.
Вид уплотнения – фторопластовое шевронное уплотнительное сальниковое кольцо.
Функциональное назначение элементов уплотнительного узла:
Гайка сальника служит для регулирования усилия деформации шевронных колец.
Шевронные кольца – предназначены для уплотнения между штоком и корпусом.
Уплотнительное кольцо для уплотнения шевронных колец.
5. Определить конструкцию регулирующего органа (тип корпуса, форму затвора и седла).
Тип корпуса угловой односедельный;
Форма затвора параболический затвор;
Форма седла усеченный конус.
6. Определить условную пропускную способность(Kvu) РО и допустимую величину негерметичность в единицах объемного расхода.
Kvу =2.5 м3/ч
Допустимая негерметичность для ИУ малых расходов не должна превышать 0,001% от Kvу, следовательно допустимая негерметичность равна 0,0025 м3/ч.
7. По величине Kvu определить принадлежность рассматриваемого РО к классификационной группе.
Данный рабочий орган по величине Kvu принадлежит к группе устройств исполнительных односедельных малых расходов, так как условная пропускная способность (Kvу) для данной группы меняется в пределах от 0,1 до 4,0 м3/ч.
8. Определить исполнение РО с данным ИМ.
Нормально открытое исполнение исполнение.
9. Определить условное (Pу) и пробное давление (Pпр) РО (по каким косвенным признакам можно определить условное давление РО). По величине Pу определить группу арматуры по классификации.
Условное давление (Pу) =6,4 мПа = 64 кгс/см2;
Пробное давление (Pпр)= 9,6 мПа = 96 кгс/см2.
Группа арматуры - арматура средних давлений.
Условное давление РО можно определить по форме затвора.
10. Определить условный диаметр прохода РО (по величине Dу определить группу арматуры по классификации).
Dу =15 мм
По величине Dу РО отнесём к группе малых размеров.
11. Определить рабочую температуру РО (по каким косвенным признакам можно определить допустимую рабочую температуру РО). По величине рабочей температуры определить группу арматуры по классификации.
Температура работающего органа = до 400˚С (фторопласт).
Исполнительное устройство относится к арматуре средних температур.
Допустимую рабочую температуру РО можно по марке стали и смазке.
12. По конструктивным и техническим характеристикам РО определить возможные (допустимые) варианты использования РО для регулирования технологических сред. с указанием параметров технологической среды.
Данный РО я применил для регулирования слива воды из нагревающего бака для отопления жилого дома. В теплообменник по тр. 1 поступает первичный теплоноситель и удаляется через тр. 2 протекая по трубкам 5 которые закреплены в трубных решетках. Вторичный теплоноситель поступает через трубопровод 3 и вытекает через 4. первичный теплоноситель имеет температуру 200 С. При прохождении теплообменника он нагревает второй теплоноситель от 70 до 150 С, который в свою очередь идет по трубам к батареям отопления и слив в емкость, после чего под давлением подается снова по тр.3. Поступление в систему отопления 2-го теплоносителя происходит при его нагревании до 150 С. (это регулируется РО нормально открытого исполнения. Если пропадет сигнал управления РО то клапан откроется и вода сольется в бак- хранилище(т.к. если не будет произведен этот слив то давление в теплообменнике может превысить допустимое , что может повлечь за собой выход из строя теплообменника в следствии его прорыва) а также с началом аварийного слива прекращение нагревания первичного теплоносителя.
13. Определить назначение имеющихся фигурных выступов, на внутренней поверхности верхней крышки исполнительного механизма.
Фигурные выступы на внутренней поверхности верхней крышки исполнительного механизма необходимы для того, чтобы мембрана не прилегала всей поверхностью к верхней крышке корпуса.
14. Определить назначение двух приливов на корпусе кронштейна исполнительного механизма.
Для приварки дополнительных блоков.
15. В качестве какой арматуры может использоваться данное ИУ.
В качестве запорно-регулирующей арматуры.
16. Определить назначение двух прорезей на боковой направляющей поверхности затвора.
Для компенсации сил давления действующих сверху и снизу на штоке.
Снижается степень неразгрузки.
17. Определить и при защите практической работы указать запорную, уплотнительную, дроссельную (регулирующую), направляющую поверхности затвора.
18. Определить способ крепления седла в корпусе PO.
Способ крепления седла резьбовое.
19. Определить вид сочленения исполнительного устройства с трубопроводом.
Вид сочленения исполнительного устройства муфтовое.
20. Составить структурно-функциональную схему рассмотренного исполнительного устройства с изображением основных и вспомогательных межблочных связей между функциональным блоками ИУ и связь ИУ с гидравлической системой.
21. По имеющимся сведениям составить условное обозначение исполнительного мембранного пружинного прямоходного механизма по ГОСТ 13373-67 для следующего комплектования: позиционером и боковым ручным дублером.
МИМ ППХ – 200 – 10 – 05 – I ГОСТ 13373-67
МИМ – мембранный исполнительный механизм;
ППХ – прямого действия;
200 – диаметр заделки мембраны;
10 – условный ход выходного звена;
I – предназначен для работы при температуре окружающего воздуха от -50 до +50˚С.
22. По имеющимся сведениям составить условное обозначение устройства исполнительного односедельного малых расходов ГСП по ГОСТ 14237-69.
77535810 НО I ГОСТ 14237-69
7 – ИУ односедельное малых расходов;
753 – материал РО (корпуса и крышки) – сталь хромоникелевая;
58 – значение Dу и КVU - Dу = 15мм и КVU = 2,5 м3/ч;
10 – тип исполнительного механизма – пружинный мембранный без дополнительных блоков;
НО – исполнение РО – нормально открытое;
I – группа исполнительных устройств – для работы при температуре окружающего воздуха от -50 до +50˚С;
Тип корпуса угловой, условное давление Ру = 64 кгс/см3, температура регулируемой среды от -40 до +225˚С, муфтовое крепление к трубопроводу.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.