Исполнительные устройства

Система понятий и терминов в области исполнительных устройств весьма обширна. Здесь мы остановимся только на тех из них, которые необходимы для ориентирования при заказе регулирующей арматуры и поставке ее заказчику. Всякое исполнительное устройство состоит из двух основных блоков – регулирующего органа и исполнительного механизма.

РЕГУЛИРУЮЩИМ ОРГАНОМ называют блок, представляющий собой переменное гидросопротивление, которое управляет расходом рабочей среды, изменяя проходное сечение и соответственно пропускную способность. Основной деталью регулирующего органа является корпус с патрубками для присоединения к трубопроводу. Внутри корпуса имеются седла, относительно которых перемещается затвор, изменяя площадь для прохода регулируемой среды.

Регулирование, осуществляемое под воздействием исполнительного механизма, может быть двух видов – НЕПРЕРЫВНОЕ (аналоговое) или СТУПЕНЧАТОЕ(дискретное).

В непрерывном регулировании затвор изменяет свое положение по мере отклонения регулируемого параметра от заданного значения. При этом обеспечивается такое изменение проходного сечения, которое дает заданную пропускную характеристику. Наиболее часто применяется характеристика линейная, при которой изменение пропускной способности пропорционально перемещению затвора (на графике выражается прямой линией). Применяется также и равнопроцентная характеристика, что указывается в паспорте на изделие. Конструктивно различные характеристики обеспечиваются за счет соответствующего профиля затвора в регулирующих клапанах или формы окна в шаровых кранах.

При ступенчатом регулировании, частным случаем которого является двухступенчатое (открыто – закрыто), затвор фиксируется и выдерживается исполнительным механизмом в определенном положении в течение времени, необходимом для корректирования параметров рабочей среды (расход, давление, температура и другие).

Одной из основных характеристик исполнительного механизма, которую следует учитывать при заказе, является условная пропускная способность (обозначается Кvу) – расход воды, пропускаемой регулирующим органом при перепаде давления в нем 0,1 МПа при полном ходе затвора.

РЕГУЛИРУЮЩИЕ КЛАПАНЫ, как один из конструктивных типов регулирующих органов, выпускаются для каждого из DN с несколькими значениями Кvу (в процентах и соответственно в м³/ч). Это достигается применением различных диаметров затворов при неизменном диаметре седел в корпусе. Так, например, клапаны 25ч37нж и 25ч38нж DN 100 имеют следующие исполнения по пропускной способности:

К уплотнениям штока или шпинделя по отношению к внешней среде предъявляются те же требования, что и к запорной арматуре. Однако при непрерывном (аналоговом) регулировании сальниковые уплотнения должны удовлетворять еще одному важному условию. Дело в том, что точность работы исполнительного устройства в значительной мере зависит от сил трения при движении затвора в регулирующем органе. Поэтому необходимо по возможности уменьшать в подвижных соединениях силы трения, среди которых преобладающая – в сальниковом уплотнении. Эти уплотнения должны обеспечивать плотность соединения при минимальных силах трения. В реальных изделиях это осуществляется при помощи ряда конструктивных и технологических мер – выбор материалов для штока и сальниковой набивки, высокая чистота поверхности штока, применение лубрикаторов для периодической подачи смазки в уплотнение. Важно также при уплотнении сальниковой набивки обеспечивать герметичность соединения при минимально необходимом для этого усилии затяжки сальника. 

Из конструктивных типов регулирующих органов для непрерывного (аналогового) регулирования применяют, как правило, КЛАПАНЫ РЕГУЛИРУЮЩИЕ или ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩИЕ.

Регулирующий клапан выполняет только функцию регулирования, герметичность при полностью закрытом клапане не обеспечивается.
Негерметичность запорного органа допускается в пределах доли процента от пропускной способности Kvy. В запорно-регулирующем клапане осуществляется как регулирование по заданной характеристике, так и уплотнение затвора по нормам герметичности для запорной арматуры. Это обеспечивается специальной конструкцией плунжера, имеющего профильную часть для регулирования а также уплотнительную поверхность для плотного контакта с седлом в положении «закрыто». 

В зависимости от вида используемой энергии исполнительные механизмы делятся на ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ и ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ.