Pneimatiskie izpildmehānismi: divvirzienu piedziņas un atsperes atiestatīšanas{0}}divvirzienu un vienas darbības principa analīze

Rūpnieciskās automatizācijas vadības sistēmās pneimatiskie izpildmehānismi darbojas kā rūpnieciskās iekārtas "muskuļi", pārvēršot saspiestā gaisa enerģiju mehāniskā griezes momentā un virzot vārstus, lai atvērtu, aizvērtu vai regulētu. Pneimatiskie pneimatiskie izpildmehānismi, kas iedalīti divos galvenajos veidos atkarībā no enerģijas pārneses un darbības darbības atiestatīšanas metodēm. Galvenā atšķirība ir darbības principā: divvirzienu{2}}darbības izpildmehānismi, lai pārvietotos uz {3} saspiestu gaisu} izpildmehānismi darbojas, izmantojot saspiestā gaisa piedziņas un atsperes spēka atiestatīšanas kombināciju. Šī atšķirība principā tieši nosaka to strukturālos raksturlielumus, funkcionālo veiktspēju un pielietojuma scenārijus. Turpmākajā analīzē tiks aplūkotas galvenās atšķirības starp abiem, ņemot vērā to darbības principus.

Divpusējās-darbības pneimatiskās izpildmehānismi darbojas pēc "divvirzienu pneimatiskās piedziņas" principa. Iekšpusē tiem parasti ir divu-virzuļu stieņa un zobratu transmisija. Cilindrus ar virzuli sadala divās atsevišķās kamerās (pazīstamas kā A un B). Abas kameras ir aprīkotas ar ieejas/izejas pieslēgvietām. Saspiestais gaiss pārmaiņus ieplūst un iziet no virzuļa, un pēc tam virza zobrata izejas vārpstu no 0 līdz 90 griešanās grādiem (leņķa gājiena vārstiem).

Konkrēto darba procesu var iedalīt divos posmos: kad vadības signāls norāda uz vārsta atvēršanos, saspiestais gaiss ieplūst kameras A ieplūdes atverē pēc solenoīda vārsta. Šajā brīdī gaiss kamerā B tiek saspiests un izspiests caur izplūdes atveri kamerā B. Virzuļa lineārā kustība tiek pārveidota par izejas vārpstas rotācijas kustību (parasti griežoties par 0 līdz 90 grādiem pretēji pulksteņrādītāja virzienam), izmantojot stieņa un zobrata saķeri, kas virza vārstu atvērties. Kad ir nepieciešams aizvērt vārstu, vadības signāls maina solenoīda vārsta statusu. saspiestais gaiss ieplūst caur kameras B ieplūdes atveri, nospiežot virzuli pretējā virzienā, lai saspiestu kameru A. Gaiss no kameras A tiek izvadīts caur izplūdes atveri, un izejas vārpsta griežas pulksteņrādītāja virzienā no 90 grādiem līdz 0 grādiem, lai pabeigtu vārsta aizvēršanos.

Ir vērts atzīmēt, ka abi dubultās darbības izpildmehānisma kustības virzieni ir atkarīgi no saspiestā gaisa jaudas. Izejas griezes moments ir stabils un lineārs visa brauciena laikā, un pneimatiskās ķēdes dizains ļauj pielāgot kustību atbilstoši faktiskajām vajadzībām - — neatkarīgi no tā, vai telpā A gaisa piedziņa griežas pretēji pulksteņrādītāja virzienam vai pulksteņrādītāja virzienam, saskaņojot ar attiecīgo aerodinamiskās vadības loģiku. Ja gaisa padeve tiek pārtraukta, jaudas zuduma dēļ divkāršās darbības izpildmehānisms paliks pašreizējā stāvoklī. Šī funkcija nodrošina elastīgas vadības priekšrocības bez nepieciešamības pēc avārijas atiestatīšanas.

Atšķirībā no "visiem-pneimatiskajiem" dubultās-darbības izpildmehānismiem, vienas-darbības pneimatisko izpildmehānismu galvenā dizaina koncepcija ir "vienvirziena pneimatiskā piedziņa + atpakaļgaitas atsperes atiestatīšana". To struktūrai ir pievienots atiestatīšanas atsperes komplekts divu{5}}darbības dizainam. Atspere parasti tiek uzstādīta vienā vai abos cilindra galos. Atsperes saspiešana un atlaišana nodrošina reakcijas spēku, tādējādi panākot drošības funkciju "gaisa zuduma automātiskā atiestatīšana". Atbilstoši atiestatītajam stāvoklim pēc gāzes zuduma vienas -darbības izpildmehānismus var iedalīt divos režīmos: "gāzes zudumu aizvēršana" un "gāzes zudumu atvēršanas aizvēršana". Abi darbojas vienā un tajā pašā režīmā, izņemot to, ka atspere ir uzstādīta pretējā virzienā darbības loģikai.

Izmantojiet plašāk izmantoto modeli “Neizdevās{0}}atvērt- (FC)”. Lūk, kā tas darbojas: Kad nepieciešams atvērt vārstu, saspiestais gaiss ieplūst caur kameras A ieplūdi. Gaisa spiediens pārsniedz atsperes priekšspriegošanas spēku, virzuli virzuli uz atsperes pusi un pakāpeniski saspiežot atsperi. Tajā pašā laikā kamera B darbojas kā ventilācijas atvere gaisa izvadīšanai. Virzulis virza zobstieņa un zobrata mehānismu, lai pagrieztu izejas vārpstu pretēji pulksteņrādītāja virzienam no 0 līdz 90, atverot vārstu. Kad vadības signāls tiek pārtraukts vai gāzes avots neizdodas, kamera A aptur ieplūdi un sāk ventilāciju. Šajā laikā saspiestā gaisa piedziņa pazūd, un saspiestā atspere atbrīvo elastīgo potenciālo enerģiju, virzot virzuli pretējā virzienā un atiestatot. Izejas vārpsta griežas pulksteņrādītāja virzienā par 90 grādiem līdz 0 grādiem, automātiski aizverot vārstu. Režīms "Neizdevās-atvērt- (FO)" ir pretējs: ieplūdes procesa laikā saspiestais gaiss nospiež virzuli, lai saspiestu atsperi, aizverot vārstu; pēc gaisa zuduma atspere tiek atiestatīta, virzot vārstu atvērties.

Viena -darbības izpildmehānisma izejas griezes momentam ir unikāls variācijas modelis: pneimatiskās piedziņas fāzē, palielinoties atsperes saspiešanai, pakāpeniski palielinās apgrieztā pretestība, kas izraisa pneimatiskā gājiena atiestatīšanas fāzes izejas griezes momenta samazināšanos no maksimālā. Šī griezes momenta funkcija prasa rūpīgu vārsta maksimālās pretestības griezes momenta saskaņošanu atlases procesā, lai nodrošinātu drošu darbību pat brauciena beigās.

Atšķirība starp divējādas-darbības pneimatisko izpildmehānismu un dubultās-darbības un vienas-darbības pneimatisko izpildmehānismu ir ne tikai braukšanas režīms, bet arī visaptverošā atšķirība no konstrukcijas un funkcionālās veiktspējas. Šīs atšķirības var skaidri definēt trīs galvenajos dimensijās:
Pirmkārt, būtiskā atšķirība starp barošanas un atiestatīšanas mehānismiem
Galvenā atšķirība starp abiem ir tāda, ka dubultās darbības izpildmehānisma "ieslēgts" un "izslēgts" darbība ir atkarīga no saspiesta gaisa kā vienīgā enerģijas avota, un atiestatīšanas darbība ir aktīvs pneimatisks{1}}darbs, savukārt vienas -darbības izpildmehānismā tiek izmantots hibrīds mehānisms "pneimatiskā piedziņa + atsperes darbības atiestatīšana", bet otra - pneimatiskā piedziņa + atsperes darbība. elastīgā pasivitāte. Šī atšķirība padara divkāršās-darbības izpildmehānismu darbību elastīgāku un vadāmāku, un vienas-darbības izpildmehānismiem ir drošības atiestatīšanas funkcija, ko dubultās-darbības izpildmehānismi nevar aizstāt gāzes zuduma gadījumā.
Otrkārt, atšķiras izejas raksturlielumi un vadības loģika.
Bez atsperes pretestības dubultās-darbības izpildmehānismi uztur vienmērīgu lineāro izejas griezes momentu abos virzienos, un tos var apturēt jebkurā pozīcijā (kopā ar neitrālās pozīcijas solenoīda vārstu), padarot to piemērotu situācijām, kurās nepieciešama precīza regulēšana. Atsperes spēka izmaiņas ietekmē vienas -darbības izpildmehānismus, un izejas griezes momenta raksturlielums samazinās. Tas var palikt tikai galējā pozīcijā "ieslēgts" un "izslēgts" un nevar precīzi kontrolēt starpstāvokli. Tomēr tos var atiestatīt bez nepārtrauktas barošanas avota, padarot vadības loģiku vienkāršāku.
Treškārt, drošības līdzekļi un lietojumprogrammu scenāriji ir atšķirīgi.
Divpusējās Viena -darbības izpildmehānismu "Gāzes zudumu automātiskās atiestatīšanas" funkcija padara to par būtisku viegli uzliesmojošu, sprādzienbīstamu vai toksisku vielu, piemēram, ķīmisko vielu, naftas rafinēšanas un dabasgāzes transportēšanai, un var novērst drošības negadījumu saasināšanos, strauji aizverot vai atverot vārstus pēkšņas atteices gadījumā.
Secinājums: Adaptācijas scenāriju principi; Izvēle nosaka drošību un efektivitāti
Pēc darbības principa dubultās darbības pneimatiskie izpildmehānismi ir "efektīvs un elastīgs universāls izpildmehānisms", kas nodrošina vienmērīgu un vadāmu kustību, izmantojot divvirzienu pneimatisko piedziņu. vienas -darbības izpildmehānismi ir ``īpašs izpildmehānisms, kura kodols ir drošība '', kas izmanto pneimatiskā + atsperes kombinācijas mehānismu, lai izveidotu defekta drošības līniju. Rūpnieciskā scenārijā starp abiem nav absolūta pārākuma. Galvenais ir tas, vai tie lieliski atbilst darbības prasībām-atsperu atiestatīšanas princips ir viens aktivizēšanas princips. reaģēšana avārijas situācijās, un divpusējās