221 (46)

J

J

448

10. Budowa i własności eksploatacyjne typowych elementów automatyki

wierzchnie czołowe obu otworów, powodując powstanie w nich (i w połączonych z nimi objętościach) jednakowych ciśnień. Następuje tu zamiana energii kinetycznej strumienia, oleju na energię potencjalną ciśnienia. Ponieważ otwory dyfuzora, przewody i siłownik napełnione są cieczą, strumień wypływający z rurki nie wpływa do otworów dyfuzora (zakładamy, żc ciecz jest nieściśliwa), lecz „odbija się” od powierzchni czołowych zalanych cieczą i spływa do zbiornika przewodem p,.

Rys. 16.36. Możliwe przypadki usytuowania strumienia cieczy wypływającej z rurki (pole zakrcskowa.no) względem otworów dyfuzora

Jeżeli F_v # F_w, rurka, która jest ułożyskowana obrotowo w punkcie B i spełnia rolę węzła sumacyjnego (czujnika równowagi), wychyla, się i wówczas większa część strumienia cieczy uderza w jeden otwór, a mniejsza w drugi (rys. 16.36b, c). Ciśnienia w obu otworach dyfuzora, a więc również w komorach siłownika, nie są już równe i tłok siłownika zaczyna się przesuwać. W tym przypadku część cieczy wypływającej z rurki wpływa do tego otworu dyfuzora, w którym panuje ciśnienie wyższe, a z otworu o ciśnieniu niższym wypływa taka sama ilość cieczy.

Łatwo spostrzec, że maksymalna prędkość tłoka siłownika jest ograniczona natężeniem przepływu cieczy przez rurkę strumieniową, które nie może być duże, gdyż:

a)    konieczne byłoby użycie stacji olejowej o dużej wydajności, bardzo nieekonomicznie wykorzystywanej,

b)    rurka strumieniowa o dużym przekroju, a więc i dużej masie, gdy wypełniona jest olejem, stanowi element bardzo podatny na wszelkie drgania (kołysania) urządzeń, na których regulator jest zainstalowany.

W budowanych obecnie regulatorach strumieniowych średnica otworu wylotowego dyszki rurki strumieniowej nie przekracza 2 mm.

Jeżeli wymagana jest większa moc (prędkość) siłownika, to instaluje się w regulatorach strumieniowych wzmacniacz suwakowy, którego schemat przedstawiono na rys. 16.37. Położenie suwaka wzmacniacza nadąża stale za położeniem końca rurki strumieniowej (jest to typowy serwomechanizm położenia), w wyniku czego otwarte zostają szczeliny przepływowe o znacznie większym przekroju niż przekrój dyszy, umożliwiając większe natężenia przepływu cieczy przesyłanej do siłownika. Dodatkowe zwiększenie mocy można uzyskać zasi-

i

T do ł

siłownika

T

to.

Ryg. 16.37. Schemat wzmacniacza suwakowego

łając wzmacniacz cieczą o wyższym ciśnieniu niż ciśnienie p_c podawane na rurkę strumieniową.

Zespół regulator-silownik przedstawiony na rys. 16.35 ma działanie całkujące (I). Na rysunku 16.38 pokazano sposoby uzyskania działań P i PI przez wprowadzenie sprzężeń zwrotnych od położenia siłownika na ugięcie sprężyny wytwarzającej siłę F_u. Odpowiednie schematy blokowe podano na rys. 16.39. Dla uproszczenia założono, że sztywność membrany równa się zeru oraz bezwładność rurki strumieniowej i związanych z nią elementów ruchomych jest pomijalna. Po zwinięciu tych schematów blokowych, otrzymujemy następujące transmitancje:

(16.50)

gdzie

oraz

gdzie

Gb{s) =

(16.51)

T_b = k_pT

Podkreślone części transmitancji (16.50) i (16.51) reprezentują działania P oraz PI, a pozostałe części — inercję własną, zależną m. in. od nastaw reguła-

29 — Podstawy automatyki