В обозначение МИМ входят: тип механизма, диаметр заделки мембраны, полный ход выходного звена, комплектация дополнительными блоками, группа механизма в зависимости от параметров окружающей среды, стандарт. Например, МИМ прямого действия с диаметром заделки мембраны 320 мм, полным ходом выходного звена 25 мм, позиционером для работы при температуре окружающей среды (-30) – (+50) оС обозначается МИМ ППХ – 320-25-02-П (ГОСТ 17433-80).
МИМП отличается от механизмов типа МИМ более жёсткой пружиной, МИМК – наличием рычага вместо выходного звена.
При установке пневматических ИМ возрастает значимость предмонтажной проверки в связи с тем, что на их демонтаж и замену затрачивается много труда и времени.
Предмонтажная проверка включает проверки: отклонения действительного хода штока, основной погрешности и вариации, порога чувствительности, настройки длины штока.
Для проверки отклонения действительного максимального и условного хода штока через редуктор или задатчик в штуцер головки ИМ подают воздух под давлением 0,02 и 0,1 МПа (0,2 и 1 кгс/см2), которое контролируют по образцовому манометру и проверяют при этом отклонение действительного максимального и условного хода штока.
Поскольку шкала ИМ имеет невысокую точность отсчёта, на шкалу устанавливают индикатор положения, или отклонение определяют по разности между диапазоном изменения входного сигнала (0,02 – 0,1 МПа) и действительным его значением. Для этого, изменяя давление в головке ИМ, устанавливают указатель на отметку 100 % и также фиксируют давление воздуха Р100 в головке ИМ.
Отношение разности максимального действительного и условного хода к условному ходу, т.е.
(Р100 – Р0) – 0,02
________________ ∙ 100 %
Х = 0,08
Должно быть не более 40 %.
Если Х больше допустимого, регулируют натяжение рабочих витков пружины ИМ. При (Р100 – Р0) > 0,08 отворачивают зажимную гайку, при
(Р100 – Р0) < 0,08 её заворачивают.
Основную погрешность ИМ, %, при возможности точного измерения хода штока определяют по формуле
γ = (SР - SД) 100/SУ,
где SР, SД и SУ – соответственно расчётное, действительное и условное перемещение штока ИМ, мм.
При невозможности точного измерения хода штока ИМ на вход подают давление в головку ИМ, устанавливают указатель на проверяемую точку и отсчитывают командное давление по образцовому манометру. Расчётное значение давления на проверяемой точке
Рр = [(0,08 SР)/Sу] + 0,02.
Например, для точки 25 %
РР = 0,08 ∙ 0,25 + 0,02 = 0,04 МПа.
Тогда основная погрешность, %,
γ = (РР – РД) 100/0,08,
где Рр и РД расчётное и действительное значения давления, МПа.
Значение основной погрешности также определяют на значениях хода штока соответствующих 40; 75 и 100 % условного хода последовательно при повышении и снижении давления.
Вариацию определяют как отношение наибольшей разности между действительными значениями прямого и обратного хода штока при одном и том же значении командного сигнала к условному ходу, %,
В = (S'Д - S"Д) 100/SУ,
где S'Д, S"Д и SУ – соответственно действительно прямое, действительно обратное и условное значения хода штока, мм, или
В = (Р'Д - Р"Д) 100/0,08,
где Р'Д, Р"Д – прямое и обратное действительные значения давления, МПа. Значение основной погрешности и вариации не должно превышать допускаемой основной погрешности, равной 1,5; 2,5 и 4 % соответственно для клапанов классов точности 1,5; 2,5 и 4,0.
Если погрешность и вариации выше допускаемых значений, проверяют по возможности ослабляют затяжку сальника, проверяют и устраняют механические повреждения штока (искривления, заусеницы, царапины).
Порог чувствительности определяют при 20,50 и 80 % значения командного сигнала (полного диапазона) как при его увеличении, так и при уменьшении. Для определения порога чувствительности плавно увеличивают (или уменьшают) Рк до момента трогания штока и проводят отсчёт по манометру.
Отношение разности между расчётным значением командного сигнала и Рк в момент трогания штока и диапазона изменения командного сигнала, выраженное в процентах, определяет порог чувствительности. Он должен быть не более 0,4; 0,6 и 1 % соответственно для механизмов класса точности 1,5; 2,5 и 4.
После проверки ИМ необходимо настроить длину штока регулирующего органа. Для этого на вход подают воздух под давлением 0,02 МПа для клапанов типа «НЗ» (нормально закрытый) и 0,1 для клапанов «НО» (нормально открытый). Затвор при этих давлениях должен плотно войти в седло, что можно определить по толчку, ощущаемому рукой, приложенной к штоку. Момент закрытия регулируют муфтой, сочленяющей штоки ИМ и регулирующего органа.
При необходимости переделки одного типа МИМ на другой, например
«НЗ» на «НО», снимают верхнюю крышку МИМа и нижнюю крышку клапана, вывинчивают шток из золотника и завинчивают в противоположный конец его, меняя местами верхние и нижние седла. Пропускают шток через отверстие снизу и собирают клапан. Шкальную пластинку устанавливают так, чтобы вверху её была надпись «Закрыто».
Настраивают длину штока.
1.3 Позиционеры
Принцип работы позиционера основан на преобразовании импульса, поступающего от регулирующего прибора, в давлении воздуха, необходимое для обеспечения заданного хода дроссельного органа. Применяются позиционеры для повышения мощности и быстродействия ИМ.
Все позиционеры, кроме П4- 10- IV, имеют встроенный редуктор. При выпуске позиционеры комплектуются фильтрами воздуха, а позиционер
П4 – 10- IV – стабилизатором давления воздуха. Рычажные позиционеры в зависимости от способов крепления (Г – образным кронштейном или планкой) обозначаются индексом А и Б соответственно. В зависимости от направления движения выходного звена позиционеры выпускаются в двух исполнениях: для установки на МИМах прямого действия (обозначаются индексом П) и обратного действия (индекс ПО).
Позиционеры выпускаются настроенными на ход штока 25 мм (позиционер П4 – 10 – IV- 10 мм. Изменение хода, кратное 25 мм, обеспечивается за счёт отверстий на рычаге обратной связи. Позиционеры прямого действия с условным ходом от 10 до 100 мм на рычаге после оси подвески имеют четыре отверстия, с условным ходом от 10 до 75 мм и обратного действия с условным ходом от 25 до 100 мм – три отверстия.
Если позиционер устанавливается на МИМ с ходом штока, не кратным 25 мм (а позиционер П4 – 10 – IV на МИМ с ходом штока менее 10 мм), перед монтажом необходимо произвести переналадку, т.е. настройку его хода в соответствие с ходом штока МИМа, которая осуществляется изменением числа рабочих витков пружины обратной связи. Ориентировочно устанавливается число рабочих витков регулировочной гайкой исходя из следующих данных:
Ход штока позиционера, мм Число рабочих витков пружины
4………………………………………………………….1,5
6………………………………………………………….2,2
10………………………………………………………...3,6
16………………………………………………………...5,8
25…………………………………………………………9,0
40…………………………………………………………7,2
60…………………………………………………………7,2
100…………………………………………………………9,0
Наладку (перестройку) позиционера надо проводить в следующей последовательности:
уточнить условный ход МИМа, на который будет установлен позиционер;
исходя из условного хода определить оптимальную величину настройки хода штока, при этом должны выполняться условия:
Lп = Lм/k ≤ 25 мм – для позиционеров прямого действия;
Lп = Lм/(k + 1) ≤ 25 мм – для позиционеров обратного действия,
где Lп – величина настройки хода штока позиционера, мм;
Lм – условный ход МИМа, мм;
k – передаточное число обратной связи от позиционера к МИМу, равное порядковому номеру отверстия на рычаге (считая от оси подвески).
Например, позиционер П10 – 100-Б-IV требуется перестроить на МИМ с условным ходом 60 мм. Величина хода штока Lп = 60/30 = 20 мм.
Затем следует расконтрить пружину и гайку, с помощью винтов переместить вверх до получения необходимого количества рабочих витков; вывернуть шток до соприкосновения ограничительной гайки с направляющей втулкой кронштейна (в штуцерах - до соприкосновения с грибком МИМа), законтрить пружину и гайку.
2. РЕМОНТ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ
2.1 Неполадки пневматических исполнительных устройств с пружинным мембранным исполнительным механизмом
| Возможные причины | Способы устранения неполадок |
| 1. При подаче сжатого воздуха в мембранную полость исполнительного механизма шток не перемещается | |
| Повреждение мембраны вследствие прерывания давления сжатого воздуха предельного значения или же вследствие попадания на мембрану (вместе с воздухом или иным путём) масла, бензина или других нефтепродуктов, разрушающе действующих на материал мембраны. | Разобрать мембранный исполнительный механизм и заменить дефектную мембрану исправной. При этом толщину и число матерчатых прослоек резины следует подобрать одинаковыми с той, которая удаляется. |
| 2. При плавном изменении давления сжатого воздуха в мембранной полости исполнительного механизма шток и затвор односедельного или двухседельного регулирующего органа перемещается рывками | |
| Торможение штока в сальниковом устройстве регулирующего органа вследствие отсутствия смазки или недопустимо большой затяжки сальника | Подать смазку в сальниковое устройство с помощью лубрикатора, а если это не приведёт к нужным результатам, то осторожно ослабить затяжку сальниковой гайки, наблюдая за тем, чтобы через сальник наружу не стало проникать протекающее вещество. |
| 3. Через сальниковое устройство проникает протекающее вещество (жидкость, пар, газ) | |
| Недостаточно смазки, слаба затяжка сальника, плохое качество сальниковой набивки | Добавить смазку, подтянуть сальниковую гайку, сменить сальниковую гайку, сменить сальниковую набивку |
| 4. При изменении давления сжатого воздуха в мембранной полости исполнительного механизма от минимального до максимального значения шток и затвор односедельного или двухседельного регулирующего органа не перемещаются полностью из одного крайнего положения в другое | |
| Пружина мембранного исполнительного механизма при настройке была сжата больше, чем следует, и поэтому для преодоления усилий, развиваемых ею, требуется увеличенное давление воздуха по сравнению с необходимым при стандартном натяжении пружины | Постепенно ослабить натяжение пружины до величины, обеспечивающей перемещение штока и затвора из одного крайнего положения в другое при изменении давления воздуха в мембранной полости исполнительного механизма от минимального до максимального нормированных значений |
| Пружина мембранного исполнительного механизма недостаточно сжата при настройке и не может преодолеть сил трения, возникающих в подвижной части исполнительного устройства, а также массы этой части и сил от давления протекающего вещества на затвор (поэтому затвор полностью не поднимается) | Постепенно увеличить натяжение пружины до величины, обеспечивающей перемещение затвора из одного крайнего положения в другое при изменении давления воздуха в мембранной полости от минимального до максимального нормированных значений |
| Затвор при своём ходе упирается в посторонний предмет, попавший в мембранное исполнительное устройство (кокс, песок, металлическая прокладка, гайка и т.п.) | Отключить линию сжатого воздуха от мембранной полости исполнительного устройства, переключив поток на обводную линию, и принять меры к очистке корпуса мембранного исполнительного устройства от посторонних предметов. Убедиться, что поверхности затвора и седел не повреждены |
| 5. При регулировании расхода протекающего вещества затвор мембранного исполнительного устройства чаще всего занимает положение, близкое к одному из крайних | |
| Если при нормальной работе регулятора затвор почти закрывает отверстие седла или, наоборот, открывает его почти полностью и при этом давление в мембранной полости близко к предельному, то это указывает на то, что условный диаметр мембранного исполнительного устройства либо велик, либо мал для данного трубопровода и расхода в нём | В соответствии с действительным расходом протекающего по трубопроводу вещества выбрать соответствующий условный проход мембранного исполнительного устройства и при наличии мембранного исполнительного устройства с таким условным проходом установить его. Если подходящего исполнительного устройства в наличии нет и имеется возможность выточить новый затвор, то рассчитать профиль нового затвора и заменить в мембранном исполнительном устройстве старый затвор на новый |
2.2 Ремонт мембранных исполнительных устройств