Исполнительные устройства (ИУ) осуществляют воздействие на поток вещества или энергии, поступающий на объект регулирования согласно командной информации регулирующего устройства.

ИУ состоят из исполнительного механизма (ИМ), регулирующего органа (РО) и вспомогательных элементов для ручного управления, обратной связи, усиления и сигнализации положения РО (см. рис. 1.2).

Регулирующие органы непосредственно воздействуют на процесс изменения количества подаваемою вещества или энергии в ОР.

Для корректной работы САР большую роль играет правильность выбора и соответствие рабочей расходной характеристики исполнительного устройства требованиям системы регулирования.

Рабочая расходная характеристика– зависимость расхода регулируемой среды (например, жидкости или газа) в рабочих условиях от перемещения регулирующего органа.

По конструктивному исполнению для газообразных и жидких сред ИУ подразделяются на односедельные, двухседельные, шланговые, диафрагмовые и заслоночные.

Односедельные РО представляют собой клапан, в котором изменение пропускной способности определяется поступательным перемещением затвора относительно прохода седла. На рис. 1.3 показан чертеж односедельного РО. (слайд)

Рис. 1.3. Односедельный РО

Шланговые и мембранные РО – это бессальниковые регулирующие органы, которые используются для изменения расхода агрессивных и загрязненных жидкостей. На рис. 1.4 показан чертеж шлангового РО. (слайд)

Рис. 1.4. Шланговый РО

Заслоночные РО применяются для управления потоками газовых сред. Заслонка – это круглая, квадратная или прямоугольная пластина, закрепленная на оси и размещенная в корпусе. На рис. 1.5 показан чертеж заслоночного РО. (слайд)

Рис. 1.5. Заслоночный РО

Исполнительные механизмы предназначены для управления РО согласно командной информации, получаемой от управляющего устройства. По виду потребляемой энергии для перемещения РО они подразделяются на электрические, пневматические и гидравлические.

Электрические исполнительные механизмы (ЭИМ) подразделяются на электромагнитные и электродвигательные. (слайд)

Электромагнитные ИМ представляют собой электромагнит (соленоид) с втягивающимся якорем и предназначены для управления различными клапанами, вентилями, задвижками по принципу действия «включено-выключено». На рис. 1.6 показан электромагнитный клапан с односедельным РО, оснащённый электромагнитным ИМ. (слайд)

Рис. 1.6

Электродвигательные ИМ основаны на использовании электродвигателей переменного тока. Они являются двигателями постоянной скорости, и перемещение РО осуществляется повторно-кратковременными включениями двигателя.

По характеру перемещения РО электрические исполнительные механизмы подразделяются на следующие виды: (слайд)

– многооборотные с вращающимся выходным валом;

– однооборотные, выходной вал которых поворачивается на угол в пределах 360°;

– прямоходные с поступательным движением рабочего органа.

Электродвигательный исполнительный механизм состоит из электродвигателя, базового редуктора, контрольно-пусковой аппаратуры и приставки, формирующей перемещение выходного вала.

В состав приставки входят датчики положения выходного вала, которые используются и для осуществления обратной связи (рис. 1.7). (слайд)

Рис. 1.7. Многооборотный электрический механизм МЭМ-40

Для своевременной остановки электропривода, когда РО достигает одного из крайних положений электрические механизмы снабжены конечными выключателями, которые обеспечивают надежность и безаварийность работы арматуры.

Пневматические исполнительные механизмы (ПИМ) находят широкое применение в пожаро- и взрывоопасных производствах и характеризуются быстродействием и точностью позиционирования.

Наибольшее распространение имеют мембранные ПИМ. В них мембрана воспринимает давление сжатого воздуха и преобразует его в перемещение выходного устройства. Они надежны, просты по конструктивному исполнению, ремонтопригодны, дешевы. В основном применяют пружинные ПИМ, в которых перестановочное усилие формируется в одном направлении за счет давления сжатого воздуха, а в противоположном — силой упругости пружины (рис. 1.8). (слайд)

Рис. 1.8. Пружинный мембранный пневматический исполнительный механизм

Для управления быстродействующими процессами и при наличии больших перестановочных усилий эффективнее использовать гидравлические ИМ.

Датчики и исполнительные устройства для отраслей пищевой и перерабатывающей промышленности должны удовлетворять специфическим требованиям этих отраслей.

•   Конструкции датчиков и исполнительных устройств, контактирующих с пищевыми средами, должны промываться циркуляционным способом и легко разбираться для периодической очистки и мойки соответствующими растворами. В них должны отсутствовать застойные зоны.

•   Материалы деталей конструкций датчиков и исполнительных устройств, контактирующих с пищевыми средами, должны иметь разрешение на их использование органами здравоохранения и являться инертными и термостойкими.

•   При применении методов и средств измерений с источниками излучений (высокочастотных, ультразвуковых, сверхвысокочастотных, радиоактивных и других) должна быть исключена возможность вредного воздействия этих излучений на качество пищевых продуктов и обслуживающий персонал.