Проектирование пневматических исполнительных устройств со значительно улучшенными характеристиками требует анализа применяемых элементов конструкций.
В дистанционных системах обязательными элементами управления являются пневматические приводы, управляющие перекрывающими устройствами.
При расчете динамических характеристик таких систем необходимо учитывать длину пневмомагистрали от электроклапанов до пневмоприводов [1–3].
В зависимости от вида чувствительного элемента, воспринимающего энергию сжатого воздуха и преобразующего ее в перестановочное усилие на выходном элементе, применяют следующие пневматические исполнительные механизмы (ИМ): мембранные, поршневые, сильфонные, лопастные и др. (рис. 1). Наиболее распространены мембранные и в особенности мембранно-пружинные пневматические исполнительные механизмы (ПИМ). Они просты по конструкции, надежны в работе. Работают как в комплекте с дополнительными блоками (позиционерами, ручным дублером), так и без них. Мембранные ПИМ могут развивать перестановочные усилия до 40 кН. Различные типоразмеры мембранных ПИМ обеспечивают максимальное перемещение выходного элемента, от 6 до 100 мм. Мембранные ПИМ широко используются в системах управления в качестве приводов одно- и двухседельных, трехходовых, шланговых и диафрагмовых регулирующих клапанов и регулирующих заслонок.
Наибольший выигрыш при переходе к другим типоразмерам пневматических приводов можно получить за счет повышения точности регулирования. В таких системах автоматического регулирования при использовании пневматических приводов целесообразно применение позиционеров.
В качестве элементов систем регулирования используют исполнительные устройства, которые, как правило, состоят их исполнительного механизма (привода) и регулирующего органа (клапана, заслонки). Обычно такие регулирующие органы имеют значительные неуравновешенные крутящие моменты, которые должен преодолевать привод.
Наиболее широкое распространение в качестве регулирующих органов получили дроссельные заслонки поворотного типа. Однако из-за несимметричности динамических сил протекающей среды на валу плоской заслонки возникает неуравновешенный крутящий момент, стремящийся повернуть заслонку в противоположную сторону (рис. 2).