Жидкостная манометрическая термосистема

 

ЖИдаОСТНАЯ МАНОМЕТРИЧЕСКАЯ ТЕРМОСИСТЕМА, содержащая термобаллон связанный с исполнительным механиэ-: ,мом, узел тепловой защиты с упругим , элементом и задатчик, о т ли ч а ю щ а я с Я тем, что, с целью повышения чувствительности:термосистемы и надежности ее тепловой защиты, уэеп тепловой выполнен 9 виде подпружиненного штока, на котором расположен паз со стенками, образующими с осью штока углы 60-75 и 5-20 и расположенными соответственно между осью установленного с обеспечением ; контакта со штоком подпружиненного фиксатора и термобаллоном и за упо-. мянутой осью, причем форла рабочего участка фиксатора идентична форме , паза.

09) (11):

СОЮЗ С08ЕТСНМХ

OWUNOМ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

H АВТОРСИОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М59 6 05 D 23 12

1 (21) 3415405/18-24 (22) 31,03.82 (46) 07.06.83. Бюл. В 21 (72) Б..С..Попов и В.Г. павловский (71) Специальное конструкторско-тех нологическое бинго Института проблем машиностроения йй Украинской ССР (53) 62-552(988.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 360650, кл. G 05 D 23/12, 1970 °

2. авторское свидетельство СССР

9 466495, кл. 6 65 В 23/12, 1973, (54)(573 жИДКОСТНЛЯ ИЛНОИЯтРИЧКСКЛЯ .

TEPNOCHCTENA, содержащая термобаллан связанный с исполнительным механиэ«." мом, узел тепловой защиты с упругим, элементом и задатчик, о т л и ч а -4 ю щ а я с я тем, что, с целью повышения чувствительности термосистемы и надежности ее тепловой защиты, узел тепловой защиты выполнен в внде подпружиненного штока, на котором расположен паз со стенками, образующими с осью штока углы 60-75з и 5„20o и расположенными соответственно между осью установленного с обеспечением контакта со штоком подпружиненного фиксатора и термобаллоном и за упо-. мянутой осью, причем форма рабочего участка фиксатора идентична форме паза.

1022126, 1 Изобретение относится к автоматйческому управлению и может быть использовано в системах автоматического ре- гулирования температуры циркулирующих газов и жидкостей.

Известен регулятор температуры с манометрической термосистемой, у которой имеется узел защиты от температурных перегрузок, состоящий из помещенного в корпус исполнительного механизма с выходным элементом, уп- 10

pyroro чувствительного элемента в виде сильфона, подвижного упора, на который опирается упругий чувствительный элемент, и прудины защиты от перегрева, прижимающей под- (5 вижный упор к неподвижному $1/.

Недостатком такого регулятора температуры с манометрической термосистемой и узлом защиты от температурных перегрузок является избыточное давление внутри системы, обу2 словленное силой давления цилиндрической пружины, помещенной внутри сильфона, что уменьшает чувствительность термосистемы, а также то, что в процессе работы термосистемы пружина узла защиты от температурных перегрузок воспринимает перемещения упругого чувствительного элемента.

При этом точность и надежность термосистемы в целом также снижаются.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является жидкостная манометрнческая термосистема, содержа- щая термобаллон, исполнительный ме- 35 ханизм, задатчик и узел -защиты (,упругий чувствительный элемент) k2)., Недостатками известного устройства являются недостаточная чувствительность .термосистемы, обуслов- 40 ленная погрешностью, которую вносит упругий чувствительный элемент защиты (хлопающая мембрана) при появлении рабочего давления и работе исполнительного механизма, а также низкая надежность хлопающей мембраны в качестве чувствительного элемента вследствие нестабильности ее упругости во времени и невозврата мембраны в исходное рабочее положение, а также ее усталостного разру- 50 ш ения.

Кроме того, такая конструкция узла защиты от температурных пере1грузок, в случае его срабатывания, держит всю систему под давлением 55 длительное время, что снижает надежность термосистемы в целом.

Целью изобретения является повышение чувствительности термосистемы и надежности ее тепловой защиты.

Поставленная цель достигается тем, что в жидкостной манометрической термосистеме, содержащей термо-. баллон, связанный с исполнительным механизмом, узел тепловой защиты 65 с упругим элементом и задатчик, узел тепловой зищиты выполнен в виде» подпружиненного штока, на котором расположен паз со стенками, образующими с осью штока углы 60-75 и

5-20 и расположенными соответственно между осью установленного с обеспечением контакта со штоком подпружиненного фиксатора и термобаллоном и за упомянутой осью, причем форма рабочего участка фиксатора идентична форме паза.

На фиг. 1 изображена схема жидкостной манометрической термосистемы; на фиг. 2 — зависимость между изменением объема ЬЧ жидкости в тер,— мобаллоне и осевой силой РО0 „ действующей на шток, и совмещенной с ней силой РПР пружины сжатия штока; на фиг. 3 — узел 7. на фиг. 1.

Жидкостная манометрическая термосистема (фиг. 1) содержит термобаллон 1, исполнительный механиэмэлемент 2, задатчик 3, состоящий из подпружиненного фиксатора- 4, пружины

5 сжатия и регулировочной гайки 6.

В узел 7 тепловой защиты входит упругий элемент в виде сильфона 8, жестко соединенный с подпружиненным штоком 9, пружина 10 и регулировочная гайка 11, назначение которой изменять величину исходного поджатия

Р штока 9 пружиной 10 и таким образом настраивать термосистему на заданную чувствительность и .регули- . ровать силу давления Р на шток 9 со стороны сильфона 8, при достижении которой штрек 9 выдавит фиксатор 4 иэ паза.

Жидкостная манометрическая термосистема работает следующим образом.

Рабочая жидкость проходит через термобаллон 1, повышает или понижает температуру находящейся в нем теплочувствительной жидкости, и уве; личивает или уменьшает ее объем.

Увеличение или уменьшение объема теплочувствительной жидкости вызы-.; вает перемещение в ту или в другую сторону исполнительного элемента 2 на заданную величину. Если испол нительный элемент 2 дошел до одного ! ,из крайних положений, а температура теплочувствительной жидкости повышается или понижается,. то, например, расширение жидкости вызовет увеличение давления в термосистеме, которое, воздействуя на сильфон 8, создаст осевую силу, действующую на шток 9.

При достижении упомянутой силой величины Р (, (фиг. 2, участок характеристики ОВ) шток 9 выдавит фиксатор 4 иэ паза, после чего изменение объема и давления будет происходить согласно участка ВС характеристики, а фиксатор 4 будет сколь102212б зить по штоку 9. Если увеличение объема теплочувствительной жидкости продолжается, незначительное увели-, .чение давления в полости термобаллона 1 будет происходить согласно участку СЕ характеристики (фиг. 2).

При снижении температуры теплочувствительяой жидкости изменение объема и давления в термосистеме будет происходить согласно участку . ЕО характеристики. 10

При совмещении фиксатора 4 с угловым пазом штока 9 произойдет фиксация последнего. Если температура будет снижаться и далее, в термосистеме появится незначительное от-. рицательное давление согласно участку йО характеристики, которое в сумме с воздействием пружины 10 расфиксирует шток 9, что приведет к изменению давления в термосистеме ) 20 согласно участку АД характерис-. тики.

Дальнейшее уменьшение объема термочувствнтельной жидкости связано с )$ изменением давления согласно участку ДК характеристики, При пропускании рабочей жидкости через термобаллон 1 при температуре, близкой к номинальному значению, теплочувствительная жидкость принимает объем, равный объему, на который настраивается жидкостная манометрическая термосистема и, таким образом, давление и объем жидкости в термобаллоне 1,изменяются согласно участку КО характеристики. В точке О характеристики происходит автоматическая фиксация штока 9 подпружиненным фиксатором 4 и термосистема подготавливается к заданному режиму эксплуата- 40 ции °

При увеличении объема теплочувствительной жидкости s термобаллоне ..1 сильфон 8 развивает осевую силу в направлении штока 9, по величине равную участку ОВ (фнг.2), за вычетом силы, развиваемой пружиной 10, и во много раз большую, чем ври уменьшении объема в термобаллоне i, и равную участку А0 !фиг. 2), с учетом. силы, развиваемой пружиной 10. Для восприятия осевой силы на шток 9 со стороны сильфона 8, развиваемой при увеличении объема теплочувствительной жидкости в термобаллоне; угол наклона oL стенки паза штока 4 (фиг. 3) выбран в зависимости от задаваемой чувствительности и вели- чина его находится в,пределах 6075о

В случае уменьшения объема теп лочувствительной жидкости в термо баллоне 1 осевая сила, действующая на шток 9 со стороны сильфона 8, направлена в противоположную сторону и по величине равна сумме произведения отрицательного давления в полости термобаллона 1.на эффективную площадь сильфона 8 и силы, развиваемой пружиной 10.

Величина угла ф (фиг. 3) определяется задаваемой чувствительностью термосистемы и находится в пределах

5-20o . .Такая конструкция узла тепловой защиты жидкостной манометрической термосистемы позволяет изменять ее характеристику в широких пределах. и защищать термосистему как при ее перегреве, так и при переохлаждении.

Кроме того, в термосистеме предлагаемого устройства исключается возможность значительного повышения давления, что повышает ее чувствительность и надежность;

«7

ВНИИПИ Заказ 4043/40 Тираж 874 Подписное

;Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4