Пропорционально-интегральный регулятор расхода
СОЮЗ СОВЕТСКИХ ЗЮЛЮПН
РЕСГ1УБЛИК..SU„„02 2 б А, а Щ О 7/
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ COOP
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ
И АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
t4
Q0
©) (21) 3386197/18-24 so, выполненное в виде цилиндра, в (22) 18.01.82 котором установлен гидроуплотненный
° ° ° ° ° °
46) 15.06..83..Бюл..й 22: стакан с выходным штоком, выход дат"
721 И.П.Богачев, Г.В.Вишняков, - ; чика расхода соединен с первой поК.Б..Саранцев и П.А.Рыбин лостью управляющего блока и через
- (71) Ордена Ленина и ордена Трудово-. первый дроссель - с полостью го Красного Знамени производственное - цилиндра, отличающийся, объединение."Невский завод" . тем, что, с целью повышения надевим. В.И.Ленина .. ности и расширения области приме{53) 621.646.3(088. 8) нения регулятора, в него введен ре. (56) 1. Авторское свидетельство СССР гулятор давления и эжектор, линия . 11 395813, кл; G 05 0 7/03, 1973. . — - разряжения которого соединена. с вто2; Авторское свидетельство СССР . :. рой полостью управляющего блока и
М 619906, кл. G 05 0 7/03, 1978 через второй дроссель - с полостью (прототип). - .-:гидроуплотненного стакана, на вы(54)(57)-ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬ- -: ходе эжектора установлен третий I
НБ1й РЕГУЛЯТОР РАСХОДА, содержащий . : дроссель, а вход соединен через датчик расхода, управляющий блок, .-.. жиклер с выходом регулятора-давления
:: выполненный в виде корпуса, разде- ..выходной шток гидроуплотненного ста. ленного на первую и вторую полости :кана соединен с клином, поверхности мембраной, связанной с. пружиной, ус- которого кинематически связаны с шатановленной в; первой полости, и с ус- риками, установленными на выходе тановленным во второй полости силь ..::второго и третьего сопел, соединен- ф ы
Фоном, внутри которого расположено ных с магистралью управления и с пер © первое сопла, и изодромное устройст- вым соплом управляющего блока. М
1023286
Изобретение относится к автоматическому управлению, s частности к конструкциям регуляторов постоянного расхода (т.е. Регуляторов количества), входящих в состав системы автоматического регулирования (CAP) турбокомпрессора, и обеспечивающих постоянный расход рабочего тела через компрессор, Известен изодромный регулятор расхода, содержащий изодромное устройство, выполненное в виде емкости, на сливе из которой установлен регулятор постоянного расхода, и сое, диненной с датчиком расхода, и усилитель (1
Недостатками этого регулято ра являются зависимость точности работы его от того, насколько точно и однозначно поступающей в ем кость среде соответствует перепад давлений на датчике расхода и с какой точностью поддерживается пос.тоянный расход среды, вытекающей из емкости, К факторам, снижающим точность работы, относятся неточное поддержание давления среды перед шайбой регулятором давления, неточное соотношение между эффективной площадью мембраны и жесткостью
: пружины, непостоянство уровня среды в емкости.
Кроме того, время изодрома измеряется только дискретно, и из-за громоздкости и сложности конструкции регулятор имеет низкую надежность.
Известен пропорционально-интегральный регулятор расхода, содержащий датчик расхода, управляющий блрк, выполненный в виде корпуса, разделенного на первую и вторую полости мембраной, связанной с пружиной, установленной в первой полости, и с установленным во второй полости сильфоном, внутри которого расположено первое сопла, и изодромное устройство, выполненное в виде цилиндра, в котором установлен гидроуплотненный стакан с выходным штоком, выход датчика расхода соединен с первой полостью управляющего блока и через первый дроссель -. с полостью цилиндра (2 (.
Изменение задания настройка ) у данного регулятора может осуществляться двумя способами.
В первом случае - за счет изме.нения веса грузов. кинематически связаны с шариками, ус тановленными на выходе второго и третьего сопел, соединенных с магист45 ралью управления и с первым соплом управляющего блока.
На чертеже изображена схема пропорционально-интегрального регулятора расхода.
1О
Недостатком этого способа является ступенчатое (неплавное) изменение задания, ухудшающее точность поддержания расхода.
Во втором случае изменение задания может осуществляться при помощи делителя перепада.
Недостатком в этом случае является то, что импульсные линии от датчика расхода до делителя перепада становятся проточными, что приводит к их обмерэанию в зимний период эксплуатации и, как следствие, к отказу регулятора.
Кроме того, недостатком данного регулятора является наличие трения в местах контакта рычага со штоком, кулачка с соплом и сопла с корпусом, что ухудшает точность работы регулятора. Для обеспечения необходимой точности требуется повысить энергию регулятора, т.е. увеличить габариты изодроммого устройства. Как прави ло, такай путь приводит к неприемлемым габаритам регулятора.
Цель изобретения — повышение надежности и .расширение области применения регулятора.
Поставленная цель достигается тем, что в известный пропорционально-интеграЛьный регулятор расхода введен регулятор давления и эжектор, линия разряжения которого соединена с второй полостью управляющего блока и через второй дроссель — с полостью гидроуплотненного стакана, на выходе эжектора установлен третий дроссель, а вход соединен через жиклер с выходом регулятора давления, выходной шток гидроуплотненного стакана соединен с клином, поверхности которого
Пропорционально-интегральный регулятор расхода содержит датчик 1 расхода, управляющий блок, выполненный в виде корпуса 2, разделенного на первую 3 и вторую 4 полости мембраной 5, связанной с пружиной 6, установленной в первой полости, и с установленным во второй полости силь, фоном 7, изодромное устройство, вы-, 1023286 4 личины перепад на датчике 1 расхода уменьшается, мембрана 5 перемещается влево и уменьшается слив рабочей жидкости из магистрали управления 33, что приводит к открытию паровых клапанов, увеличению частоты вращения турбины и прейращению уменьшения расхода воздуха через компрессор, Одновременно с этим уменьшается пере10 пад, действующий на гидроуплотненный стакан 9, вследствие чего он . перемещается вниз, прикрывая слив рабочей жидкости из сопел 31 и 32, что приводит к дополнительному увеличению расхода воздуха через компрессор до заданной постоянной величины, при достижении которой гидроуплотненный стакан 9 останавливается.
Время изодрома предложенного регулятора расхода увеличивается с прикрытием первого 12 и второго 17 дросселей и наоборот. Поскольку полость 13 цилиндра 8 и полость 18 гидроуплотненного стакана 9 тупиковые, то время изодрома можно менять в широких пределах.
Изменение задания (настройки)регулятора расхода осуществляется плавно за счет изменения разрежения в полости 18 гидроуплотненного ста кана при помощи третьего дросселя 20.
С увеличением открытия третьего дросселя 20 разряжение в полости 18 возрастает, что приводит к прикрытию сопла .34 управляющего блока (прапорциональное воздействие ),. перемещению гидроуплотненного стакана
9 вниз, открытию. паровых клапанов турбины и повышению расхода возду40 ха через компрессор до тех пор, пока . перепад на гидроуплотненном стака: не 9 не уменьшится до первоначальной величины, а разрежение в полостях 13 и 18 будет более вы45 соким.
3 полненное в виде цилиндра 8, в ко-.. тором установлен гидроуплотненный стакан 9 с выходным штоком 10, причем выход 1I датчика 1 расхода соединен с первой полостью 3 управляющего блока и через первый дроссель .12 с полостью 13 цилиндра 8, регулятор 14 давления и эжектор 15, линия
1о разряжения которого соединена с второй полостью 4 управляющего блока и через второй дроссель 17 с полостью
18 гидроуплотненного стакана 9, на выходе 19 эжектора 15 установлен третий дроссель 20, а вход 21 соединен через жиклер 22 с выходом 23 регулятора 14 давления. Выходной шток
10 гидроуплотненного стакана 9 соединен с клином 24, поверхности 25 и
26 которого кинематически связаны с шариками 27 и 28, установленными на выходе 29 и 30 второго 31 и третьего 32 сопел, соединенных. с магистралью управления 33 и с первым соплом 34 управляющего блока. Полость сильфона 35 соединена со сливнрй магистралью 36.
Регулятор расхода работает следую щим образом.
При увеличении расхода воздуха, через компрессор выше заданного пе
1 . репад на датчике 1 расхода увеличивается, вследствие чего мембрана 5, преодолевая силу пружины б, смещается вправо и увеличивает слив рабочей среды в сливную магистраль
36 иэ сопла 34 управляющего блока, что приводит к прикрытию паровых клапанов и снижению частоты вращения ротора приводной турбины, и,как следу. ствие, к снижению расхода воздуха че рез компрессор. Таким образом осуществляется пропорциональное воздействие регулятора на CAP турбины.
Одновременно увеличивается перепад давлений на гидроуплотненном стакане 9, в результате чего последний вместе с клином 24 перемещается вверх, открывая дополнительный слив рабочей жидкости из сопел 3l и 32, что также приводит к уменьшению расхода воздуха через компрессор до заданной постоянной величины. В новом установившемся режиме мембрана 5 возвращается в прежнее положение, а гидроуплотненный стакан 9 . останавливается в новом, более высоком положении.
При уменьшении расхода воздуха через компрессор ниже заданной веПри уменьшении проходного сечения ., третьего дросселя 20 разрежение в полости 18 уменьшается, что приводит к открыванию сопла . 34 управляющего блока (пропорциональное воздействие)
У перемещению гидроуплотненного стакана 9 вверх, прикрытию паровых клапанов турбины и снижению расхода воздуха через компрессор до тех пор, пока перепад на гидроуплотненном стакане 9 не увеличится до первоначальной величины, а разрежение в полостях 13 и 18 будет более низким. ствах, применение клина с шариками практически устраняет трение, благодаря чему габариты регулятора резко сокращаются, надежность регулятора повышается ввиду повышения надежности узла преобразования положения поршня в перемещении паровых клапанов, предложенный регулятор расхода более технологичен, так как воэможность варьирования давле" нием в полости гидрьуплотненного стакайа йозволяет изготавливать стакан иэ более толстого листа, отказаться от ребер жесткости, перегородок, распорок и пр;
1023286 . Пневматическая часть схемы с эжектором 15 позволяет подавать в болость 18 избыточное давление воздуха, вследствие этого предложенный . регулятор может работать с компрес. сорами и нагнетателями, которые weоТ сужающие устройства с малым перепадом (70 мм вод.ст. и менее Р.
В предлагаемом регуляторе расхода возможна плавная регулировка за- 10 дания, наличие полости 18 гидроуплотненного стакана позволяет существенно расширить область применения регулятора расхода в агрегатах с малыми перепадами на сужающих устрой- . 15
Зо ддх еа 8с
ВНИИПИ Заказ. 420//31 Тираж 874 Подписное
««««««ЬЙВ
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4;
