Регулятор с использованием тепловой энергии

 

Изобретение является регулятором и относится к автоматическому регулированию. Изобретение может использоваться в теплоэнергетике . Цель изобретения - улучшение функциональных характеристик регулятора с использованием тепловой энергии за счет повышения его устойчивости и быстродействия. Регулятор содержит основной 3 и дополнительный 7 кондукторы, контактно связанные с тепловой шиной 6 и противоположными торцами параллелепипедов , образующих газовые камеры 4 и 5, которые сообщены с сильфонами 16 и 17. Подвижные основания сильфонов связаны со штоком 20 исполнительного механизма, связанного с источником тепловой энергии. Кондуктор 3 связан с измерителем 11 регулируемого параметра, а кондуктор 7 связан через шток 8 и рычаг 42 с рейкой 38. Шток 20 исполнительного механизма связан через собачку 21с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения штока во вращательное, выходной вал 29 которого связан через механизм преобразования вращательного движения в линейное с регулирующим органом и рейкой 38. 3 ил, сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ и (61) 1619228 (21) 4467569/24 (22) 29.07,88 (46) 07.02,92. Бюл, N 5 (71) Киевский политехнический институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) B.À.Åðîøåíêî и А.В.Бовдилова (53) 621.555 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1619228, кл. G 05 В 11/00. 31.12.87. (54) РЕГУЛЯТОР С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ (57) Изобретение является регулятором и относится к автоматическому регулированию.

Изобретение может использоваться в теплоэнергетике, Цель изобретения — улучшение функциональных характеристик регулятора с использованием тепловой энергии за счет повышения его устойчиво„„5U 1711128 А2 (я)5 G 05 D 23/00, G 05 В 11/00 сти и быстродействия. Регулятор содержит основной 3 и дополнительный 7 кондукторы, контактно связанные с тепловой шиной 6 и противоположными торцами параллелепипедов, образующих газовые камеры 4 и 5, которые сообщены с сильфонами 16 и 17.

Подвижные основания сильфонов связаны со штоком 20 исполнительного механизма, связанного с источником тепловой энергии.

Кондуктор 3 связан с измерителем 11 регулируемого параметра, а кондуктор 7 связан через шток 8 и рычаг 42 с рейкой 38. Шток

20 исполнительного механизма связан через собачку 21 с механизмом преобразования возвратно-поступательного движения штока во вращательное, выходной вал 29 которого связан через механизм преобразования вращательного движения в линейное с регулирующим органом и рейкой 38. 3 ил.

1711128

25

35

55

Изобретение относится к автоматическому регулированию, может использоваться в теплоэнергетике и является усовершенствованием изобретения по авт.св. N 1619228.

Цель изобретения — улучшение функциональных характеристик регулятора.

На фиг,1 показан регулятор, общий вид; на фиг.2 — исполнительный механизм; на фиг.3 — структурная схема регулятора.

Регулятор содержит входное звено с измерителем 1 регулируемого параметра, связанным через теплоизолированный стержень 2 с кондуктором 3 звена сравнения, который контактно связан с торцами двух параллелепипедов, образующих одинаковые и прилегающие друг к другу замкнутые газовые камеры 4 и 5, причем основания и сопряженные поверхности параллелепипедов покрыты теплоизоляцией.

Кондуктор 3 контактно связан также с тепловой шиной 6, а между противоположными торцами параллелепипедов и тепловой шиной расположен дополнительный кондуктор

7, закрепленный на теплоизолированном штоке 8. Внешние поверхности шины 6 покрыты теплоизоляцией 9, свободные поверхности кондукторов 3 и 7 также покрыты теплоизоляцией. Камеры 4 и 5 закреплены на вертикальной платформе 10, которая снабжена указателем 11 величины Хзд задания регулируемого параметра, связанным со шкалой 12, Шина 6 закреплена на опорном элементе 13 корпуса регулятора. Газовые полости камер 4 и 5 сообщены через гибкие каналы 14 и 15 с исполнительными сильфонами 16 и 17, неподвижные основания которых закреплены на опорных элементах 18 и 19 корпуса регулятора, а подвижные основания связаны с гибким штоком 20 исполнительного механизма (ИМ), взаимодействующим с механизмом преобразования возвратно-поступател ьногодвижения во вращательное, содержащим собачку 21, храповые колеса 22 и 23, ведущие шестерни 24 и 25, ведомую шестерню

26, валы 27 и 28 вращения и выхоцной вал

29, связанный с механизмом преобразования вращательного движения в линейное. включающим ведущее зубчатое колесо 30, подпятник 31, поворотную серьгу 32, закрепленную на выступе вала 29 после подпятника, причем противоположный конец серьги 32 снабжен отверстием с осью 33 ведомого зубчатого колеса 34. Ведущее 30 и ведомое 34 зубчатые колеса снабжены соответственно ведущим 35 и ведомым 36 шкивами, связанными гибкой передачей 37.

Колесо 34 входит в зацепление с рейкой 38 звена жесткой обратной связи. Колесо 30 через выходную рейку 39 связано с регулирующим органом 40 в трубопроводе 41. Звено жесткой обратной связи содержит рычаг

42, установленный на опоре 43 с возможностью перестановки опоры вдоль паза рычага

42, левый конец которого связан со штоком

8 кондуктора 7, а правый конец — с рейкой

38.

Исполнительный механизм содержит (фиг,2) стержень 44 с покрытой теплоизоляцией боковой поверхностью 45 и торцом 46.

Стержень 44 связан через шину 47 с источником тепловой энергии q<>. Цилиндрическая камера 48 исполнительного механизма закреплена на основании 49, снабжена ребрами 50 охлаждения и связана нижним торцом с сильфоном 51. Камера 48 с сильфоном 51 частично заполнена жидкостью 52, в объеме 53 над которой находится паровоздушная смесь. Стержень 44 фиксируется в вертикальном положении в камере 48 с помощью муфты 54 и упорного винта 55. В нижней части 56 камеры 48 размещен гибкий шток 20, скрепленный с подви>кным основанием сильфона 51, а внутри сильфона на его подвижном основании закреплена (припаяна, приклеена) вставка 57 постоянного объема, Нижний торец камеры 48 выполнен в виде гайки 58, а между гайкой и сильфоном 51 размещена пружина 59.

Во входное звено 60 (фиг.3) поступают сигналы Х текущего значения регулируемого параметра, Хзл задания и Xr>,<, обратной связи, К выходу звена 60 подключено звено 61 сравнения, связанное с исполнительным механизмом 62, который связан с входным звеном 60 через звено 63 жесткой обратной связи.

Регулятор работает следующим образом.

С помощью муфты 54 и винта 55 устанавливают требуемую величину заглубления h стержня 44 в жидкость 52, задавая тем самым частоту возвратно-поступательного движения штока 20, т.е, быстродействие исполнительного механизма. Тепло от источника тепловой энергии передается стержню 44 и через его торец 46 жидкости

52, что приводит к ее испарению и увеличению давления пара над жидкостью, а следовательно, к опусканию уровня жидкости и подвижного or. нования сильфона 51, а также штока 20. Поскольку пар прогревается интенсивно лишь вблизи поверхности жидкости и торца 46 стержня 44, то увеличение объема 53 паровоздушной смеси вызывает конденсацию пара в основной части этого обьема. Давление пара снижается и сильфон 51 под действием пружины 59 сжимается, возвращая шток 20 в исходное

1711128

50 положение. Уровень жидкости восстанавливается, обеспечивая ее контакт с торцом 46 стержня 44, после чего цикл повторяется, Перемещение вставки 57 обеспечивает прямую зависимость между заглублением h стержня 44 в жидкости 52 и сжатием пружины 59, усилие которой регулируется вращением гайки 58, что позволяет точно задать требуемую частоту движения штока 20. Чем больше величина заглубления стержня 44, тем больше период возвратно-поступательного движения штока 20 и тем меньше частота этого движения.

В состоянии равновесия кондукторы 3 и

7 находятся в среднем положении по отношению к торцам параллелепипедов — газовых камер 4 и 5, что имеет место при одинаковой температуре газа в камерах.

При этом шток 20 находится в среднем положении между сильфонами 16 и 17, à собачка 21 не входит в зацепление ни с одним из колес 22 или 23. При отклонении регулируемого параметра от заданного значения в зависимости от знака рассогласования стержень 2 перемещается вверх или вниз, увлекая за собой кондуктор 3, что вызывает повышение температуры в той из камер, площадь контакта которой с кондуктором 3 больше, При этом увеличивается объем связанного с этой камерой сильфона (16 или

17), а его подвижное основание перемещает шток 20 из нейтрального положения, и собачка 21 входит в зацепление с соответствующим из колес 22 или 23, что приводит в действие механизм преобразования возвратно-поступател ьного движения штока 20 во вращательное движение одного из этих колес, Это вращение передается через шестерню 24 или 25 ведомой шестерне 26, которая, таким образом, в зависимости от знака рассогласования поворачивается в ту или иную сторону, приводя в действие механизм преобразования вращательного движения в линейное перемещение рейки

38, связанной через рычаг 42 со штоком 8 кондуктора 7, а также рейки 39, связанной с

5 регулирующим органом 40, изменяя его положение в соответствии с сигналом Х ых.

Одновременно по сигналу обратной связи

Х«шток 8 перемещает кондуктор 7 в сторону той камеры, температура газа в которой мень10 ше, уменьшая тем самым разницу температур в камерах 4 и 5, что приводит к возврату штока

20 в исходное положение и выходу собачки 21 из зацепления. Угол поворота колес 22 и 23 соответствует числу возвратно-поступатель15 ных движений штока 20.

Переставляя опору 43 вдоль рычага 42, можно изменять передаточное отношение рычага и тем самым коэффициент усиления по сигналу обратной связи. Соответственно

20 изменяется и быстродействие регулятора, Формула изобретения

Регулятор с использованием тепловой

25 энергии по авт.св. N -1619228,,о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения функциональных характеристик регулятора путем повышения его устойчивости и быстродействия, тепловая шина подведена

30 к торцам параллелепипедов со стороны, противоположной кондуктору, а между э- ими торцами и тепловой шиной размещен дополнительный кондуктор, теплоизолированный шток которого связан через рычаг с

35 рейкой, причем рычаг установлен на опоре с возмо кностью ее перестановки вдоль рычага, свободные поверхности кондукторов покрыты теплоизоляцией, а выходной вал связан с регулирующим органом через ведущее зубчатое

40 колесо механизма преобразования вращательного движения в линейное, ведомое зубчатое колесо которого связано с рейкой.

1711128

1711128

30

40

50

Составитель А,Габрильянц

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор И.Шмакова

Заказ 339 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101