Пневматический регулятор с ограничениями выходного сигнала

 

Изобретение относится к приборостроению , а именно к пневматическим устройствам регулирования технологических процессов. Целью изобретения является повышение удобства эксплуатации и упрощение конструкции регулятора. Это достигается тем, что в предлагаемом регуляторе дополнительно установлены два постоянных дросселя 11 и 12, одномембранный повторитель 6 без сдвига и одномембранный повторитель 10 выходного сигнала регулятора с отрицательным сдвигом. 2-й задатчик 8. Выход повторителя 10 соединен с проточной камерой повторителя без сдвига , управляющая камера которого подключена к выходу задатчика верхнего уровня ограничения, а сопло повторителя черед первый постоянный дроссель соединено с емкостью. Проточная камера первого повторителя со сдвигом через второй постоянный дроссель подключена к выходу задатчика нижнего уровня ограничения, а управляющие камеры первого и второго повторителей со сдвигом соединены с выходным каналом регулятора. Пневматический регулятор с ограничениями выходного сигнала может найти широкое применение в химической, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности , где необходимо регулировать технологические параметры. 1 ил. « ;Ј

„„5U„„1753453 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 05 В 11/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 .-;: .:.;..:. : ..2 (21) 4806865/24;;: повторитель 6 беэ сдвига и одномембран(22) 27,03.90 .: ный повторитель 10 выходного сигнала ре(46) 07.08.92, Бюл. М 29 : гулятора -с отриЦательным сдвигом, 2-й (71) Тульский политехнический институт . эадатчик 8. Выход повторителя 10 соединен (72) В.И.Баженов, А.A.Ãoâîðoâ, В.В.Подсе- с проточной камерой повторйтеля беэ сдвивалов, Н,Н.Сергиенко, А.А.Фролов и .. га, управляющая камера которого подклюЛ.П.Шершнев чена к выходу задатчика верхнего уровня (56)Авторскоесвидетельство СССР . ограничения, а сопло повторителя через

М 531131, кл, G 05 В 11/50, 1976.. первый постоянный дроссель соединено с

Авторское свйдетельство СССР емкостью. Проточная камера первого повтоМ 1087958, кл. G 05 В 11/50, 1984.. рителя со сдвигом через второй постоянный (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР С ОГ- дроссель подключена к выходу задатчика

РАНИЧЕНИЯМИ ВЫХОДНОГО СИГНАЛА нижнего уровня ограничения, а управляю(57) Изобретение относится к приборостро- щие камеры первого и второго повторитеению,аименнокпневматическимустройст- . лей со сдвигом соединены с выходным вам регулирования технологических " каналом регулятора. Пневматический регупроцессов, Целью изобретения является по- . лятор с ограничениями выходного сигнавышение удобства эксплуатации и упроще- ла может найти широкое применение в ние конструкции регулятора. Это химической, нефтехимической, мааинодостигается тем, что в предлагаемом регуля-, строительной и других отраслях промышторедополнительноустановленыдвапосто- . ленности, где необходимо регулировать. янных дросселя 11 и 12, одномембранный технологические параметры. 1 ил. Ы

° Ибббй

1753453

3 4

Изобретение относится к приборостро- На чертеже приведена принципиальная ению, а именно к пневматическим регулято- схема предлагаемого регулятора, рамсинтегральнойсоставляющейвзаконе Регулятор содержйт пропорциональ- . управления, с.ограничениями выходного ный блок 1, интегрирующий блок 2, выполсигнала и защитой от насыщения. 5 неннйй на основе сумматора 3, дросселя 4

Известны пневматические регуляторы с и емкости 5, одномембранный повторитель ограничениямивыхофйогосигнала исзащи- 6 без сдвига, два задатчика 7и 8 верхнего и ой от насыЩеййя, содержащие пропорцио- нижнего уровней бтраничения выходного нальные и ин1егральйые звеНья, два давлЕния Pgbix, ОДНОМЕМбранный -повториэлемента сравйения и два задатчика верх- 10 тель 9 с положительным сдвигом 6, одно-. него и нижнето уровней ограничения..- - мембраннйй повторитель 10 выходного

Недостатками этих регуляторов являют- сигнала Р8цх с отрицательным сдвигом Л,, ся сложность конструкции, а также низкая . первый постоянный дроссель11(ф 0;18мм) динамическая точность. В частности, огра- и второй постоянный дроссель 12 (ф 0,18 мм ничение выходного сигнала осуществляется 15 . или ф 0 32 м ) p .или ф, мм), входные каналы Рп Р и выход-. в колебательном реж ме, параметры кото- . ной канал Раы . В качестве повторителя б рого(амплитуда и частота) могут быть хуже без сдвига можйо использовать одномембдопустимых значений, Причиной этих коле- ; " раннйй повторитель со сдвигом. Равным ну- " баний является релейный режим работы : лю или повторител б элементов сравнения, кбторые -усложняют 20 герметичным узлом сопло -заслонка. также и конструкцию pery

Наиболее близким к предлагаемому яв-,. -:"; телей.со сдвйгом соединены с выходнымляется регулятор, содержащий свяэаннйе : каналом Psbix. Сопло повторителя 9 с поломежду собой и выходным канаем пропор- жителМ .ым сдвигом соединено с емкость циональный блок и интегрирующий" блок, 25 Б йн.щгри 1ующего блока 2 и через первый емкость которого связана с Солей первого .: jjjjgjaAнный дроссель 11 с соплом повториповторителя с положительным. сдвигом, 38-.. акяб без сдвига. Глухая (управляющая) калы, подключенные к прогщ щж налЬйому :й- к,.выходу заДатчика 7 верхнего уровня ограинтегрирующему блокам;..::::- - - .:""" ., ". ." 30 ничения Ре, а проточная камера повторитеНедостатками известйого. регулятора.."".:." ля 6 - к выходу повторителя 10 выходного являются неудобство его экс чуата йи и " ::::- сигнала Раь х с отрицательным сдвигом 5g . сложность конструкции узла заЩЙты бт на-"::. Проточная камера повторителя 9 через втосыщения и ограничения выходного сйгнала рой постоянный дроссель 12 подключена к (УЗ ). состав УЗН входят пятймембран- 35 выхгоду задатчика 8 нижнего уровня ограниный сумматор и второй повторитель с йолб-:- : чения Р ения н,; жительным сдвигом, ЗначителЬно-:.:::":. - Регулятор работает следующим обра" усложняющие его конструкцию. Настройки.- . верхнего и нижнего уровней выходного сиг- Предварительно а б редва ительно на одномембранных нала регулятора зависят от давления обще- 40""повторителях 9 и 10 устанавливаются соотго задатчика, что не позволяет подавать эти ветственно положи е А в тСтв нно положительный ъ и отрица- . уДовни ог внешних устройств или устанав-- : Teä нj!й Q сдв В д тельный " сдвиги, еличины этих сдвигов ливать их независимо друг от друга. При

РУ дру Р p ç,æ÷û бак максимальными (по абсолютэтом на двух повторителях п и."-.од ; я на- нои "вели" — ) страивать обязательно положительные 45 „-од pgg ной величине, при этом область нормальной работыфегулятора шире. На задатчиках

, значениЯ сдвигов, что тРУдна пРоконтРоли- 7 и 8 уста„ и устанавливаются выходные давления, ровать, Величины сдвигов получаются до- соответст е соответСтвенно равные: Р* = Р - ае, Р+ .=. вольно значительными, их сложно,. р + л д р ра — с о ве ственно нижРеализовать на стандаРтных 3llGMekTBx. - о еб емые овни ог аничеметого давлениеем остиинтегральной 50 ний и верхний т еб емые овни ог аничечасти поступает в глухую (управляющую) ка- * ния выходного давления е лято а Р+ меру одного поьторителя со сдвигом, из ко- *

Р*8 — выходные давления за атчиков и 7. торой довольно часто наблюдаются. утечки

Значения сдвигов Л; можно вы ать и воздуха,которые необходимо пер одиче- таким обРазом, чтобыдавле"иЯ задат"иков ски проверять итщательнымобразомустра- 55 Р к, Р*8 были Равны; в этом слУчае можно нять. Все это снижает удобство обоитись одним задатчиком вместо двУх, эксплуатации регулятора.

Повторители 6 и 9 в узле УЗН выполняют у ц е в м а и ч е с к и х и о о в, с о и л а к о а Ры ы, если выходнои сигнал Р ц тЬрых зак ыты, если вых конструкции регулятора, изменяется внутри заданного диапазона

1753453 (Рн Рв), т.е PH < Рвых < Рс. При этом регу- В отличие от известных регуляторов лятор работает в линейном режиме и рвали- процесс ограничения выходного сигнала не зует стандартный пропорционально- интег-. - сопровождается- автоколебаниями; так как ральный закон регулирования. - "- все элементы узла УЗН работаЮт практиче

5 ски в непрерывном режиме. Кроме того, для Действительно, если Рвых < Рв, то дав- УлУчшениЯ динаМики пРоцесса ограничениЯ ление в нижней камере повторителя 6, по- выходного сигнала установлейы со стороны ступающее с выхода повторителя 10 и большего давления в узлах сопло-заслонка равное Рвых- Ьв, меньше давления в верх- повторителей 6 и 9 первый 11 и второй 12 ней камере повторителя 6, поступающегоот 10 постоянные дроссели (ф 0,18 мм и О 0,32 задатчика7и равного Р*в= Р,— Ьв . Поэтому мм). Для типовой ПИ-части (регулятор сопло этого повторителя 6 закрыто . : .:-" : ПР3.31 системы "СТАРТ" ) второй постоянАналогично при условии Рвых > Рн со- - ный дроссель 12 можйо не устанавливать,. пло повторителя 9 также закрыто, так как: при этом динамика процесса ограничения суммарное давление пружины Л„и Рв х в 15 Рвых снизу (на уровне PH) не ухудшается. его верхней камере превышает давление : УзелУЗН реализуется напростыходноР*н = P„ЛН. (от задатчика 8) в его нижней:; мембранных повторителях, в то время как в камере. Таким образом, емкость 5 интег - известных Регуляторах используются сложрального звена отсечена от элементов Cxe-, ныемногомембранные(3-х и 5-ти) элементы мы УЗН закрытыми соплами повторителей 20 сравнения. В качестве повторителя 6 4ожно

6 g . ":.:::. использовать повторитель с герметичным

Если выходной сигнал p,„„, изменяясь, узлом сопло-заслонка более простой по констановится больше верхнего граничного": стРУкции, чем одномембРанный повтоРи-уровня р,,,то давление в нижней камере. "- тель со сдвигом, Равным" нУлю; Для повторителя 6 (Рвых — 5 ) больше давления 25 большого УпРощениЯ констРУкции УЗН (пРи в верхней камере (р - Ьв = Р, от задатчи-- необходимости) вместо двух задатчиков 7 и ка 7), и сопло этого повторителя 6 открыва-: -, 8 можно использовать один задатчик опоРетс.. Благодаря этому начинается ного давления Ро При этбмЪначения сдвиуменьшение (через постоянный дроссель"- гов выбираются из Условия Равенства

11) давления в емкости 5 и соответственно 30 давлениЯ задатчиков опорномУ давлению выходного сигнала Рвых до восстановления . Po: Р = A,= =Po ". Р" = Р" + + = Рв равенства Рвых =. Р,, . ОткУДа Ьв = Рв-Ро, и = Ро Рн. Давление

Если величина отрицательного сдвига.. емкостйинтегратораподключено толькоксоh, на повторителе 10 достаточно велика, то . плам геРметичных узлов сопло -заслонка выходной сигнал этого повторителя j0 до. 35 повторителей, что исключаетутечки воздуха статочно мал, поэтому давление из емкости из маломощного выходного канала интег,-,;

5 стравливается в выходную линию повто- . Ральной части регулятора (из емкости). рителя 10. При этом ограничение сверху на Таким образом, предлагаемый регуляуровне Рв выходного сигнала Р»х регулято- Tîð более удобен в эксплуатации и содер ра возможно до тех пор, пока не потребует- 40 жит более простой по конструкции узел ся уменьшить давление в емкости 5 ниже . защиты от насыщения(УЗН),чем в регулятоуровня P - h, ре-прототипе. При этом точность ограничеАналогично, при уменьшении выходйб- ниЯ выходного сигнала на заданных УровнЯх го сигнала Pâниже гРаничного УРовнЯ Рв . - не снижаетс . При астРой е пРедлагаемо. давление в проточной камере повторителя 45 ro регулятора предоставляются более широ9 (рв+ Д, = Р*, от задатчика 8) больше-- кие возможности: верхнийи нижйийуровни ". суммарного давления р, и пружины Д в: настРаиваютсЯ независимо друг от друга;;. глухой камере, и сопло этого повторителя 9 . для настройки используются задатчики да открывается. В результате давление в емко- лвниЯ, выходные сигналы котоРых пРи необ50 ходимости легко проконтролировать или и сигнал Рвых на выходе регулятора увеличиваются до выполнения условия- "::- ..

P P. Регулятор выполнен на серийно выпувых н.

При этом давление в емкости 5 увеличи- вается за счет выходного давления задатчи. ка 8, поэтому ограничение снизу на УФОВН6 55 Пневматический ре улятор с ограничер выходного сигнала регулятора возможнО-:... . виями выходного сигнала, содержащий свян до тех пор, пока не потребуется увеличивать давление в емкости 5 выше ур©вня блок и интегРиРУащий блок, е кость котоР + .. - рого связана с соколом одномембранного

Рн+ " ;.

1753453

\ 1

Составитель И.Яковенко

Редактор И.Шмакова Техред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец

Заказ 2768 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

7 8 повторителя с положительным сдвигом, вто- повторителя с отрицательным сдвигом. прирой одномембрайный повторитель со сдви- чем его выход соединен с проточной камегом, а также первый эадатчик и входные рой повторителя без.сдвига, управляющая каналы. подключенные кпропорфюнальному камера которого подключейа к выходу пери интегрирующему блокам, а также выходной 5 вого эадатчика,-а сопло повторителя без канал, подключеннйй к пропорциональному сдвига ч ереэ первый постоянный блоку, отличающий с я тем, mо, С:целью дроссель "соединено с ем к ост ью. проповышения удобства в эксплуатвЦии й"уйро- точная камера повторителя С положйтельщения конструкции, в нем установленыдва ныл сдвитом через второй постоянный:

AocToAHHblxдросселя, одномембраййый по- 10 дросСель подключена к выходу второго завторитель беэ сдвига, второй задатчик; а датчика, а-управляющие камеры повторитевторой одномембранный повторитель со лей со сдвигом соединены с выходным сдвигом выполнен в виде одномембранного . каналом регулятора,