Устройство для регулирования температуры

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в резинотехнической промышленности . Цель изобретения - повышение надежности и улучшение функциональных характеристик устройства для регулирования температуры, Устройство содержит нагреватель 2, охладитель 3, датчик 5 температуры , установленный на объекте 1 регулирования температуры, регулятор температуры 6, выход которого соединен через 18- -..

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 05 0 23/19

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГоспАтент сссР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4896191/24 (22) 25.12.90 (46) 23.03.93. Бюл. N 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт резинотехнического машиностроения (72) Е,Ф.Колесников и А.А.Казанцев (73) Всесоюзный научно-исследовательский институт резинотехнического машиностроения (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1492346, кл. G 05 D 23/19, 1987.

Авторское свидетельство СССР

N 1756866, кл, G 05 0 23/19, 1991.

„„5LI 1804643 А3 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в резинотехнической промышленности. Цель изобретения — повышение надежности и улучшение функциональных характеристик устройства для регулирования температуры, Устройство содержит нагреватель 2, охладитель 3, датчик 5 температуры, установленный на объекте 1 регулирования температуры, регулятор температуры 6, выход которого соединен через

1804643

20

40 первый 7 исполнительный элемент с управляющим входом нагревателя 2 и через второй 8 исполнительный элемент — с управляющими входами первого 4, треххо дового клапан и запорного. клапана 9, первый 10 и второй 11 пневматические мембранные пульсаторы, обратные клапаны

12-15 соединенные между собой по схеме четырехплечего моста, первая "а" и третья

"в" противоположные вершины которого соединены с гидравлическими полостями "А" соответственно первого и второго пульсаторов, вторая "б" вершина моста соединена

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано при производстве шприцованных изделий на предприятиях резинотехнической промышленности.

Цель изобретения — повышение надежности устройства, а также улучшение его функциональных характеристик за счет увеличения интенсивности циркуляции тепло-. носителя.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее регулятор температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры объекта, а выход регулятора температуры соединен через первый исполнительный элемент q управляющим входом нагревателя и через второй исполнительный элемент — с управляющим входом первого трехходового клапана, первый пневматический мембранный пульсатор, полость управления которого соединена через второй трехходовой клайан с источником сжатого газа, и генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены через третий и четвертый исполнительные — элементы с управляющими входами второго . и третьего трехходовых клапанов, а также буферную емкость, которая соединена с объектом, содержит второй пневматический мембранный пульсатор, управляющая полость которого соединена через третий трехходовай клапан с источником сжатого газа, и четыре обратных клапана, соединенных между собой по схеме четырехплечего моста, первая и третья противоположные вершины которого соединены с гидравлическими полостями соответственного первого и второго пневматических мембранных пульсаторов, вторая вершина соединена через первый трехходовой клапан с нагревачерез клапан 4 с нагревателем и охладителем, а четвертая "г" вершина — с буферной емкостью 16, генератор 17 тактовых импульсов, один выход которого соединен через третий 18 исполнительный элемент с управляющим входом второго 20 трехходового клапана, а другой выход соединен через четвертый 19 исполнительный элемент с управляющим входом третьего 21 трехходового клапана. Клапаны 20 и 21 соединяют полости "В" управления первого 10 и второго 11 пульсаторов с источником сжатого газа. 1 ил. телем и охладителем, которые соединены с объектом, а противоположная второй — четвертая вершина четырехплечего моста соединена с буферной емкостью.

На чертеже представлено устройство для регулирования температуры.

Устройство для регулирования температуры объекта 1 содержит нагреватель 2, выпол:ненный, например, в виде теплообменника с электронагревателями, охладитель 3, выполненный, например, в виде теплообменника со змеевиком. Для переключения потока теплоносителя служит первый трехходовой переключающий клапан 4, В объекте 1 установлен датчик температуры 5, который подключен на вход регулятора температуры 6. Выход регулятора температуры 6 через первый исполнительный элемент 7 соединен с управляющим входом нагревателя 2 и через второй исполнительный элемент 8 соединен с управляющим входом первого трехходового клапана 4 и управляющим входом запорного клапана 9, осуществляющим подачу хладагента в охладитель 3

Для осуществления перемещения теплоносителя служит первый 10 и второй 11 пневматические мембранные пульсаторы, каждый из которых имеет гидравлическую полость "А" и полость управления (пневматическую полость) "В", разделенные герметичной мембраной "С". Для управления потоком теплоносителя служат обратные клапаны 12, 13, 14 и 15, соединенные между собой по схеме четырехплечего моста с первой "а", второй "б", третьей "в" и четвертой

"r" вершинами. При этом первая "а" и третья противоположная "в" вершины четырехпле-. чего моста соединены с гидравлическими полостями "А" соответственно первого 10 и

1804643

10

25

55 второго 11 пневматических мембранных пульсаторов, Вторая "б" вершина четырехплечего моста соединена через первый 4 трехходовой клапан с нагревателем 2 и охладителем 3, которые соединены с обьектом

1, Четвертая "г" вершина четырехплечего моста соединена с буферной емкостью 16.

Для управления работой пневматических мембранных пульсаторов 10 и 11 служит генератор тактовых импульсов 17, один вы- ход которого через третий 18 исполнительный элемент соединен с управляющим входом второго трехходового клапана. а другой выход через четвертый 19 исполнительный элемент соединен с управляющим входом третьего 21 трехходового клапана.

Второй 20 и третий 21 трехходовые клапаны соединяют полости управления "В" соответственно первого 10 и второго 11 пневмати ческих мембранных пульсаторов с источником сжатого газа.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении вся система трубопроводов, соединяющих элементы устройства, и сами элементы. включая тидравлические полости пульсаторов, заполнены теплоносителем, Мембраны "С" первого 10 и второго 11 пульсаторов занимают среднее положение, так как полости управления "В" этих пульсаторов соответственно через второй 20 и третий 21 треходовые клапаны соединены с атмосферой, Генератор тактовых импульсов 17 поочередно с заданным интервалом времени включает второй 20 и третий 21 трехходовые клапаны, которые поочередно подают сжатый газ в полости управления "В" пульсаторов 10 и 11. Так при подаче сжатого газа в полость управления "В" первого 10 пульса-тора, мембрана "С", преодолевая усилие пружины (на чертеже показана, но не указана позиция), перемещается вверх, вытесняя из гидравлической полости "А" теплоноситель. Теплоноситель начинает движение по следующему контуру; полость "А" первого пульсатора 10 — первая вершина "а" — обрат ный клапан 12 — вторая вершина "б" — первый трехходовой клапан 4 — нагреватель 2— объект 1 — буферная емкость 16, Если температура объекта 1, измеренная с помощью датчика температуры 5, выход которого соединен с входом регулятора температуры 6, ниже заданной, то регулятор температуры 6 через первый исполнительный элемент 7 включит нагреватель 2, Теплоноситель нагревается и, попадая в обьект 1, передает ему тепло.

Через заданный интервал времени генератор тактовых импульсов 17 отключает второй трехходовой клапан 20 и включает третий трехходовой клапан 21, При этом сжатый газ, поступая в полость управления

"В" второго пневматического мембранного пульсатора 11, заставляет перемещаться мембрану "С" вверх и вытеснять теплоноситель иэ гидравлической полости "А". Теплоноситель начинает движение по следующему контуру; полость "А" второго пульсатора 11 — третья вершина "в" — обратный клапан 13 — вторая вершина "б" — первый трехходовой клапан 4 — нагреватель 2— объект 1 — буферная емкость 16. Если нагре- ватель 2 включен, то теплоноситель, проходя через нагреватель 2, нагревается и, попадая в обьект 1, отдает ему тепло, В момент отключения второго 20 и включения третьего 21 трехходовых клапанов, когда начинается движение теплоносителя от второго пульсатора 11 к буферной емкости 16, также начинается движение теплоносителя из буферной емкости 16 в гидравлическую полость "А" первого пульсатора 10, так как сжатый газ из полости управления "В" первого пульсатора 10 стравливается через второй трехходовой клапан 20 в атмосферу и мембрана "С" первого пульсатора 10 под действием прежде растянутой пружины начнет перемещаться из крайнего верхнего положения в среднее положение, Теплоноситель начинает движение по следующему контуру: буферная емкость 16 — четвертая вершина "r" — обратный клапан 15 — первая вершина "а" — полость

"А" первого пульсатора 10, Через заданный интервал времени генератор тактовых импульсов 17 отключает третий трехходовой клапан 21 и вновь включает второй трехходовой клапан 20. При этом вновь теплоноситель из гидравлической полости "А" первого пульсатора 10 будет перемещаться по контуру: полость "А" первого пульсатора 10 — первая вершина "а" — обратный клапан 12 — вторая вершина "б" — первый трехходовой клапан 4 — нагреватель 2 — объект 1 — буферная емкость 16, а из буферной емкости i6 теплоноситель будет перемещаться в гидравлическую полость "А" второго пульсатора 11 по контуру; буферная емкость 16 — четвертая вершина

"г" — обратный клапан 14 — третья вершина

"в" — гидравлическая полость "А" второго пульсатора 11, Таким образом, пульсаторы 10 и 11 поочередно подают в объект 1 порции нагретого в нагревателе 2 теплоносителя. При этом, если один пульсатор вытесняет теплоноситель из своей гидравлической полости, то в это же время другой пульсатор заполня1804643

Составитель Е,КОлесников

Техред M., Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор Т.Куркова

Заказ 1079 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 ет теплоносителем свою гидравлическую

ПОЛОСТЬ.

ДО тех пор пока температура в обьекте

1 будет меньше заданной, до тех пор будет включен нагреватель 2 и теплоноситель, проходя нагреватель 2, будет нагревать объект 1. Как только температура объекта 1 станет равной заданному значению, регулятор температуры 6 отключит нагреватель 2 и теплоноситель будет циркулировать с достигнутой температурой. В дальнейшем процесс регулированйя температуры объекта 1 будет осуществляться путем включения и отключения нагревателя 2.

Если же температура в обьекте 1 поднимется выше заданной, то регулятор температуры 6 через второй исполнительный элемент 8 переключит первый трехходовой клапан 4 и откроет запорный клапан 9, подающий хладоагент в змеевик охладителя 3.

Так как пневматические пульсаторы 10 и 11 постоянно находятся в работе, то есть периодически вытесняют из своих гидравлических полостей определенные порции теплоносителя, то при переключенном первом клапане 4 в один такт теплоноситель движется по контуру: гидравлическая полость "А" первого пульсатора 10 — первая вершина "а" — обратный клапан 12 — вторая вершина "б" — первый трехходовой клапан

4 — охладитель 3 — объект 1 — буферная емкость 16, а в другой такт по контуру; гидравлическая полость "А" второго пульсатора 11 — третья вершина "в" — обратный клапан 13 — вторая вершина "б" — первый трехходовой клапан 4 — охладитель 3 - объект 1 — буферная емкость 16, В это же время из буферной емкости 16 теплоноситель будет периодически возвращаться в гидравлические полости пульсаторов так же как и при разогреве объекта 1.

Теплоноситель, проходя через охлади тель 3, охлаждается в нем и, попадая в Объект 1, охлаждает его. Процесс охлаждения будет происходить до тех пор пока температура объекта 1 не уменьшится до значения, при котором регулятор температуры 6 не отключит запорный клапан 9 подачи хладоагента и не переключит первый трехходовой клапан 4, В дальнейшем регулирование темпера5 туры объекта будет осуществляться путем переключения потока теплоносителя с по.мощью первого трехходового клапана 4, Формула изобретения

Устройство для регулирования темпера10 туры, содержащее регулятор температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры объекта, а выход регулятора температуры соединен через первый исполнительный элемент с управляющим входом

15 нагревателя, и через второй исполнительный элемент — с управляющим входом первого трехходового клапана, первый пневматический мембранный пульсатор. полость управления которого соединена че20 рез второй трехходовой клапан с источником сжатого газа, и генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены через третий и четвертый исполйительные элементы с управляющими входами второго

25 и третьего трехходовых клапанов, а также буферную емкость, .которая соединена с обьектом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства и улучшения его функциональных характери30 стик за счет повышения интенсивности циркуляции теплоносителя, устройство содержит второй пневматический мембранный пульсатор, управляющая полость которого соединена через треТий трехходовой

35 клапан с источником сжатого газа, и четыре обратных клапана, соединенных между собой по схеме четырехплечего моста, первая и третья противоположные вершины которого соединены с гидравлическими поло40 стями соответственно первого и второго пневматических мембранных пульсаторов, вторая eeptvwa соединена через первый трехходовой клапан с нагревателем и охладителем, который соединен с обьектом, а

45 противоположная второй, четвертая, вершина четырехплечего моста соединена с буферной емкостью.