Пневматический газосигнализатор

 

О П И С А Н И Е (и) 517898

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со ее йоеетскик

Социалистическик

Республик (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04.74 (21) 2013661/24 с присоединением заявки Хе (23) Приоритет (51) М. Кл. б 06G5/00

G 01N 15/00

G 01N 9/26

Государственный комитет

Совета Министров СССР

Опубликовано 15.06.76. Бюллетень Ме 22 (53) УДК 621-525(088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 06.09.76 (72) Авторы изобретения

М. В. Бялко, Е. В. Кирко, P. Ш. Перловский и B. Ю. Рыжнев (71) Заявитель (54) П Н ЕВМАТИЧ ЕСКИ Й ГАЗОСИ ГНАЛ ИЗАТОР

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и предназначено для использования в системах автоматического регулирования и контроля, а также в системах защиты установок и цехов при получении информа- 5 ции о наличии опасных примесей в воздухе производственных помещений.

Известны пневматические газосигнализаторы, содержащие струйный чувствительный элемент, внутренняя полость которого соеди- 10 иена с узлом формирования разрежения, вход — с коммутирующим элементом, к которому подключены входные каналы, а выход — с элементом сравнения, генератор колебаний, элементы задержки, клапаны, пере- 15 ключатели, задатчик давления элемента сравнения и выходное реле.

Известные сигнализаторы имеют недостаточно высокие метрологические характеристики. Ограниченная чувствительность обус- 20 ловлена тем, что в случае использования струйных чувствительных элементов с наиболее крутой статической характеристикой, т. е. с наибольшей чувствительностью к наличию примесей в воздухе, действие отрицательной 25 обратной связи в режиме коррекции приводит и возникновению колебаний на выходе элемента сравнения, а следовательно, к неустойчивой работе сигнализатора и к возникновению ложных его срабатываний. Наличие низ- 30 вестном сигнализаторе (в элементе задержки — звене «дроссель — емкость») переменной части емкости, определяющей величину сигнализируемой прибором концентрации, ограничивает точность настройки сигнализатора, так как, чем меньше величина определяемой концентрации, тем меньше отношение переменной и постоянной составляющих частей емкости и тем значительней сказывается на точности работы любое отклонение в величине переменной составляющей.

Недостаток известного сигнализатора, снижающий ресурс работ, вызван тем, что отношение времени выдачи сигналов «1» и «О» на выходе генератора колебаний (скважность его работы) не превышает 1: 10. В связи с этим коррекция сигнализатора, продолжающаяся 5 — 7 с, повторяется каждую минуту, хотя по условиям эксплуатации частота подстроек может быть значительно снижена.

С целью улучшения метрологических характеристик и повышения ресурса работы сигнализатора в нем установлены делители давления, импульсатор и сумматор, подключенный своим выходом к каналу питания узла формирования разрежения. Входы сумматора соединены соответственно с внутренней полостью струйного чувствительного элемента со средней точкой делителя давления, вход которого подключен к задатчику элемента

517898 сравнения, и через клапан — с выходом первого элемейта задержки, управляющий вход последнего связан с выходом импульсатора, к которому подключены управляющие входы коммутирующего элемента, первого переключателя, установленного на входе в первый элемент задержки первого клапана, через который средняя точка делителя давления связана с атмосферой, и вход второго элемента задержки, соединенного с управляющим входом второго переключателя, установленного на выходе элемента сравнения, причем в уггравляющем канале импульсатора установлен второй клапан, вход которого подключен к выходу элемента сравнения через второй переключатель, выход которого связан с выходным реле.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого газосигнализатора; на фиг. 2 — циклограмма его работы.

Предлагаемый газосигнализатор содержит коммутирующий элемент 1, чувствительный элемент 2, элемент 3 сравнения, переключатель 4, выходное реле 5, задатчик 6, делитель

7 давления, элемент 8 задержки, клапаны 9 и

10, импульсатор 11, узел 12, задатчик 13, сумматор 14, клапан 15, элемент 16 задержки, переключатель 17, Р, — разрежение на выходе чувствительного элемента, P> — постоянное давление задания на входе в элемент сравнения, P> — давление на выходе элемента сравнения, P4 — разрежение в корпусе чувствительного элемента, Р— давление задания на входе в сумматор, Р, — постоянное давление задания на входе в элемент задержки, Р„,„— выходной сигнал прибора.

Вход струйного чувствительного элемента 2 соединен с выходом коммутирующего элемента 1, к входам последнего подведены входные каналы подачи анализируемого и эталонного газов. Выход чувствительного элемента 1 соединен с входом элемента 3 сравнения, на другой вход которого заведено постоянное давление задания Р через задатчик 6. Это же давление подается на вход делителя 7 давлений, состоящего соответственно из переменного и постоянного пневматических сопротивлений Р, и Р2. Выход элемента 3 сравнения через переключатель 4 соединен с управляющими входами либо выходного реле 5, либо нормально закрытого клапана 9, установленного в линии управления импульсатором 11. Внутренняя полость чувствительного элемента 2 связана с узлом !2 формирования разрежения и с одним из входом сумматора

14 давлений, к другим входам которого подсоединены средняя точка делителя 7 давлений и через клапан 15 выход элемента 16 задержки. На вход последнего через переключатель 17 подается давление питания или постоянное давление задания Р6 через задатчик

13. Выход сумматора 14 связан с узлом 12 формирования разрежения, состоящим, например, из эжектора с усилителем мощности ч канале питания. Выход импульсатора 11

15 связан с управляющими входами коммутирующего элемента 1, переключателей 4 и 17 и клапанов 10 и 15, причем с переключателем 4 он связан через элемент 8 задержки, выполненный, например, в виде регулируемого дросселя. Через клапан 10 осуществляется связь средней точки делителя 7 давления с атмосферой.

Сигнализатор работает следующим образом.

С помощью сумматора 14 через узел 12 формирования разрежения во внутренней полости чувствительного элемента 2 автоматически поддерживается разрежение Р4, по величине равное разности давлений (Р— кР2), где Й=

R2

Rl R2

При появлении в момент времени1 (фиг.2) на выходе импульсатора 11 сигнала «!» коммутирующий элемент 1 соединяет вход чувствительного элемента 2 с линией подачи эталонного газа (ЭГ), клапан 10 — среднюю точку делителя 7 с атмосферой (давление кР2 ста25 новится равным нулю), клапан 15 — входсумматора 14 с выходом элемента 16 задержки, а переключатель 17 — вход этого элемента с давлением питания. Давление Р в этот момент равно давлению Р,, установившемуся к этому времени на выходе элемента 16 задержки, таким образом и разрежение P также равно давлению Р6.

Переключатель 4 изменяет свое положение не в момент времени 1ь а в момент (tr+Ì), где величина И определяется настройкой элемента 8 задержки, при этом переключатель 4 отключает элемент 3 сравнения от выходного реле 5 и подключает его к управляющему выходу клапана 9.

40 С течением времени давление Р увеличивается (скорость нарастания определяется настройкой элемента 16 задержки), вместе с ним увеличивается разрежение Р, чувствительного элемента 2 (падает абсолютное дав45 ление), а следовательно увеличивается разрежение Р на его выходе.

В момент 1, когда абсолютное давление на выходе чувствительного элемента 2 (Р„„,— Р ) резко падает за счет, например, турбулиза50 ции питающей струи, величина разрежения Р> становится больше давления задания Р, и на выходе элемента 3 сравнения появляется давление Рэ, открывающее клапан 9, в результате чего за счет подачи давления питания на

55 управляющий вход импульсатора 11 выход последнего переводится в положение «О».

Коммутирующий элемент 1, переключатель 17 и клапаны 1О и 15 занимают первоначальное положение; давление Р, запоминается, разре60 жение Р, становится меньше давления Р на величину кР2, разрежение Р> на выходе чувствительного элемента 2 уменьшается (абсолютное давление увеличивается) и становится меньшим давления Р2, вследствиечегодав65 ление Р, на выходе элемента 3 становится

517898 внутренняя полость корпуса которого соединена с узлом формирования разрежения, вход — с коммутирующим элементом, к которому подключены входные каналы, а выход— с элементом сравнения, элеме ITbI задержки, клапаны, переключатели, задатчик давления элемента сравнения и выходное реле, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик и повышения ресурса работы сигнализатора, в нем установлены делитель давления, импульсатор и сумматор, подключенный своим выходом к каналу питания узла формирования разрежения, причем входы сумматора соединены соответственно с внутренней полостью струйного чувствительного элемента со средней точкой делителя давления, вход которого подключен к задатчику давления элемента сравнения, и с выходом первого элемента задержки через клапан, управляющий вход последнего связан с выходом импульсатора, к которому подключены управляющие входы коммутирующего элемента, первого переключателя, установленного на входе в первый элемент задержки, первого клапана, через который средняя точка делителя давления связана с атмосферой, и вход второго элемента задержки, соединенного с управляющим входом второго переключателя, установленного на выходе элемента сравнения, причем в управляющем канале импульсатора установлен второй клапан, вход которого подключен к выходу элемента сравнения через второй переключатель, выход которого связан с выходным реле

Формула изобретения

Пневматический газосигнализатор, содержащий струйный чувствительный элемент, 77 равным «0», клапан 9 запирается, импульсатор 11 запускается на новый цикл и через заданное время Т выдает на своем выходе сигнал «1», после чего цикл подстройки сигнализатора повторяестя. 5

Переключатель 4 возвращается в первоначальное положение в момент (tg+At), т. е. тогда, когда на выходе элемента 3 уже установился сигнал «0», поэтому ложного срабатывания выходного реле 5 не происходит. Эта 10 же задержка защищает сигнализатор от ложного окончания цикла подстройки, если последняя начинается при наличии на выходе сигнализатора сигнала опасности.

Если же во время цикла измерения, время 15 которого T=tб — t2, в анализируемом газе появляется опасная концентрация, например в момент 4, то появившееся на выходе элемента 3 сравнения давление Р, вызывает срабатывание реле 5, и на выходе сигнализатора появляется сигнал опасности (давление (Р,„„-). При исчезновении опасной концентрации, например в момент t4, сигнал опасности исчезает. Минимальная величина сигнализируемой опасной концентрации задается величиной kP> и может быть сколько угодно малой.

Таким образом, предлагаемый газосигнализатор позволяет повысить точность задания уставки за счет использования делителя, а также увеличить ресурс работы благодаря выключению подстройки по мере необходимости, а не по времени, как это делается в известных устройствах.

517898

9 ласа лор

ЯЩ Р,27 /Р ялемгюл

77

4 тЗ

Составитель В. Фролов

Техред Т. Курилко

Редактор T. Янова

Корректор М. Лейзерман

Заказ 1693/5 Изд. № 1504 Тираж 864 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2