Устройство для регулирования температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е () в4звгв изоь етИНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.12.74 (21) 2082645/24 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25.01.77.Бюллетень ¹ (45} Дата опубликования описания 11.05.77 (51) М. Кл Са 05 D 23/1 9

Государственный номитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК

62 1-5 55. 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р. Г. Сабашвили, И. А. Заморин, А. А. Зыков и В. П. Доронин

Всесоюзный сельскохозяйственный институт заочного образования (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится к электронным регулирующим устройствам неэлектрических величин при помощи электрических импульсов и может быть применено для автоматического регулирования температуры воздуха и почвы в экспериментальных камерах микроклимата.

Известно устройство автоматического регулирования температуры воздуха, содержащее датчик температуры, блок управления IO (электронный регулятор), шкаф управления, силовой шкаф и электромагнитные вентили (lj, Электромагнитные клапаны отопительновентиляционного агрегата находятся во включенном состоянии в течении всего времени, l5 которое необходимо для изменения теплового баланса объекта регулирования, что вызывает бесполезный расход мощности электрического тока (необходимой для удержания рабочего органа в открытом состоянии), 20 рабочая обмотка клапана находится под напряжением, что ведет к ускоренному ее ста рению, возрастанию опасности электрического пробоя изоляции вследствие электрических потерь на нагрев проводов обмотки и 25 выходу из строя предохранительной аппаратуры, что значительно сокращает срок службы клапана и снижает надежность его работы.

Наиболее близким техническим решением является устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик регулируемой величины, подключенные ко вхо дам балансно-регенеративного компаратора с потенциальным выходом, дифференцирующий блок, подключенный к одновибратору, согласующие элементы, усилители, к выходам которых подключены управляющие обмотки электромагнитного разгруженного клапана (21. Однако известное устройство имеет низкую надежность. Это объясняется тем, что при внешних механических воздействиях может измениться магнитная проницаемость сердечника трансформатора, что приводит к неустойчивости работы бапанснорегенеративного компаратора, вырабатывающего единичные ложные импульсы "возмущения".

Ложные срабатывания балансно-регенеративного компаратора могут возникать

543926 также при нестабипьности напряжения ис=точника питания, сильных импупьсных внешних электромагнитных попей и т.п.

Из ложных срабатываний бапансно-регенеративного компаратора могут быть выработаны импульсы, подаваемые на управляющие обмотки электромагнитного разгруженного клапана.

При равенстве длительностей управпяюших импульсов кпапан может не изменить своего положения. При разнице- клапан занимает положение того управляющего импупьса, дли= тельность которого бопьше. Зто может привести к процессу нерегулирования и к необратимым процессам в системе, 15

Иепь изобретения является повышение надежности устройства.

Зго достигается тем, что предложенное устройство содержит ключевой элемент и инвертор, причем выход компаратора под- 2ф ключен ко входам согласующих элементов, выход одного из которых подключен ко входу дифференцируюшего бпока, выход другого подключен к первым входам одного из усилителей непосредственно, другого — через ин- л вертор, вторые входы усилителей подключены к выходу ключевого элемента, вход которого соединен с выходом одновибрато=. ра.

Появпение единичного возмущения на 3Q выходе балансно-регенеративного компара-. тора для предложенного устройства не QIIBcно, так как не приводит к необратимым процессам. нерегулирования. Зто объясняется тем, что при ложном срабатывании ксм - зБ паратора в устройстве формируется только один управпяющий импупьс, Лпительность этого импульса 1-3 сек и одновибратор не успевает перезапускаться при меньших дли -. тепьностя;"-.. Отрабатывает только та управпя-40 ющая обмотка клапана, которая находится под устойчивым потенциалом бапансно-регенеративного компаратора.

На чертеже изображено предложенное устройство.

Ch;o содержит датчик 1 и задатчик 2 регупируемой величины, подключенные ко входам балаисно-регенеративного компаратора

3„потенциальный выход которого подкпючен ко входам согласующих эпементов, выпопненных на транзисторах 4, 5. Выход одного из согпасующих элементов подкпю--. чен ко входу дифференцирующего блока 6 с разнопопярными диодами 7>8, подкпюченными ко входам одновибратора 9. Выход другого согпасующего эпемента подкпючен к первому входу усилителя 10 непосредственно, а к первому входу усилителя 11 через инвертор 12. Вторые входы усипитепей 10 и 11 подключены к выходу кпючевого эпемента 13. Вход ключевого элемента 13 "оединен с выходом одновибратора 9. Выход усипитепя 10 подключен к обмотке управления 14 эпектромагнитного разгруженного клапана 15 самобпокировкой его положени-."-,. Выход усилитепя 11 подключен к обмотке управления 16 электромагнитного клапана.

Работает предложенное устройство следующим образом.

Еспи температура регулируемого объекта снизится до заданного порога срабатывания регулятора и напряжение 0 датчика 1 станет меньше входного напряжения О задатчика

2, то балансно-регенеративный комларатор

3 возбуждается. На потенциальном выходе компаратора появляется скачок напряжения отрицательной полярности. Транзисторы согласующих эпементов стпираются и потенциал на их выходе скачкообразно изменяется от

0 до + Е,. Передний фронт положительной пс лярности импульса дифференцируется блоком

6 и через диод 8 запускает одновибратор 9. На время длительности управляющего импульса (1-3 сек) одновибратора 13 ключевой элемент открывается, подкгпочая вторые входы усилителей 10, 11 к потенциалу + Е . оп лекторный переход, проводящего транзистора

5 согласующего эпемента бпокирует входы усилитепей 10 и 11. Усилитель 10 и инвертор 12 запираются, Усипитепь мощности 11 отпирается. На время дпительности управляющего импульса по обмотке управпения 16 протекает ток. Злектромагнитный разгруженный клапан 15 отрабатывает на открытие магистрального трубопровода отопительновентипяционного агрегата и самобпокируется в открытом положении на все время изменения теплового баланса объекта регулирования.

По окончании действия управляющего импупьса одновибратсра кпючевой элемент запирается, прекращая протекание тока по обмотке управления 16.

При повышении температуры объекта ре- гулирования до заданного порога отпускания устройства напряжение Ц датчика 1 становится бопьше напряжения Ц задатчика

2, Возбуждение балансно-регенеративного компаратора прекращается. На потенциальном выходе скачкообразно создается нупевой потенциал. Транзисторы согласующих эпементов запираютс:.. Задний фронт импульса балансно-регенеративного компаратора отрицательной полчрности дифференцируется блоком 6 и через диод 7 запускает одновибратор. На время дпительности управляющего импупьса (1 -3 сек) одновибратора ключевой элемент отпирается.,подключая вторые входы усилителей 10 и 11 к потен543926 циалу +Ек. Запертый транзистор 5 снимает блокировку с усилителя 10 и инвертора.

Усипитепь 10 и инвертор 12 открываются.

Усилитель 11 бпокируется открытым инвертором 12 и запирается. На время дпительности управляющего импульса по обмотке управления 14 протекает ток. Электромагнитный клапан 15 отрабатывает на закрытие магистрального трубопровода и самоблокируется в закрытом положении па все времяиз- 1О менения теплового баланса объектарегулирс вания.

По окончании действия управляющего импульса одновибратора ключевой элемент запирается, прекращая протекание TDKa по обмотке 35 управления 14.

Под действием кратковременной помехи балансно-регенеративный компаратор 3 возбуждается и на потенциальном выходе формируетс:я «всплеск» (импульс) длитепьностью

10-20 мсек.

Как уже описано для процесса снижения температуры регулирования, передний фронт положитепьной полярное s è этого «вспцеска« запускает одновибратор. Задний фронт»всплеска» отрицательной полярности не может изменить состояние одновибра .ора поспе его запуска, так как в одновибраторе происходит неуправляемый лавинообразнь-.й процесс зо формирования импульса длительностью

1-3 сек.

Под действием импульса одновибратора ключевой элемент отпирается, подключая вторые входы усипителей 10 и 11 к потен55 циапу +E .

Транзисторы согласующих элементов отпираются на время действия "всплеска".

Усилитель 11 отпирается и по обмотке уп40 равпения 16 протекает ток в течение 1020 мсек. Усилитепь 10 блокируется транзистором 5 на время 10-20 мсек и не проводит ток. В остальное время действия имльса (1-3 сек) транзистор 9 заперт. а уси45 литель 10 открыт, и по обмотке управления 14 протекает ток в течение 1-3 сек.

Так как время срабатывания электромагнитного разгруженного кпапана порядка 1-3сех, то перебои в питании обмоток на время

10-20 мсек не изменяет положения кпапана.

Таким образом под воздействием помехи устройство выдает донолнитепьный импульс на ту же обмотку (в данном случае на обмотку, закрывающую магистральный трубопро; вод) .

Второй и последующий импульсы, воздей ствуюшие на одну и ту же обмотку, не вызывают переброса электроклапана и не при водят к процессу перерегулирования. Этим повышается помехоустоичивссть и, спедовательно, надежность устрой :тва.

Использование устройства более чем в

6 раз уменьшает расход потребляемой мощ ности. Улучшение режима работы исполнительного механизма позволяет значительно повысить его долговечность и надежность, более четко соблюдать заданные технологыческие режимы и параметры, Формула изобретения

Устройство для регулирования температуры. содержащее датчик и задатчик регулируемой величины, подключенные ко входам баланснорегенеративного компаратора с потенциальным выходом, согласующие элементы, дифференцируюший блок, подключенный к одновибратору, усилите и, к выходам которых подключены управляющие обмотки электромагнитного разгруженного клапана, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства, оно содержит ключевой элемент и инвертор, причем выход балансно-регенеративного компаратора подклю» чен ко входам согласующих элементов, выход одного из которых подкпючен ко входу дифференцирующего блока, выход другого подключен к первым входам одного из усилителей непосредственно, другого — через инвертор, вторые входы усилителей подключены к выходу ключевого элемента, вход которого соединен с выходом одновиб;ратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США ¹ 2897631, кл, 23692, 1970 г, 2. Авторское. свидетельство СССР № 318908, М,кл . (05 В 11/14, 1970г.

Составитель Л. Птенцова

Редактор А, Еер Техред М, Левицкая Корректор И. Гоксич

Заказ 871/64 Тираж 1095 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4у5

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4.