Потенциометрическое устройство для автоматического программного регулирования температуры газовых и электрических печей

 

Класс 47g, 10

21h, 13„

СССР

¹ 67704

ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зарегистрировано в Бюро изобретений Госллана СССР

М. В. Цеханович

Потенциометрическое устройство для автоматического программного регулирования температуры газовых и электрических печей

Заявлено 25 июня 1941 года в Народный комиссариат электропромышленности СССР за ¹ 44761 (308944) Опубликовано 31 мая 1947 года

Настоящее изобретение относится к потенциометрическим устройствам для автоматического регулирования температуры газовых и электрических печей по определенному, заранее заданному закону в зависимости от времени. Регулирование осуществляется при помощи реле, воздействующих на реверсивный электродвигатель, управляющий питанием печи (электроэнергией или газом), и элемента, задающего программу регулирования и выполненного в виде вращающегося с постоянной скоростью цилиндра.

Сущность изобретения, заключающаяся в особом конструктивном выполнении указанного элемента, поясняется чертежом.

Устройство (фиг. 1), для случая применения газовой печи, состоит из мостика Уитстона, реле А и реверсивного двигателя Б. Контакт Д перемещается по сопротивлению Rt, изменяя напряжение U плеча мостика. Плечо R мостика (термометр

31 сопротивления) помещено в регулируемую печь В. С изменением температуры печи сопротивление будет менять свою величину, в результате чего будет изменяться и разность потенциалов U Изменение напряжения U происходит по заранее заданной кривой, выбранной таким образом, что при сохранении равновесия мостика, т. е. при соблюдении равенства U = U, температура печи будет изменяться по заранее заданной программе. Реле А реагирует на нарушения равновесия мостика и, с помощью реверсивного двигателя Б, воздействующего на подачу газа в газовую печь, или тока в электрическую печь, изменяет температуру печи В, а вместе с тем и U, äî наступления равновесия мостика. Указанным образом обеспечивается автоматическое изменение температуры по заранее заданной программе.

Особенность предложенного устройства заключается в форме выполнения приспособления, задающего и ро483

¹ 67704 грамму регулирования, Оно состоит из латунного цилиндра Ц (фиг. 2), на поверхности которого нанесена координатная сетка: температура T по образующей, время t — по окружности основания. В этих координатах латунной или медной проволокой П, закрепленной на поверхности цилиндра, задана программа изменения температуры Т = jt. Цилиндр

Ц вращается мотором E с постоянной скоростью, соответствующей нанесенной на окружности цилиндра шкале времени.

Параллельно образующей цилиндра помещено сопротивление Яl (выполненное в виде пластинки Р с намотанной на ней проволокой), по которому протекает ток 1,. Пластинка

Р свободно вращается около оси N—

Ж, параллельной оси М вЂ” М цилиндра Ц. При вращении цилиндра проволока П скользит по сопротивлению Р1, причем между ними поддерживается электрический контакт, для чего поверхность проволоки 17 очищена от эмали, а сама пластинка P прижимается пружинами F к проволоке П.

Падение напряжения вследствие прохождения тока 1, через сопротивление R t определяет шкалу напряжения, параллельную шкале температуры на цилиндре Ц. Потенциал проволоки П, а вместе с тем и цилиндра, будет в каждый момент равен потенциалу той точки сопротивления Pt, которой проволока будет в данный момент касаться. Таким образом, программу изменения температуры Т =

= j(t) можно задать электрической величиной — приращением потенциала проволоки П, положением которой на цилиндре эта программа задается в координатах (Т, t).

Если в любой момент работы регулятора действительная температура в печи равна заданной для этого момента температуре, то напряжение U, áóäåò равно напряжению U (фиг. 3), в результате чего мостик будет в равновесии. Если заданная температура окажется выше действительной температуры в печи, то напряжение U будет больше напряжения U, è потенциал точки О, 484 будет выше потенциала точки О„и наоборот.

Разность напряжений используется для приведения в действие реле, которое включает реверсивный двигатель при достижении напряжением U (О,— 0,) значения, соответствующего установленной разности между заданной и действительной температурами. При положительном U (01О 0,) двигатель должен вращаться в одном направлении, при отрицательном

U (О, (О,) — в обратном, при U (О, = 0,) = О двигатель должен быть отключен.

Ввиду наличия во всех печах мостика только активных сопротивлений, условия равновесия его будут одинаковы как для переменного, так и для постоянного тока.

Релейное устройство регулятора может быть выполнено в различных вариантах, один из которых приведен на фиг. 4, где использовано магнитоэлектрическое реле МР, например, по типу контактного гальванометра.

Рамка реле МР включена между точками О, и О, мостика. При равновесии мостика контакты К, и К, разомкнуты, тиратроны ТГ, и ТГ, заперты, электромагнитные реле РЭ, и РЭ, выключены, и реверсивный двигатель не работает. Если действительная температура не равна заданной, то равновесие мостика нарушается, и через рамку реле MP идет ток. Когда ток достигнет установленного минимального значения, например, соответствующего разности в

1 С между заданной и действительной температурами, замыкается контакт К, или К, Если заданная температура больше действительной, произойдет замыкание одного из контактов. Замыкаясь, любой из контактов К вызывает зажигание соответствующего тиратрона

ТГ, или ТГ,.

Электромагнитное реле РЭ в анодной цепи зажженного тиратрона замыкает контакты и включает реверсивный двигатель, Второй тиратрон в это время будет заперт.

Двигатель будет включен до тех пор, пока разность между заданной и действительной температурами бу¹ 67704 дет больше установленного минимального значения.

Когда эта разность окажется меньше указанного значения, контакт К разомкнется, тиратрон будет заперт, и реле РЭ отключит двигатель.

В качестве индикатора мостика Уитстона может быть использована трехэлектродная электронная лампа. На фиг. 5 изображена схема такого устройства. Сопротивления R, — Я, и потснциометр П, выбирается так, чтобы

1) при ЖУ (О, = О,) = 0 оба тиратрона были зайерты;

2) при АУ (О, > О,) положительном, соответствующем определенному значению разности между заданной и действительной температурами, зажигался тиратрон ТГ, и

3) при А(б (О, < О,) отрицательном, соответствующем такому же значению разности между температурами, зажигался тиратрон ТГ,.

Анод и накал электронной лампы в этой схеме питаются переменным напряжением, причем форма и фаза этого напряжения в цепи анода и накала примерно одинаковы, следовательно, электронная лампа работает только один полупериод переменного напряжения. Поэтому смещение на управляющую сетку лампы может быть взято от переменного напряжения цепи посредством потенциометра П,.

Учитывая, что все плечи мостика имеют чисто омическое сопротивление, можно осуществить устройство с полным питанием переменным током без выпрямления. В такой схеме сопротивление термометра R t„,„следует принимать большим, чем в схеме с рме и гальванометром, проволоку сопротивления тоньше и напряжение, приложенное к мостику, — по возможности выше (порядка 300 в).

Для электрических печей малой мощности схема устройства упрощается; отпадает надобность в реверсивном двигателе, так как включение и отключение печи может производиться непосредственно электромагнитными реле. Для мощных электрических печей сопротивления, где нежелательно полное включение и отключение печи при регулировке, последняя, как и в случае газовых печей, может производиться посредством реверсивного двигателя, регулирующего любым из известных методов величину тока в печи.

Предлагаемое устройство, наряду с регулировкой температуры по заданной кривой, может длительно поддерживать и любую температуру в пределах регулировки. Для этого достаточно выключить мотор, а цилиндр поставить таким образом, чтобы под сопротивлением Я / находилась точка кривой той заданной температуры, которая должна поддерживаться.

Предмет изо бретения

Потенциометрич еское устройство для автоматического регулирования температуры газовых и электрических печей по определенному, наперед заданному закону в зависимости от времени, при помощи реле, воздействующих на реверсивный электродвигатель, управляющий питанием печи электроэнергией или газом, и элемента, задающего программу регулирования и выполненного в виде вращающегося с постоянной скоростью цилиндра, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что вдоль образующих цилиндра, по кривым заданной формы, укреплены голые проводники, имеющие контактное соприкасание с неподвижной планкой, на которой намотано проволочное сопротивление.

М 67704

Фиг. 5

1 1

2, строка !О св., лев. колонка, напечатано

Замеченная опечатка: на лр. ,,Т вЂ” ft", следует читать „T — f (t)".

Редактор И. К. Короленке

Отв. редактор М- М. Акишын

488