Пневматический регулятор с настраиваемой зоной нечувствительности

 

О fl È" С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ и 651307

Соеа Советскню

Соцналмстичаснмк республик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) ЗаЯвлено 27.02.76 {21) 2329016/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 05.03.79,Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07.0З.79

2 (51) М, Кл

Ст 05 В ll/54

Гааударетаваннй канатет

СССР пе делам «зобрвтенай и еткрмтай (53) УДК621-525 (088.8) (72) Автор изобретения

Л. И. Гришин а (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

С НАСТРАИВАЕМОЙ ЗОНОЙ НЕЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ

Изобретение относится к области пневматического:приборостроения и может быть применено для автоматического регулирования .параметра путем выдачи дискретных сйгналов "0 и 1 по закону петли гистерезиса. 5

Известен регулятор, содержащий элемент сравнении; первый вход которого соединен со входом регулятора, на который подается сигнал регулируемого параметра, а выход — с выходом регу- 10 лятора и со входом узла формирования граничных сигналов, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения; узел формирования граничных сигналов соцержит одномембранный элемент с пружиной и постоянный дроссель, задающие верхнюю границу зоны нечувствительности, постоянный и переменный дроссели, задающие нижнюю границу зоны нечувствительности и одноконтактный клапан, выполняющий функцию переключателя этих задатчиков. У этого регулятора характеристика вход — выход

2 имеет вид обратной петли гистерезиса, т,е. при входном сигнале, равном "нулю, сигнал на выходе равен единице . Характеристику вход-выход " по закону прямой петли гистерезиса, у которой, при входном сигнале,, равном нулю, сигнал на выходе также равен нулю, здесь получить невозможно. Другим недостатком этого регулятора является нестабильность задания нижней границы зоны нечувствительности, так как дроссельный делитель, выполняющий роль задатчика йижней границы зоны нечувст вительности, имеет весьма нестабильный коэффициент деления. Наконец, в конструктивном отношении схема регулятора сложна: она выполнена на шести конст руктивных элемейтах пяти видов (1) .

Наиболее близок к предложенному по технической сущности пневматический регулятор с настраиваемой зоной нечувствительности, содержащий дроссель и два одномембранных элемента с пружи651307 ной, глухие камеры которых соедйнены с первым входом регулятора $2).

В зависимости от того, на который вход регулятора подается сигнал задания регулируемого параметра, характе-ристика вход — выход имеет вид прямой или обратной петли гистерезиса. Обе границы зоны нечувствительности в этом регуляторе задаютси стабильно, однако конструкция регулятора и здесь весьма сложна, так как схема регулятора реа- лизована на шести конструктивных элементах. четырех видов.

1Яелью изобретения является ynpomeние регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в нем установлен одномембранный усилитель давления, причем сопло первого и проточная камера второго одномембранных элементов с пружиной соединены со вторым входом регулятора, а проточная камера первого и сонно второго соединены через дроссель с атмосферой и непосредственно с глухой камерой одномембранного усилителя давления, сопло проточной камеры которого подключено к выходу регулятора.

Принципиальная схема регулятора изображена на чертеже.

Регулятор содержит одномембранные элементы с пружиной 1 и 2, постоянные дроссели 3 и 4 и Одномембранный усилитель давления 5. Первйй вход регуля тора Р соединен с глухими камерами

1 элементов 1 и 2, второй вход регулятора Р соединен с соплом элемента 1 ,и проточной камерой элемента 2, выход р -гулятора Рд соединен через дпоссель

3 с источником питания, а через контакт усилителя давления 5 подключается к атмосфере, прйчем с атмосферой соединена проточная камера усилителя 5, а глухая камера усилителя 5 через дроссель 4 соединена с атмосферой и через параллельно включенные контакты элементов 1 и 2 подключается ко входу

Р,пружина в элементе 1 задает OTрицательное смещение b 1, а пружина в элементе 2 задает положительное сме— щение b

Регулятор работает следующим образом.

Грусть задание регулируемого параметра подано на вход Р, а текущее значение регулируемого параметрана вход Р, в этом случае элемент 1 задает нижнюю .. границу зоны нечувствительности, а элемент 2 - верхнюю.

B исходном состОянии контакты элементов 1 и 2 разомкнуты и глухая камера усилителя 5 через дроссель 4 сообщена с атмосферой, 5 давление в ней отсутствует, контакт усилителя 5 открыт и выход Р сообщен непосредственно с атмосферой, так что P3 = О.

Как только регулируемый параметр

f6 начнет возрастать и станет таким, что

Р > Р1 + д, контакт элемента 2 замкнется и глухая камера усилителя

5 будет сообщаться непосредственно со. вхОдом Р, поскольку усилитель 5

М включен по неуравновешенной схеме, проникшего в его глухую камеру дав. ления Р QocTGTo÷ío для прикрытия coII

Х ла усилителя 8, так что контакт усилителя 5 разомкнется и выход Р через дроссель 3 окажется связанным с источником питания, на выходе регулятора появится давление, т. е

Р = 1. Кроме того. давление Р с выхода элемента 2 поступает в IIpoточную камеру элемента 1, контакт которого замыкается при Р > P> - > g, поскольку это усилие в рассматриваемый момент выполнено, глухая камера элемента 5 оказывается сообщенной с

ЗЕ входом Р через контакты обоих одномембранных элементов с пружиной.

Если в дальнейшем давление Р уменьшаясь, станет таким, что Р Р1+

+ Ь, то контакт элемента 2 разомкнется, но глухая камера усилителя останется сообщенной с входом Р через контакт элемента 1, так что попрежнему, P = l..

Если в дальнейшем давление Р, продолжая уменьшаться, станет таким, ITo * g < Р1 — b 1, To KoHThKT еле

1 мента 1 разомкнется; связь глухой камерЬ| усилителя 5 с входом Р прерВется и останется только связь (че45, рез дроссель 4) c атмосферой, давление в глухой камере усилителя 5 станет. равным нулю и контакт усилителя.

5 замкнется, а выход Р окажется

SO сообщенным непосредственно с атмосферой, давление на нем исчезнет, так. что Р = О. Схема устройства пришла в исходное состояние, цикл работы завершен.

Таким образом, при изменении регулируемого параметра Р от меньших значений к большим выход регулятора

Р> переключается с. 0" на 1, как только Р + Р1 + д z, а при

6 651 изменении регулируемого параметра Р2 от больших значений к меньшим выход регулятора Р> переключается с 1 на 0; как только Р (Р— Ь, следовательно, схема регулятора реализует прямую петлю гистерезисв с зоной нечувствительности, задаваемой в предеsrax P< - h < - Р (Р +Ь

Пусть теперь задание регулируемого параметра подано на вход Р, в теку- щее значение регулируемого параметра подается на вход Р1, в этом случае элемент 1 задает верхнюю, а элемент 2нижнюю границы зоны нечувствительности.

В исходном состоянии, когда

P1 = О, контакты элементов 1 и 2 замкнуты и глухая камера усилителя 5 сообщена через них с входом Р, контакт усилителя 5 разомкнут и выход Р через дроссель 3 связан с источником питания, так что Р = 1.

Как только регулируемый параметр начнет возрастать и станет таким, что Р1 W Р— $ g, контакт элемента 2 разомкнется, однако глухая камера усилителя 5 останется сообщенной с входом Р через контакт элемента 1, твк, что по-прежнему Р = 1, Если, в дальнейшем регулируемый параметр, продолжая возрастать, станет таким, sTo Ру > Р + a <, To контакт элемента 1 разомкнется, связь глухой камеры усилителя 5 с входом

Р прервется; глухая камера усилителя 5 останется сообщенной (через дроссель 4) только с атмосферой, давление

I в ней исчезнет, контакт усилителя 5 замкнется и выход Р окажется сообщенным непосредственно с атмосферой, давление на нем исчезнет, твк что

Если в дальнейшем регулируемый параметр, уменьшаясь, станет таким, что Р1 с Р— Ь, то контакт элемента 2 замкнется, давление Р поступит в глухую камеру усилителя 5; контакт его разомкнется и вйход Р> окажется сообщенным (через дроссель 3) только с источником питания, на выходе появится давление; т.е. Р = 1.

Кроме того, давление Р поступит в проточную камеру элемента 1, поскольку при этом Р с P + л, то контакт элемента 1 замкнется и глу:хая камера усилителя 5 окажется сооб307 6

ЭO

45

5

25 щенной с входом Р> через контакты ,обоих элементов; по-прежнему Р, - 1.

Схема устройства пришла в исходное состояние, цикл работы завершен.

Таким образом, при изменении рег,лируемого параметра Р1 от меньших значений к большим выход регулятора

Р переключается с "1" на О", как только Р + Р + Ь а при изменении регулируемого параметра Р< от больших значений к меньшим выход регулятора Р переключается с "0 на 1 как только Р1 с Р -Ь ; следовательно, схема регулятора реализует обратную петлю гистерезиса с зоной нечувствительности, задаваемой в преелах P - (Р1 с Р + Ь1

Конструктивные преимущества регулятора заключвются.в уменьшении веса, размеров, в также в соответствующем снижении стоимости ругулятора по отношению к известному регулятору. Кроме того, одномембранный усилитель значительно проще и надежнее противопоставляемых элементов известного регулятора.

Формула изобретения

Пневматический. регулятор с настраиваемой зоной нечувствительности, содержащий два одномембранных элемента с пружиной, глухие камеры которых соединены с первым входом регулятора, и дроссель, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулятора, в нем установлен одномембранный усилитель давления, причем сопло первого и проточная камера второго одномембранных элементов с пружиной соединены со вторым входом регулятора, а проточная камера первого и сопла второго соединены через дроссель с атмосферой и непосредственно с глухой камерой одномембранного усилителя давления, сопло проточной камеры которого подключено к выходу регулятора, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

М 446029, кл. С 05 В 11/54, 1972;, 2. Авторское свидетельство СССР

N 411433, кл. Я 05 В 11/50

1972.

651307

Составитель О. Qlacasa

Редактор С. Равва Техред lO. Ниймет Корректор Е. Пыш

Заказ 804/44 Тираж 101 4 . Подиисиое

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

:цо делам изобретений н открытый

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

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