Автоматический задатчик давления газа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ» СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< о771628 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 587451 (51)М. Кл. (22) Заявлено08. 12. 78 (21) 2692870/18-29 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

G 05 0 16/10

Государственный комитет

° СССР по делам изобретений и открыти й

Опубликовано 15,1080. Бюллетень №

Дата опубликования описания 151080 (5З} УДК 5 31 . 787 (088.8) Л.С.Бакланов, В.M.Åðìàêoâ, В.В.Анпилогов, В.П.Мироненко и А.И.Куликов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Тульский политехнический институт (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЭАДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ

ГАЗА

Изобретение относится к устройствам автоматического задания давления и может быть применено в технологических процессах, где требуется зада- 5 ние давления газа с высокой точностью и в широком (несколько десятков мегапаскалей) диапазоне, начиная с атмосферного давления. В основном авт.св. М 587451 описан автоматический задатчик давления газа (Ij, содержащий цилиндр с входным и выходным каналами и плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, первый выход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунжера, первую и вторую группу электропневмоклапанов, управляющие входы которых соединены с дру-2 гимн выходами программного блока,два редуктора и источник высокого давления.

Недостатком известного задатчика является изменение в процессе эксплу-25 атации параметров нагружающего электромагнита, обусловленный разогревом его элементов под действием протекающего в обмотке управляющего тока, Нестабильность параметров электромагнита значительно ухудшает точность устройства.

Цель изобретения — повышение точности автоматического задатчика давления газа. для достижения этой цели,он содержит электронный усилитель мощности, два резистора и усилитель рассогласования, выход которого соединен со входом электронного усилителя мощности, причем одна из диагоналей мостовой схемы, образованной двумя резисторами, обмоткой электромагнита и программным блоком, подключена к выходу электронного усилителя мощности, а другая — ко входу усилителя рассогласования.

На чертеже изображена схема гредлагаемого автоматического задатчика давления газа.

Задатчик содержит цилиндр 1 с входным и выходным каналами, ступен" чатый неуплотненный плунжер 2, рабочие полости 3, источник 4 высокого давления с редукторами давления,первую 5 и вторую б группы электропневмоклапанов, программный блок 7 для управления током электромагнита и переключения диапазонов, электронный

771628 усилитель мощности 8, втяжной нагру-жающий электромагнит 9, якорь которо1о вместе с плунжером приводится во вращение для снятия сухого трения системой вращения 10, состоящей из электродвигателя и редуктора, два резистора R< и R < и усилитель рассогласования 11.

Для уменьшения дрейфа нулевого уровня выходного напряжения усилителя рассогласования 11, а также обеспечения возможности изменения .значения управляющего тока электромагнита 9 в нужном диапазоне, соответствующем заданным минимальной и максимальной величинам электромагнитной силы, усилитель рассогласования 11 выполнен по балансной схеме с симметричным входом и несимметричным выходом, а резисторы R < и и вместе с программным блоком 7 и обмоткой электромагнита 9 включены по мостовой схеме, к одной из диагоналей которой (питающей "а-б")подключен выход электронного усилителя мощности 8, а к другой (измерительной "в-г") — входы усилителя рассогласования 11.

Для реализации отрицательной обратной связи по току выход усилителя рассогласования 11 подключен ка входу усилителя мощности 8, а его управлякщие входы подключены к измерительной диагонали "в-r" таким образом, чтобы в случае превышения äîтенциала в точке "г" (U<) над потенциалом в точке "в" (U ) напряжение на выходе усилителя мощности увеличивалось.

Задатчик работает следующим образом. С помощью программного блока 7 и соответствующих групп электропневмоклапанов 5 и б выбирается нужный диапазон работы. Если сигнал с выхода программного блока отсутствует, то потенциалы U< и U одинаковы и равны нулю. На выходах усилителей

11 и 8 напряжения также будут равны нулю. Ток в плечах мостовой схемы,а следовательно, и в обмотке электромагнита будет отсутствовать. Электромагнитная сила и компенсирующая ее сила давления газа в рабочих полостях 3 тоже будут равны нулю.

При подаче с программного блока электрического сигнала в точке "r" потенциал изменится. По цепи, состоящей из резистора R<, обмотки электромагнита 9, резистора R, потечет электрический ток. В результате падения напряжения на этих элементах между точками "в" и "г" установится разница потенциалов 0à — U В, которая будет приложена ко входам усилителя рассогласования 11. Усиленный им и усилителем мощности 8 электрический сигнал окажется приложенным к питаюuleN диагонали моста "а-б". По цепив обмотка электромагнита 9 — резистор

R> потечет ток и потенциал в точке

I I 11 в начнет возрастать. По мере его увеличения разность потенциалов

Нг — U > будет уменьшаться. Переходный процесс в указанных цепях завершится, когда в цепи "обмотка электромагнита 9 - резистор R " установится некоторый ток, при котором U=U

Этот ток создает в нагружающем магГ. ните 9 электромагнитную силу, прило®О женную к плунжеру 2, которая уравновесится силой давления газа в рабочих полостях 3, действующей на плунжер с противоположной стороны.

При подаче нового программного

15 сигнала потенциал в точке "r"I снова изменится, мост разбалансируется.

Разность потенциалов 01. -U окажется

Ь приложенной ко входам усилителя рассогласования 11.

В зависимости от того, в какой то20 чке ("в" или "r") потенцйал больше, напряжение на выходе усилителя мощности 8 будет увеличиваться или уменьшаться до тех пор, пока. вследствие изменения тока в цепи "обмотка элек25 тромагнита 9 — резистор R потенциалы в точках "в™ и "г" не сравняются.

При этом значения электромагнитной нагружающей силы и силы давления газа в рабочих полостях 3 также изме30 няет

Таким образом, различным значениям напряжения с выхода программного блока 7 будут соответствовать различные значения тока в обмотке электромагнита 9, а следовательно, и

35 различные выходные давления задатчика.

Диапазон изменения тока в обмотке нагружающего электромагнита 9 и необходимый диапазон изменения напряжения на выходе программного блока зависят от соотношения сопротивлений обмотки электромагнита Ro и резисторов Rg u

R . При выполнейии условий :8 7>R и В R > обеспечивается изменение

ОБ управляющего тока в широких пределах при сравнительно малом диапазоне изменения программного сигнала.

Для обеспечения возможности регулировки диапазона изменения тока нагружающего магнита резистор R вы5О полнен переменным.

Под действием протекающего тока электромагнит может сильно нагреваться. При этом меняется величина сопротивления его обмотки, а следовательно, 55 величина тока в ней; зто может привести к значительной погрешности воспроизведения давлений на выходе задатчика. Однако изменение тока в обмотке электромагнита приведет к изменению

@) потенциала U> и при заданном постоянном значении потенциала U нарушится баланс моста, на выходе усилителя рассогласования 11 появится напряжение y ñèëåííîå усилителем мощности 8, оно приложится к цепи питания элек771628

Заказ 6696/59

Подписное

ИИПИ раж 956 тромагнита и скомпенсирует изменение тока в ней.

Следовательно, при заданном значении сигнала на выходе программного блока значение тока в обмотке электромагнита будет автоматически поддерживаться на нужном уровне ° Точность его поддержания определится величинами коэффициентов усиления усилителя рассогласования 11 и электронного усилителя мощности 8. Чем выше значения указанных коэффициентов, тем выше точность задания тока в обмотке нагружающего электромагнита.

Таким образом, применение в автоматическом задатчике давления газа отрицательной обратной связи по току позволяет существенно повысить точность и стабильность параметров нагружающего электромагнита, а следовательно, и задатчика в целом.

Формула изобретения

Автоматический задатчик давления газа по авт.св. 9 587451, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности задатчика, он содержит электронный усилитель мощности, два резистора и усилитель рассогласования, выход которого соединен со входом электронного усилителя мощности, причем одна иэ диагоналей мостовой схемы, образованной двумя резисторами, обмоткой электромагнита и программным блоком, подключена к выходу электронного усилителя мощности, а другая — ко входу усилителя рассогласования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 587451, кл. G 05 0 16/10, 1976 (прототип). илиал ППП Патент, ° ужгород,ул.Проектная,4