Пневматический позиционный регулятор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соевтски«

Соцмалмстмческмз рвслублмк (»>903806

{6) } Допелнительиое к авт. саид-иу (22) Заявлено 1 5.03.79 (21) 2737335/1 8-24 (ы)м. кл. с присоединением заявки №605 В 11/64

Веудеретееиеый кемитет

СССР де делам «аобретеиий и етермт«й (23)приоритет

Олубликоваио07.02.81. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 07.02.81 (Я) ЙК621-525(088.8) Т.A. Абасов, Д.К. Керимов и М.P. Азизов (72) Авторы изобретения

{7!) Заявитель

Управление Баквоаопровода (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПОЗИБИОННЫЙ РЕГУЛЯТОР

Изобретение относится к средствам позиционного регулирования и может быть использовано прн позиционном регулирова-. нии различных технологических параметров, сигнализации предельных значений, при автоматизации вспомогательных операций, а именно при заполнении и опорожнении технологических емкостей, управлении двухпознцнонными органами и T. а.

Известны пневматические регуляторы, . Щ поааерживаюшие технологический параметр в некотором зааанном диапазоне и имеюшие регулируемую зону возвратами .

Регулятор ПР1.6 в указанном источнике преаназначен аля получения аиск.ретных пневматических сигналов 0 и,1

> ттрн выхоае параметра за пределы уста новленной зоны нечувствительности.

Однако функциональные возможности этого регулятора ограничены, так как зона неоднозначности статической шрвк таристики при любом значении зацащтя остается симметричной, что создает труа» ности при необходимости независимой настройки максимального и.минимально-. го значения регулируемого параметра.

Известен также пневматический регулятор с настраиваемой зоной возврата, в котором установлены постоянные дроссели и аелитепи давлений, а сопла элемента сравнения соединены через постоянные дросселя с каналом питания, через дели-. тели давлений с двумя аругнми входами элемента сравнения и непосреаственнос управляющими входами переключакянего реле (23 .

Однако область применения этого регулятора ограничена из-за функционального недостатка, связанного со сравнитель но невысоким быстроаействием, так как в линии питания последовательно включены ароссели и емкости камер элемента срав» пения.

Бель изобретения - улучшение динамических характеристик регулятора.

Эта пель цостигается тем, что в пиеа матическом лозипионном, регуляторе, соаержатпем ноакпюченный первыми плит

Î03808 совой и минусовой камерами к входным каналам элемент сравнения, выход которого соединен со входом усилителя мош, ности, переключающее реле и дроссельные делители, установленные в каналах обратных связей, выход усилителя мощности подключен к управляющей камере переключаюшего реле, сопла которого через один из дросселей делителей подключены к каналу питания, а проточные камеры >0 соединены со вторыми плюсовой и минуcpsoN камерами элемента сравнения и, через другие дроссели делителей — с атмосферой.

На фиг+ 1 указана принципиальная cxe- > > ма устройства; на фиг. 2 — статические характеристики регулятора для различных значений петли гистерезиса.

Пневматический позиционный регулятор состоит из пятимембранного элемента 1 сравнения, работающего в релейном режиме, усилителя 2 мощности, подключенного на выход элемента сравнения трехмембранного переключакяцего реле 3, управляемого выходным давлением усилителя мощности, дроссельных делителей обратных связей 4-5 и 4-6, работаюших поочередно. К первым плюсовой и минусовой камерам элемента 1 сравнения подключаются входные каналы в виЮ де давлений воздуха. Однако входные каналы могут быть подключены и через специальный преобразователь, представленный на фиг. 1 и состоящий из постоянных дросселей 7-8 и управляемых сопел

9 и 10, соединенных между собой по мостовой схеме, подвижной заслонки 11, управляющей соплами 9 и 10, положение которой определяется значением входного давления, В этом случае к первым плюсовой и минусовой камерам элемента сравнения подаются соответственно давления Р и Р, образованные между соплом 9 и дросселем 8, сойпом 10 и дросселем 7.

Во вторую плюсовую камеру элемента сравнения поступает сигнал обратной связи Р> с выхода дроссельного делителя на дросселях 4-5,.а во вторую минусовук. камеру, - сигнал обратной связи Р, i9 с выхода дроссельного делителя 4-6.

Причем сигнал обратной связи Р в за1 висимости от открытия или закрытия верхнего сопла трехмембраниого реле определяется соответственноР =, P„, н Р 0

ПИТ

А сигнал Р„в зависимости о.т оч крытия или закрытия нижнего сопла опаС ределяется соответственно Р— Pour 1 < .+p

С(А р вп, Здесь. = — <1.

j - p < .+

Входное давление Р„ регулятора приложено к сильфону 1 2, жесткий центр которого соединен с рычагом 1 3. Один конец рычага. шарнирно закреплен к основанию, а другой конец с помощью металлической ленты 14 и через направляющий ролик 1 5 крепится к перемещающемуся прямолинейно металлическому стержню 16.

Металлический стержень 16 входит во втулку, которая фиксируется на стержне с помощью винта 17 в любом положении.

Со втулкой жестко соединена заслонка 11. Усилие создаваемое сильфоном

12 и приложенное к одному концу металлического стержня 1 6 уравновешивается эластичным усилием пружины l 8.

Натяг пружины первоначально регулируется винтом 1 9. Сопла 9 и 1 0 служат соответственно для независимой настройки минимального и максимального значения входного давления. Таким образом, расстояние между соплами определяет ширину . петли гистерезиса статической характеристики регулятора.

Регулятор работает следующим образом.

При положении заслонки 11, при котором сопло 9 находится в закрытом состоянии Р Р и Р О, а алгебраическая сумма входных давлений элемента сравнения определится как Р— Р + Pз

-P> О. Это неравенство обеспечивает закрытие верхнего сопла в элементе срав нения и открытие нижнего сопла. Вследствие этого выходное давление регуля= тора, а также давление в управляющей камере трехмембранного переключающего реле упадет до О. Под воздействием давления подпора в другой камере трехмембранного реле верхнее сопло закрывается, а нижнее сопло открывается. В результате этого давление Р быстро увеличивается по абсолютному значению, à давление Р уменьшается go О. Этот процесс значительно ускоряет переход выходного давления из одного устойчивого состояния в другое и еще больше усиливает неравенство в форме алгебраической суммы входных давлений P -Р + Р -4 О

С увеличением входного давления Р„заслонка 11 отходит.от сопла 9, вызывает падение давления Р до 0 т. е. Р =Р О.

Падение давленйя Р до О не йзменяет знак неравенства алгебраической суммы, 9038 а только несколько ослабляет его РР ++PPЪ -pPö к

Вследствие этого верхнее сопло элемента сравнения продолжает оставаться за- . крытым, а нижнее сопло — открытым.

Выходное давление регулятора остает ся равным О. Такое состояние регулятора не,меняется пока оба сопла 9 и 10 остаются открытыми. При некотором значении входного давления Рв„, когда о сопло 0 закрывается заслонкой 11, давление Р4 увеличивается до величины давления питания, а давление Р» остается равным О. Знак алгебраической суммы входных давлений изменяется с отрицательного на положительный: P -Р +Р -Р,, О.

Здесь значения давпений Р и Р в зависимости от степени открытия дросселей 4, 6 и 5, определяются из соотношений Р— пят Р= — Р т X-Р„А+ »

06 6 лов в элементе сравнения изменение выходного давления регулятора из одного предельного значения в другое происходит практически мгновенно.

Испытания предложенного регулятор реагентном цехе Бакводопровода на резервуарах для промывкк фильтров и на резервуарах для очищенной воды подтвердили надежную работу и быстродействие предложенного регулятора. При этом наблюдалось уменьшение по ерь реагента.

Эффективность предложенного устройства в точности отработки петлевой характеристики и большего быстродействия определяется не только входным узлом в большей степени выполнением триггера по новой схеме.

Предложенный регулятор дозволяет достичь высокую точность отработки петлевой характеристики и возможность изменения ширины зоны. неоднозначности и в широких пределах.

При положительном знаке этого неравенства мембранный блок элемента срав- . нения :переместится вниз, нижнее сопло закроется, а верхнее соппо откроется.

Давление на выходе элемента сравнения, а также и на выходе усилителя 2 мощности станет равным давлению питания.

Этому будет соответствовать закрытие нижнего сопла и открытие верхнего сопла трехмембранного реле 3. Это вызовет падение давления Р до атмосферного давления и повышение давления Р до давА 35, ления P цт н в результате увели-. + l4 чение- давления Р еще больше уско«-вь х рится, Знак алгебраической суммы усилится, т. е. Р„-Р»+Р -Р О.

Если при этом входное давление Р„ уменьшается„ то заслонка 1 l отойдет от сопла 10, уменьшая давление Р4 до атмосферного. Но это не изменяет знак неравенства, а только несколько ослабля- gg ет его, т. е. P„--Р +Р -Р О.

Выходное давление Р,„регулятора остается равным своему максимальному значению. Значение выходного давления изменяется, когда сопло 9 оказывается закрытым.

Таким образом, благодаря переключению больших по величине входных сигна-Формула изобретения

Пневматический позиционный регулятор, содержащий подключенный первыми плюсовой и минусовой камерами к входным каналам элемент сравнения, выход которого соединен со входом усилителя мощности, переключающее реле и ароссельные делители, установленные в каналах обратных связей, о т л и ч а ю - ш и и с я. тем, что, целью улучшения динамических характеристик регулятора, выход усипителя мощности под-. ключен к управляющей камере переключающего реле, сопла которого через один из дросселей целителей подключены к каналу питания, а проточные камеры соединены со вторыми плюсовой и минусовой камерами элемента сравнения и через другие дроссели делителей — с ат мосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник. А втоматические приборы, регуляторы и управляющие машины.

Ленинград, Машиностроение, 1968, с. 395. .2. Авторское свидетельство СССР

М 487378, кл. 605 В 11/44, 1973 (прототип).

903806

Фм +us

Аи мю

Составитель О. Гуакова

Редакто Г. Волкова Tex a С.Мигунова Корректор Г. Огар.

Заказ 1 12/27 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по цепам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., n. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород., ул. Проектная, 4