Устройство для программного регулирования температуры газа

Авторы патента:

ПОДЧУФАРОВ БОРИС МИХАЙЛОВИЧ

ПОДЧУФАРОВ ЮРИЙ БОРИСОВИЧ

ПОНЯТСКИЙ ВАЛЕРИЙ МАРИАФОВИЧ

ЧЕРНОВА МАЛЬВИНА БОРИСОВНА

G05D16/16 - внутренним, т.е. когда энергия создается регулируемой текучей средой

Союз Советских

Социалистических

Республик

ЬП ИСАНИЕ

ИЗЬЬРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1,935887 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.10.80 (21) 2998963/18-24 с присоединением заявки № (23} Приоритет

Опубликовано 15.06.82. бюллетень № 22

Дата опубликования описания 17.06.82 (51)M. Кл.

Q 059 16/16

Гооударстекниый комитет

СССР ло делам изобретений н открытий (53) УДК 62

-50(088. 8) (72) Авторы изобретения

Б. М. Подчуфаров, Ю. Б. Подчуфаров, В. М. Понятский и М. Б. Чернова

Тульский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРАММНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА

Изобретение относится к автоматическому программному регулированию температуры проточной газовой среды н может быть использовано в химической промышленности для получения газа с заданной температурой, а также в матциностроении прн испытаниях конструкций на прочность и стойкость к воздействию агрессивных проточных газов различной температуры.

Известно устройство для регулирования температуры газа, содержашее нагревательный (охладнтельный) элемент, теплообменник и датчик температуры (1).

Недостатками известного устройства являются низкое быстродейстите, обусловленное инерционностью нагревательного (охладитеттьного) элемента и датчика температуры, и низкая экономичность, вызванная дополнительными затратами энергии на нагрев или потеряма тепла при охлаждении газа.

Наиболее близким к предлагаемому техническим petttemt является устрой2 ство для программнОго регулирования температуры газа, содержашее ресивер, последовательно соединенные первый эадатчнк, сравнивакацнй элемент и посорган н проточную камеру с ограничительной диафрагмой, выход реснвера подключен к первому входу регулируюшего органа (23 . то

Недостатками этого устройства так.же являтотся низкие быстродействие н экономичность.

С целью повышения быстродействия и экономичности, устройство содержит второй задатчик и последовательно соединенные обратная модель объекта н сумматор, подключенный выходом ко второму входу регулирукмцего органа, а вторым входом - ко второму выходу первого задатчика, выход второго задатчика подключен ко второму входу сравниваюшего элеме нта, выход которого подключен ко входу обратной модели объекта.

3 9358&7 4

На чертеже изображена блок-схема Т1,Т; К вЂ” соответственн устройства. мени и коэ

Блок-схема содержит ресивер 1, ре- объекта рег гулируюший орган 2, проточную камеру Устройство работа

3, ограничительную диафрагму 4, второй, 5 разом. задатчик 5, сравнивающий элемент 6, Второй задатчик 5 первый задатчик 7, обратную модель 0» пропорциональный объекта 8„сумматор 9. чению температуры Т(Второй задатчик 5 вырабатывает на мя), которое необхо своем выходе электрический сигнал, 1й проточной камере 3. напряжение которого пропорционально нивается сравниваю требуемой температуре газа и изменяет сигналом UT установ

0 ся во времени в соответствии с требуе- температуры мой программой изменения температуры, первом выходе первог газа. лученная разность 0 ТПервый задатчик 7 вырабатывает на нения подается на вхо своем втором выходе электрический сиг объекта 8, на выходе нал, напряжение которого пропорционально установившемуся значению требуемой требуемому прираше» плошади сечения входа проточной каме- 2О впускного отверстия ры 3, а на первом .выходе вЂ” электрн- Сигнал 0 суммнру . ческий сигнал, напряжение которого с сигналом. U, про

0 пропорционально устанОвившемуся значе- установившемуся знач нию требуемой температуры газа. плошади Во впускного

Обратная модель объекта 8 является 25 марный сигнал 0 по электронной моделью с передаточной вход регулирукицего о функцией обратной передаточной функции обеспечивает в кажды объекта регулирования, которым являет- требуемую плошадь от ся проточная камера 3, заполненная га- отверстия, через кото зом, температура которого является ре- из ресивера 1. При по гулируемой величиной. проточную камеру 3 и

Вид передаточной функции обратной давление и занимаемы модели объекта 8 и, соответственно, водит к соответствую сложность ее реализации существенно температуры газа. 06 зависят от требуемых динамической H меры 3 является по статической точности регулирования. Д щ, а давление газа рег

35 большинства практически важных задач газа из ресивера 1, достаточно использовать передаточную плошади сечения внус функцию объекта регулирования в виде: в соответствии с треб

K p изменения температ о Х=

О статической характери т Та

1 р Ф Р камеры 3 с газом или

<оР

% (p)= вЂ” =к р к, +=, (И S кЗ

5Т " Р тогда передаточная функция обратной модели объекта 8 имеет вид: где aT - приращение температуры: S - требуемое приращение плошади впускного отверстия проточной камеры 3

Т„. Ti Т„. Т1 1=, 1 =

0 ко ко о постоянные вре-ффициент передачи ÂaHHÍ ет следующим обвыдает сигнал переменному зна1 газа (1 - вреlamo реализовать в

Этот сигнал сравшим элементом 6 с ившегося значения абатываемым на о задатчика 7. По-. сигнал откло д обратной модели которой вырабаты« прппорциональный цпо плошади дВ проточной камеры 3. ется сумматором 9 порциональным ению регулируемой отверстия. Оумдается на второй ргана 2, который и жомент времени крытия впускного рое поступает газ ступленин газа в зменяются его и объем, что пришему изменению ъем проточной кастоянной вели ппюй, улируется подачей путем регулировки кного Отверстия уемым законом уры газа. Крутизна стики проточной, что то же самое, коэффициент передачи объекта Кц подбирается в зависимости от требуемого быстродействия и реализуется выбором соответствующего проходного отверстия ограничительной диафрагмы 4.

Ограничительная диафрагма 4 и регулирующий орган 2 можно поменять местами их установки, щж этом осушест50 вляется регулирование не притока, а расхода газа из проточной камеры 3.

Управление температурой в предлагаемом устройстве программного изменения температуры газовой среды осуществляется путем изменения внутренней энергии газовой среды в щюточной камере за счет регулирования прнхода или расхода газа и, соответственно, 5 М5 регулирования прихода или расхода энергии в проточную камеру.

На основе предлагаемого устройства воспроизведено гармоническое изменение температууы с частотой 1 Гц и амплитудой 20 (Т = 300оК + 20оsinQJit ), причем отклонения действительного закона от заданного не превышали 6%.

Использование предлагаемого устройства значительно расширяет диапазон 0. частот воспроизводимых законов изм нения температуры. Это достигается заменой нагревательных (охладнтельных) элементов регулируюцкми органами, обеспечиваюшими изменение плошади 15 входного или выходнвго отверстия, быстродействие которых выше быстродействия нагревательных (охладнтельных) элементов. Отсутствие теплообменника обеспечивает более экономичное 2о использование энергии газа для измеO нения температуры в проточной камере по сравнению с известным.

Формула изобрет енияl 25

Устройство для программного регулирования температуры газа, содержащее

887 6 ресивер, последовательно соединенные регулируюший орган, проточную камеру .с ограничительной диафрагмой и последовательно соединенные первый задатчик и сравниваюшнй элемент, выход ресивера подключен к первому входу регулируюшего органа, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и экономичности устройства, оно содержит второй задатчик,и последовательно соединенные обратную модель объекта и сумматор, подключенный выходом к второму входу регулируюшего органа, а вторым входом - к второму выходу первого задатчика, выход второго задатчика подключен к второму входу сравниваюшего элемента, выход которого подключен к входу обратной модели объекта.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Акцептированная заявка ФРГ № 2024158, кл. 42 г 2-23/00, опублик. 1 972.

2. Патент США ¹ 3537510, кл; G 05 D 2233//0000, опублик, 1976 (прототнп) .

ВНИИПИ Заказ 4208/49 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгороа, ул. Проектная, 4

Устройство для программного регулирования температуры газа

Похожие патенты:

Регулятор давления // 651327

Регулятор перепада давлений // 570033

Регулятор перепада давления // 462026

Способ регулирования давления пара в редукционно- охладительных установках // 383963

Регулятор перепада давлений // 344420

Регулятор скорости нарастания давления газа // 290268

Устройство для подачи топлйвовоздушной смеси // 289635

Регулятор давления // 282781

Регулятор давления газа // 272699

Патент 187466 // 187466

Регулятор давления - ограничитель расхода газа // 2210098

Изобретение относится к средствам газораспределения и может быть использовано для регулирования, стабилизации и ограничения расхода любой газообразной среды, за исключением агрессивных, в газовой, нефтяной и других отраслях промышленности, например при редуцировании природного газа, подаваемого потребителю с газораспределительных станций, газорегуляторных пунктов, газоредуцирующих установок

Регулятор давления универсальный // 2234118

Клапанная система регулирования давления и способ управления работой регулятора давления без стравливания в атмосферу // 2382393

Регулятор давления прямого действия с нагрузкой давлением с затвором сбалансированного давления // 2498387

Изобретение относится к устройствам, регулирующим поток текучей среды. Сущность: регулятор давления газа снабжен приводом, регулирующим клапаном и устройством нагрузки давлением. Устройство нагрузки давлением обеспечивает нагрузку давлением на поверхность мембраны привода, противодействующее выходному давлению на противоположную сторону мембраны, которое контролируется регулятором. При изменении выходного давления мембрана смещается, передвигая управляющий элемент в целях регулирования выходного давления, а устройство нагрузки давлением поддерживает заданное давление. Регулятор давления может включать регулирующий запорный механизм, компенсирующий силу входного давления на управляющий элемент. Технический результат: увеличение эффективности стандартных регуляторов давления газа. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство для регулирования расхода текучей среды // 2508569

Изобретение относится к области регулирования расхода текучих сред. Сущность: устройство включает саморегулирующийся усилительный клапан текучей среды, который содержит вход усилителя, принимающий поток текучей среды, связанный со входом регулирующего клапана, и выход усилителя, предназначенный для подачи текучей среды с откорректированным расходом на механизм пилотного клапана и на одну сторону запорного элемента регулирующего клапана. При этом саморегулирующийся усилительный клапан текучей среды также содержит дозирующую иглу в отверстии усилителя, соединенную с запорным элементом регулирующего клапана. Причем изменения расхода текучей среды на выходе регулирующего клапана вызывают автоматическое регулирование указанным механизмом настроенного расхода текучей среды посредством одновременного перемещения запорного элемента клапана и дозирующей иглы в ответ на изменения расхода текучей среды на выходе регулирующего клапана для изменения величины усиления системы с регулируемым расходом текучей среды. Технический результат: повышение надежности работы регулирующего клапана. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 2 ил.

Редуктор давления // 2541687

Изобретение относится к редукторам давления для снижения давления текучей среды под давлением до требуемого давления и отвода текучей среды под давлением. Редуктор давления включает в себя корпус, снабженный первым боковым каналом, через который подводится текучая среда под давлением, и вторым боковым каналом, через который осуществляется отвод текучей среды под давлением после снижения давления. Кроме того, имеется канал обратной связи, обеспечивающий сообщение между вторым боковым каналом и третьей мембранной камерой, выходящей на управляющий клапан. Через канал обратной связи текучая среда под давлением, протекающая во втором боковом канале, поступает в третью мембранную камеру, в результате чего третья мембранная камера отжимается вверх против силы упругости второй пружины до уравновешивания. Техническим результатом изобретения является обеспечение уменьшения текучей среды под давлением. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ управления работой привода клапана для балансировочного клапана // 2628005

Изобретение относится к способу управления работой привода клапана для балансировочного клапана. Балансировочный клапан является настраиваемым на регулируемую уставку балансировочного параметра. Настроечный привод установлен с присоединением к приводу клапана и выполнен для регулировки упомянутой уставки. Уставку регулируют в отношении контрольного клапана, присоединенного к той же системе потока, что и упомянутый балансировочный клапан, работающего ниже критического порогового значения. В результате появляется возможность изменить уставку в зависимости от потребности контролируемой системы для достижения лучшего гидравлического баланса. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Регулятор давления газа и способ управления таким регулятором // 2632678

Регулятор (1) давления эксплуатационного газа содержит проточный канал (2) для газа; перемещаемую задвижку (3), установленную в канале (2) с образованием сужения канала (2) для создания перепада давления газа с давления подачи до давления поставки; приводную камеру (4), сообщающуюся с расположенным ниже по потоку участком (2b), ограниченную первой перемещаемой стенкой (5), которая соединена с задвижкой (3) так, чтобы повышение давления поставки вызывало соответствующее смещение задвижки (3), приводящее к уменьшению поперечного сечения сужения, и наоборот; упругий элемент (8), выполненный с возможностью противодействия силе давления газа, воздействующей на первую перемещаемую стенку (5), путем приложения к ней заданной силы, стремящейся сместить задвижку (3) так, чтобы увеличить поперечное сечение сужения и компенсационную камеру (6), заполненную компенсационным газом и ограниченную второй перемещаемой стенкой (7), соединенной с задвижкой (3) так, чтобы обеспечивать возможность передачи силы давления компенсационного газа на задвижку (3). При работе регулятора осуществляют операцию ежемоментного регулирования давления компенсационного газа в соответствии с указанным давлением поставки. Повышаются точность и быстрота регулирования газа. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Саморегулирующийся, геометрически компактный клапанный узел // 2643978

Саморегулирующийся клапанный узел содержит корпус клапана, который в нижней зоне имеет входной участок для соединения с резервуаром, предназначенным содержать текучую среду под давлением, и, в верхней зоне, выход для подключения к системе трубопровода, поршень, перемещающийся в корпусе клапана вдоль первой оси между открытым положением, которое обеспечивает сообщение текучей среды между входным участком и выходом, и закрытым положением, которое прерывает указанное сообщение текучей среды, причем поршень имеет верхний концевой участок и нижний запирающий участок. Также узел содержит модуль пружинного типа, соединенный с поршнем и с корпусом клапана и динамически взаимодействующий с поршнем, по меньшей мере, после срабатывания спускового устройства (Act) клапана и в течение всего цикла саморегулирования клапана, который обусловливает позиционирование клапана между открытым положением и закрытым положением, обеспечивая сообщение текучей среды между входным участком и выходом под контролируемым выходным давлением, при этом модуль пружинного типа помещен под нижним запирающим участком поршня. За счет этого смещения, габариты клапанного узла могут быть значительно уменьшены. 11 з.п. ф-лы, 2 ил.