Устройство регулирования давления в камере

 

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДА ЛЕНИЯ В КАМЕРЕ, содержащее датчик давления в камере, подключенный к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком давления, а выход - с входом широтно-импульсного модулятора, подключенного своим выходом к управляющей .обмотке электромагнитного клапана , ресивер, редуктор, дроссель, магистраль питания и магистраль сброса, подсоединенную к вакуум-насосу, о тличающееся тем, что, с целью повьшения точности и расширения диапазона регулирования, камера выполнена проточной, причем вход камеры подсоединен к источнику высокого давления через последовательно соединенные магистраль питания, дроссель, электромагнитный клапан, ресивер и редуктор, а выход камеры подсоединен к магистрали сброса.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ся)4 0 05 D 16 20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВСЕСОН) 1 "" (21) 3733112/24-24 (22) 25.04.84 (46) 30.12.85. Бюл. Ф 48 (72) 1О.Н. Кабанов, Г.Д. Владимирцев и В.К. Семенова (53) 621.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 345477, кл. G 65 D 16/20, 1970.

Авторское свидетельство СССР

Р .1053075, кл. G 05 D 16/20, !982. (54)(57)УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВ"

ЛЕНИЯ В КАМЕРЕ, содержащее датчик давления в камере, подключенный к первому входу блока сравнения, второй вход которого соединен с задат" чиком давления, а выход — с входом

„„Я0„„1 2Î18Î4 А широтно-импульсного модулятора, подключенного своим выходом к управляющей .обмотке электромагнитного клапана, ресивер, редуктор, дроссель, магистраль питания и магистраль сброса, подсоединенную к вакуум-насосу, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования, камера выполнена проточной, причем вход камеры подсоединен к источнику высокого давления через последовательно соединенные магистраль питания, дроссель, электромагнитный клапан, ресивер и редуктор, а выход камеры подсоединен к магистрали сброса.

1201804

Изобретение относится к автомати- . ческому регулированию и может быть использовано в системах программного регулирования для моделирования физических воздействий при испытании авиационного оборудования.

Цель изобретения — повышение точности н расширение диапазона регулирования устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства регулирования давления в камере; на фиг. зависимость статического коэффициента передачи,от изменения давления при различных показателях политропыК

Устройство содержит датчик 1 давления в камере 2, подключенный к первому входу блока 3 сравнения, к второму входу которого подключен прог- . раммный задатчик 4 давления, а к выходу — широтно-импульсный модулятор

5. Управляющая обмотка электромагнитного клапана 6 подключена к выходу широтно-импульсного модулятора 5.

Камера 2, выполненная в виде проточной, соединена с магистралью 7 сброса, подключенной к вакуум-насосу 8, а также с источником высокого давления через последовательно соединенные магистраль 9 питания, дросселя

10, электромагнитный клапан 6, ресивер 11 и редуктор 12, Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный заданному давлению, с программного задатчика 4 поступает в блок 3 сравнения, где сравнивается с сигналом датчика 1 давления в камере 2, а разность сигналов с блока 3 сравнения подается на вход широтно-импульсного модулятора 5, который формирует импульсы управления клапаном 6. Клапан 6 периодически прерывает поток воздуха, текущий иэ ресивера 11 через дроссель 10 и магистраль 9 питания в камеру 2. Изменение давления в камере 2 в сторону уменьшения разности между задаваемым и текущим давлениями происходит за счет соответствующего изменения коэффициента заполнения импульсов включения клапана б.

При выключенном положении клапана 6 (поток воздуха через дроссель

10 отсутствует) происходит отток воэдчха иэ камеры 2 по магистрали

7 сброса, Процесс изменения давления в камере 2 при откачке описывается уравнением

Р P - КчК где P

Р, l

Ч текущее давление в камере; начальное давление в камере;, время; суммарный объем камеры и магистралей; объемная производительность вакуум-насоса; показатель политропы процес!

К

15 са.

При включенном положении клапана

6 одновременно происходят отток воздуха из камеры 2 через магистраль 7

20 сброса и приток воздуха иэ магистрали 9 питания.

Величина массового расхода воздуха через дроссель 10 при критическом истечении газа равна

1 (2) где — коэффициент расхода дроссе30 ля; S — - площадь проходного сечения дросселя; O p — удельный объем возду ха на входе дросселя, равный удельному объему воздуха в ресивере.

Процесс изменения давления в камере 2 при включенном положении кла-, пана б можно описать следующим образом: ! р 1> тах о + 1 - &ed Чо Е Кч

& Y

40 "ч . "v Ч (Э) где "а — начальный удельный объем воздуха в камере, Максимальное значение давления в

45 камере 2, соответствующее включеннол му положению клапана и с -э равно !

S0 Р„„= .,, (4) Так как при обеспечении условия 2 Pmag - Pgp величина Gmsx опреде55 ляемая по формуле не зависит от текущего значения давления в камере 2, то процесс изменения среднего значения давления в камере ? для случая

I20l804

K=1 при периодическом подключении дросселя 10 к ресиверу ll аналогичен процессу изменения среднего значения напряжения на параллельной RC-цепи при периодическом подключении ее к генератору тока, При этом очевидно равенство

U 4p 1 т

iree U — средняя величина напряже: ния на RC-цепи, R — величина сопро тивления резистора RC-цепи, 3. — коэффициент заполнения импульсов тока.

Принимая во внимание, что

Unlax = З (6) по аналогии для Р, имеем

Р ах (т) где Ф- коэффициент заполнения импульсов подключения дросселя к ресиверу.

Таким образом, в установившемся режиме величина среднего давления в камере 2 зависит линейно от коэффициента заполнения импульсов включения клапана, что в свою очередь обеспечивает постоянство и независимость от величины давления в камере 2 коэффициента передачи объекта регулирования.

Ч

Действительно, при > И

KKY

Д P(P) (36 (Р) ЙР(Ю с3 А(P) Для предлагаемого устройства М (р) пмеет следующий вид3

Kof

1"®- т, (Т вЂ” период повторения lllN-импульсов) данную систему регулирования можно рассматривать как непрерывную и для оценки характеристик объекта регулирования использовать передаточную функцию вида где т- ч - K„K ар чар

К ; = Р о Чо К у К 6 е b=—

Ро

В случае обеспечения постоянства

Р и Kv основным источником нестаIP 6HJIBHocTH аКТе Н ТНК o6 eK Регулирования является показатель политропы К процесса.

Однако в реальном диапазоне его изменения (K=1 — 1,4) это влияние относительно мало, что подтверждается фиг. 2, на которой показано изменения К<3 в зависимости от Я при различных К. В устройстве, являющемся прототипом, в аналогичном случае дополнительным и наиболее существенным источником непостоянства характеристик объекта регулирования в рабочем диапазоне давлений является также и несоответствие экспоненци25 альному закону характера изменения давления в камере при ее подключении на питающую магистраль.

Таким образом, относительно малое изменение характеристик объекта регулирования при изменении давления в камере и независимость их от частоты коммутации дает возможность увеличить коэффициент передачи разомкнутого контура, что позволяет повысить точность и расширить более, чем на 20 дБ диапазон регулирования..

Повышение надежности работы предлагаемого устройства обеспечивается облегчением режима работы вакуум-насоса и редуктора эа счет исключения

40 ударных воздействий на них, вызываемых коммутацией, а также упрощение устройства коммутации.

Кроме того, воэможность отслеживания сложных программ в широком диа45 пазоне изменения давления позволяет упростить эксплуатацию предлагаемого устройства, вследствие исключения операций настройки системы и

50 снизить расходы по подготовке и проведению экспериментов за счет уменьшения количества пробных экспериментов.

l20l804 а»

Составитель О. Гудкова

Редактор Ю, Середа Техред Ж.Кастелевич Корректор М Максими инед

Заказ 8006/4R Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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