Гидравлический пропорционально- интегральный регулятор

НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со1оз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 05.V.1968 (№ 1237715/18-24) Кл. 42г, 1!03 с присоединением заявки №

МПК G 05b 11/60

G 05d 7i01

УДК 621-551.454-525 (088.8) Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 22.т 11.1970. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 9.XI.1970

Авторы изобретения А. А. Малых, С. А. Добролюбов и О. А. Медведченко

Заявитель Смоченский филиал Научно-исследовательского института теплоэнергетического приборостроения

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОИНТЕГРАЛЪНЫЙ РЕГУЛЯТОР

Регулятор относится к технике автоматического управления, может быть использован в гидравлических системах регулирования.

Известен гидравлический пропорциональноинтегральный регулятор, содержащий усилитель, сумматор, автоматически переключаемый дроссель с дроссельной иглой, постоянный дроссель, инерционную:камеру и исполнительный механизм.

К недостаткам известных гидравлических

ПИ-регуляторов следует отнести высокую чувствительность к образованию накипи на проточных дросселирующих элементах в случае применения для их питания неочищенной водопроводной или теплофикационной воды.

П1редло>кенный регулятор отличается тем, что инерционная камера разделена тремя чувствительнымн элементами с общим подвижным штоком на четыре полости, первая из которых соединена с исполнительным механизмом и через постоянный дроссель — со второй полостью и усилителем. Третья полость соединена с автоматически переключаемым дросселем,в виде камеры, разделенной двум я мембранами на три полости. Одна мембрана соединена с дроссельной иглой, первая полость соединена с инерционной камерой и второй полостью и через изменяемое дроссельной иглой сечение с сумматором. Третья полость, соединенная с атмосферой, содержит два кулачковых ограничителя перемещения дроссельной иглы.

Эти осооенности конструкцIIII позволяют повысить надежность регулятора.

Схема регулятора представлена н а чертеже.

Регулятор состоит пз релейного трехпознционного клапанкового усилителя, который содержит отсечной клапанок питания 1, отсечной клананок слива 2, вилку 7, осн вращения

10 4 н 5, кулачки 6, 7, ролики 8, штуцера 9 н 10, сумматора, содержащего камеру отрицательной обратной связи 11, шток 12, пружину настройки 13 и мембрану И; автоматически переключаемого дросселя, состоящего нз

15 дроссельной иглы 15, мембран 16 Il 17, диска

18, пружин 19, кулачков 20 н 21, упоров 22 и 1 .ана 1а 23; I!HLp 1:1 )HHcII в1>зду..иной камс)>1.1 с нолостямн 24 — -26, общим подвижным центром 27, пружиной растяжения-сжатия 28 н

20 дросселем 29; мембранного исполнительного механизма с регулирующим органом 80 н мембранной головкой 81.

Работает регулятор следующим образом.

К штуцеру 10 Ilîäâодят давление питания

25 1">„„.„, а штуцер 9 соединяют с линией слива.

Г1ру>кнн а растяжения-сжатия 28 координирует общий подвижный центр 27 в,среднем нодо>кенни. Дроссельная игла 17 под действием усилия пластннчатых .пружин 19 упирает30 ся диском 18 в регулируемый кулачок 21.

Зазор между жестким центром мембраны 16

277426

65 и кулачком 20 устанавливают с помощью настроечной головки этого кулачка.

С помощью пру?кипы 13 настраивают задан,ное значение регулируемого .«арамстра.

В статическом режиме работы системы автоматического регулирования усилие F, действующее на шток 12 со стороны датчика регулируемого параметра, уравновешивается усилием, которое развивается давле«пем сжатого воздуха в камере отрицательной обратной связи «а эффективной площади мембраны

14, и усилием сжат«я пружины настройки 13.

При этом клапанок 1 отсекает линию питания от полости мембранной головки 31 «сполнительного механизма, а клапанок 2 отсекает полость исполнительного механизма от линии слива.

При изменении, например повышении, регулируемого параметра сила F, дейстующая на шток 12 со стороны датчика регулируемого параметра, увеличивается, в результате чего шток 12 и ролик 8 перемещаются вверх. Прп некотором верхнем положении ролика 8, действу1сщего на кулачок 7, вилка 3 теряет среднее положение равновесия относительно оси

5 и, повернувшись вокруг оси 4 по часовой стрелке, .открывает клапанок I, соединяя линию питания с полостью мембранной головки

31 исполнительного механизма.

Начиная с этого момен та регулирующий орган 30 перемещается вниз. Одновременно на постоянном дросселе 29 вследствие расхода среды в мембранную головку возникает перепад давления, в результате чего давление в 1полости 2б инерционной камеры становится больше, чем в полости 25. Под действием перепада давления на постоянном дросселе 29 общий подвижный центр 27 опускается и сжимает воздух, находящийся в полости 24. Под действием с?катого воздуха на эффект11вной площади мембраны 16 возникает усилие, и дроссельная игла 15, перемест«вшись в«раво, упирается жестким центром мсмораны 1б в регулируемый кулачок 20. С?кагый воздух перетекает из полости 24 по кан алу 23 в камеру

11 отрицательной ооратной связи, повышая в ней давление и увеличивая усилие, действующее па мембрану 14, в результате чего ролик 8, двигаясь вниз, действует на кулачок б. Прп некотором нижнем поло?кении ролика относителы1о оси 5 вилка 3, поворачиваясь вокруг осп 4 протпь часовой стрелки, занимает среднее поло?ке«ие равновесия, и кла«янок 1 отсекает линию питания от полости мембранной головки исполнительного механицизма.

В этот момент регулирующий орган прекращает,чвпже ние вниз. Проме?куток времени от начала дви?кения регулирующего органа до его остановки определяется временем:1стече«ня воздуха «з полости 24 и «олост1 :aìco«! отрицательной оор я т«ой связ11. Г го можно настраивать с помощью регулируе и?го кулачка 20.

После того как клапянок 1 отссчет л:1«!Io питания от полости мембранной головки пс5

ЗО

45 полнптельного механизма, н а постоянном дросселе 29 исчезает перепад давления, и оощий подвижный центр 27 под действием пру?кп ны 28 возвращается в исходное положение, а дроссельная игла под действием усилия

«лястпнчатой пружпнь1 19 перемещается влево, упираясь диском 18 в кулачок 21. Сжатый воздух, находящийся в камере отрицательной обрагиой связи, начинает перетекать через канал 23 13 «олость 24, а регулпру1ощпй орган стоит на месте.

По мере истечения воздуха давление его в камере отрицательной обратной связи уменьшается, а ролик 8, перемещаясь вверх под действием усилия 1, «риложенного со стороны датчика регулируемого параметра к штоку 12, действует на кулачок 7.

Прп некотором верхнем положении ролика

8 отн осительно оси 5 вилка 3 теряет среднее положение равновесия и, повернувшись вокруг ос«4 «о часовой стрелке, открывает клапанок

1, соединяя линию питания с полостью мембранной головки исполнительного механизма.

В этот момент регулирующий орган, ранее н еподви?кный, снова начинает опускаться.

Промежуток времени от остановки регулирующего органа до дальнейшего дви?кения определяется временем истечения с?катого воздуха в полость 24 из полости камеры отрицательной обратной связи при изменении ее объема в, связи с перемещением ролика 8 от

«оложсния закрытия,клапанка 1 до положения его открытия. Этот прометуток времен и, в течение которого регулирук>щпй орган неподви?кен, может настраиваться с помощью регулируемого кулачка 21.

1 аким образом, измерительно-преобразовательный блок импульсами, длительность и скважность которых мо?кет регулироваться сиответствен«о с «омощью кулачков 20 и 21, «выдает» ?кидкость «од давлением в полость мембранной головки, в результате чего регулиру1ощий орган соответственно импульсамп перемещается ступеньками вниз до тех пор, пока регулируемый параметр не придет к заданному значению.

Предмет изобретения

Гидравлический пропорционально-интегральный регулятор, содержащий усилитель, сумматор, автоматически переключаемый дроссель с дроссел ьн1ой иглой, постоянный дроссель, инерционную камеру и исполнительный механизм, отлича о1цийся тем, что, с целью повышения nàде?кности, инерционная камера разделена тремя чувствительными элементам«с общим «одви?кным штоком IHB четыре «о.!НСТ», «срвая «з которых соединена с «с«ол««тель«ым мсхя«змом и — через постоя««ьш дроссель — со второй полостью и усилителем, третья по locT!, coe1HHCHH c BBTQMBTHчески «ереключаемым дросселем в виде камеры, разделенной двумя мембранами на Tpg

277426

19 22 23

Составитель Б. С. Шевченко

Текред Л. Я. Левина

Редактор Б. Б. Федотов

Корректоры Т. А. Абрамова и О. Б. Тюрина

Заказ 3046 б Тирани 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР .Чосква, Ж-35, Раушская иаб.. д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 полости,,в котором одна мембрана соединена с дроссельной иглой, первая полость "оедичена с инерционной камерой и второй полостью и через изменяемое дроссельной иглой сечение —" сумматором, а третья полость соединена со соросом в атмосферу и содержит два кулачковык ограничителя перемещения дроссельной иглы.