Патент ссср 411441
4ll44l
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Соеетснии
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
М. Кл. G 05d 16/06
Заявлено 23.1 I l.1972 (№ 1762318/18-24) с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень № 2
Дата опубликования описания 31 V.1974
Государственный комитет
Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий
УДК 621.646.4(088.8) Авторы изобретения Ю. П. Золкин, М. А. Ланина, А. Н. Маиькин, А. А. Райсфельд и В. С. Торопцов
Заявитель
РЕГУЛЯТОР РАВЕНСТВА ДАВЛЕНИЙ
ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
Изобретение относится к автоматическим устройствам прямого действия для регулирования параметров газов и может быть применено в химической, нефтехимической, газовой и других отраслях промышленности.
Регуляторы прямого действия широко используются во многих отраслях промышленности как простые и надежные средства стабилизации и регулирования технологических параметров. Среди этих регуляторов существует особый вид регуляторов прямого действия с газовой пружиной (регуляторы равенства давлений), которые, как правило, выполняют задачи очень точного поддерживания технологических параметров, например равенства давлений.
Однако часто качество процессов регулирования при использовании таких регуляторов оказывается неудовлетворительным, особенно при использовании их для процессов большой инерционности или процессов, имеющих значительные внешние возмущения.
Основной причиной неудовлетворительного качества регулирования, в тсм числе появления в ряде случаев устойчивых автоколебаний большой амплитуды, является присутствие в структуре известных регуляторов равенства давлений нелинейного звена типа «ограничение».
Так, например, если заслонка такого регулятора в результате внешнего возмущения, вызвавшего уменьшение регулируемой величины, отходит от сопла более, чем на 1/4 диаметра проходного сечения сопла, то дальнейшее ее перемещение уже пе вызывает изменения расхода через сопло, так как при этом площадь поверхности между соплом и заслонкой будет больше или равна площади сечения
10 сопла.
Перемещение заслонки в обратную сторону при последующем увеличении регулируемой величины также не будет вызывать регулирующего воздействия (изменения расхода) до
15 тех пор, пока заслонка не подойдет к соплу ближе, чем на 1/4 диаметра сопла.
Б противоположном случае, когда возмущение приводит к увеличению давления, при ка23 сании заслонки сопла регулирующее воздействие миним ально, обычно продолжающееся возрастание регулируемой величины вызывает прогиб чувствительного элемента, но не может привести к изменению регулирующего
25 воздействия. Регулирующее воздействие вновь будет изменяться только тогда, когда чувствительный элемент при уменьшении регулируемого параметра вернется к положению равновесия, соответствующему минимуму регули30 рующего воздействия и пройдет его.
411441
Целью изобретения является улучшение качества процессов регулирования путем создания конструкции регулятора, в структуре которого вместо нелинейного звена типа «ограничение», будет нелинейное звено типа «упор», которое обеспечивает при регулировании эффект предварения, т. е. по динамическим свойствам равносильно введению воздействия по производной.
Это достигается тем, что регулятор прямого действия снабжается упором, ограничивающим перемещение заслонки от сопла на расстояние больше 1/4 диаметра проходного сечения последнего, а чувствительный элемент, например мембрана, соединяется с помощью фрикционного соединения с заслонкой, например телескопической фрикционной муфтой.
На фиг. 1 приведена схема регулятора равенства давлений прямого действия, состоящего из корпуса 1, камеры задания 2, чувствительного элемента (мембраны) 3, заслонки 4, сопла 5, упора 6, фрикционного соединения (телескопической фрикционной муфты) 7.
На фиг. 2 приведены характеристики нелинейных звеньев типа «упор» и «ограничение» при входном воздействии в виде синусоидаль.— ного изменения давления задания.
Регулятор работает следующим образом.
Пусть давление задания в камере 2 изменяется по синусоиде, тогда под воздействием этого давления мембрана 3 перемещается вниз вместе с заслонкой 4, открывая сечение сопла 5. Когда заслонка выйдет из зоны регулирования, т. е. сечение между заслонкой и соплом сравняется с сечением самого сопла, она дойдет до упора 6. Поэтому дальнейшее перемещение мембраны будет вызывать проскальзывание штока в телескопической фрикционной муфте 7, которая благодаря трению создавала жесткую систему при свободном ходе заслонки, но при касании последней упора перестала быть жесткой и под действием сил от мембраны приводит к проскальзыванию штока в телескопической фрикцион ной муфте, Регулирующее воздействие будет при этом оставаться максимальным. Дальнейшее изменение входного сигнала по синусоиде ведет к его уменьшению, что сразу приведет в движение чувствительный элемент 3 и заслонку
10 4 вверх. Это хорошо видно на фиг. 2, где момент начала изменения регулирующего воздействия обозначен t .
Известная конструкция регулятора, имеющая в структуре нелинейный элемент типа
1 «ограничение», обеспечивала начало изменения регулирующего воздействия лишь в момент 4.
Таким образом, в предложенной конструкции наблюдается эффект опережения реаги2З рования, равный (4 — t>), на изменения регулируемого параметра. Это значительно улучшает качество переходных процессов, уменьшая время регулирования и динамическую ошибку.
23
Предмет изобретения
30 Регулятор равенства давлений прямого действия, содержащий корпус с расположенным в нем чувствительным элементом, соединенным с регулирующим органом типа «сопло— заслонка», отличающийся тем, что, с
3S целью улучшения качества регулирования, он снабжен упором, расположенным от заслонки на расстоянии не более 1/4 диаметра проходного сечения сопла, а чувствительный элемент соединен с заслонкой через фрикционное со40 единение, например телескопическую фрикционную муфту.
411441
Жснопипа„упо "
33енс пшпа„вгувиичение" фЫтние) Риг 2
Фиг. 1
Составитель Ю. Луцук
Техред 3. Тараненко Корректор Л. Новон.ялова
Редактор Б. Нанкина
Типография, ир. Сапунова, 2
Заказ 1203 19 Изд, № 1155 Тираж 760 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 5Ê-35, Раушская наб, д 4/5
