Способ изменения коэффициента усиления пневматического рычажного регулятора системы котельной автоматики

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Colo 3 Советакик

Социвлиатичеакик рва пубяик 1937869 (5l ) Дополнительное к авт. свив-ву (22)Заявлено 30.10.80 (21) 3003055/2.4-06 с присоединением заявки М (23)Приоритет—

Опубликовано 23 06 ° 82. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания. 2.3.06.82 (51) М. Кл.

F 22 В 35/00 фву ррщаии4 кфиктет ееср ве деми взе4ретеввв н енрытвй (53) УДК 621.182..2 (088.8) Б. К. Левин и В. Д. Ферманьян. (72 ) Авторы изобретения

I, . I (и (7l ) Заявитель (54) СПОСО6 ИЗМЕНЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА УСИЛЕНИЯ

ПНЕВИАТИЧЕСКОГО РЫЧАЖНОГО РЕГУЛЯТОРА

СИСТЕМЫ КОТЕЛЬНОЙ АВТОМАТИКИ

Изобретение относится к автоматизации котлоагрегатов малой и средней мощности, Известен способ изменения коэффициента усиления пневматического ры5 чажного регулятора системы котельнои автоматики путем регулирования, в зависимости от требуемого значения ко. эффициента усиления положения стяжек, соединяющих суммирующий рычаг с .уста-1, новленным на его плече индикатором рассогласования с передаточными рычагами.с установленным на одном из них измерителем, а на втором - элементом обратной связи (1).

Однако в известном способе диапа эон изменения коэффициента усиления определяется минимальным и максимальным положениями стяжек, т.е. габаритами регулятора, Увеличение диапазонаро изменения коэффициента усиления ведет к возрастанию габаритов регулятора.

Цель изобретения - увеличение диапазона изменения коэффициента усиле»

2 ния и уменьаение динамической погрешности регулятора.

Укаэанная цель достигается тем, что последовательно определяют модуль упругости, момент инерции и жесткость суммирующего и передаточных рычагов и коэффициент жесткости, в зависимости от которого корректируют положение стяжек, при этом плечо с индикатором рассогласования выполняют разгружен" ным.

На чертеже представлена схема регулятора, реализующего предлагаемый способ.

Регулятор содержит измеритель-силь фон 1, элементы обратной связисильфоны 2, индикатор 3 рассогласования и усилитель 4. Рычажная система регулятора состоит из суммирующего и передаточных рычагов 5, 6 и 7 связанных между собой при помощи под" вижных стяжек 8. Емкость и дроссель

9 сяужат для введения в закон регулирования интегральной составляющей.

1+С В и 1+С A (3) К аах) 1, К,„min c 1, 3 9378

Пружина 10 служит для установки задания.

Регулятор работает следующим образом.

При увеличении давления Р в измерителе-сильфоне 1 его усилие оказывается больше усилйя пружины. 10 и передаточный рычаг 7 поворачивается относительно точки 0 . Через стяжку

8 это перемещение передается на сум- >е иирующий рычаг 5, который поворачи вается относительно точки 04 . Его перемещение индикатором 3 рассогласования преобразуется в давление, которое усиливается усилителеи Й и поступает в сильфоны 2 обратной связи, усилия которых стремятся- повернуть суммирующий рычаг в обратном направлении. Равновесие наступает при равенстве моментов сил измерителя, об. в ратной связи и пружины 10 установки задания. Изменение коэффициента усиления достигается перемещением стяжек 8. Диапазон изменения коэффици" ента усиления определяется расстояниями 01, О и 01 О .

Расчет коэффициента усиления регулятора при условии абсолютно жесткой рычажной системы ведут по формуле

dPo Fq а . а а

« ° «Ф « (1)

К1 -, . - -!

bpoc Fz 31 а4 а6 где К - коэффициент усиления регу1 лятора; З5

ЬРо - номинальное входное давление;

ЬРо — изменение выходкого давления;

F . F - эффективные площади сильфо1 2. нов измерителя обратной связи соответственно;

3 а а а 6 размеры плеч р ,1э, э э Дъ 1 чагов.

В реальных регуляторах жесткость рычагов вели чи на конечная . Поэтому под действием сил измерителя и элеиента обратной связи рычаги деформируются (изгибаются, показано пунктиОМ s

При этом сильфоны l и 2 испытывают растяжение или сжатие и, как, следствие, ьозникают силы упругих реакций,. Эти силы, участвуя в силовои суммировании сигналов измерите- 55 ля и элемента обратной связи, вызывают отклонение действительного значения коэффициента усиления К от ве69 ф личины К, рассчитанной по формуле (1).

Действие силы R направлено встре чно дей ст вию силы измерителя, а действие R - встречно действию силы элемента обратной связи.

Для компенсации действия "силы R„ необходимо увеличение входного давления, поэтому действие R приводит к уменьшению коэффициента усиления, Анало ги чно дейст вие R < способст вует увеличению коэффициента усиления.

В зависимости от соотношения сил реакций общее изменение коэффициента усиления может быть как положительным, так и отрицательным. Поэтоиу действительное значение К коэффициента усиления регулятора определяют по формуле

К К4 Кж 9 (2) где К - коэффициент жесткости, характеризующий отношение действительного значения К коэффициента усиления от величины К, рассчитанной для случая абсолютно жестких рычагов.

Для нахождения коэффициента жесткости К,„;последовательно определяют моменты инерции 1 и 1 жесткости

Elc и Е1 суммирующего и передаточных рычагов соответственно, жесткости С и С измерителя сильфона 1 и элемента обратной связи - сильфона 2 и величину Кк, равную

Здесь величины А и 8 равны соответственноо а i (а«+а1) (2a -a1) ag (a a g),L,) а.6 Et 3EI>

Очевидно, что расширение диапазона изменения коэффициента усиления регулятора по сравнению с абсолютно жестким обеспечи вает ся при выполнении условия где К max — коэффициент жесткости при максимальном коэффициенте усипения;

К min - то же при минимальном.

5 9378

Учитывая зависимость (3) - (5) получим е а fag.-a )(V max-.C (2а -а )+а С ) (7)

6а (1- ax) 2.

ayfa +ay) K 1па а +а »

a+a -а + (Y mln-1)

c„ >o

Уравнение (7) позволяет выбрать жесткость суммирующего рычага в зависимости от жесткостей С измерителя

1.и С элемента 2 обратной связи и размеров плеч рычагов, а по уравнению (В) выбирают жесткость E3q передаточных рычагов в зависимости от жесткости Е Дв суммирующего рычага.

Максимальное расширение диапазона изменения коэффициента усиления or- 20 раничено областью упругих деформаций рычагов 5-7 и сильфонов 1 и 2.

Использование предлагаемоro способа позволяет повысить точность установки коэффициента усиления и тем самым уменьшить динамическую погрешность. регулятора, а также расширить диапазон изменения коэффициента усиления.

Формула изобретения

Способ изменения коэффициента усиления пневматического рычажного регулятора системы котельной автоматики путем регУлирования в зависимости от требуемого значения коэффициента усиления положения стяжек, соединяющих суммирующий рычаг с установленным на его плече индикатором рассогласования с передаточными рычагами с установленным на одном из них измерителем, а на втором - элементом обратной связи, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения диапазона изменения коэффициента усиления и уменьшения дияамичес" кой погрешности, последовательно on ределяют модуль упругости, момент инерции и жесткость суммирующего и передаточных рычагов и коэффициент жесткости, в зависимости от которого корректируют положение стяжек, при этом плечо с индикатором рассогласования выполняют разгруженным.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Корнилов Ю.Г. Элементы и системы пневпоавтоматики. Киев, "Техника 1, 1968, с.142.

937869

Составитель В.Назаров

Редактор Т.Кугрышева Техред H. Tenep Корректор Н.Швыдмая

Заказ 4425/52 Тираж 45l Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д.4/5 . Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4