PL54351B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 5.n.l968 54351 KI. 47 g, 4B/0* Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Zdzislaw Barski, mgr inz. Bogdan Koprowski Wlasciciel patentu: Instytut Techniki Cieplnej, Lódz (Polska) Urzadzenie do otwierania i zamykania zaworów, zasuw i klap w ukladach automatycznej regulacji i zdalnego sterowania Wynadazek dotyczy urzadzenia do otwierania i zamykania zaworów, zasuw i klap w ukladach automatycznej regulacji i zdalnego sterowania z zastosowaniem silownika tlokowego zasalanego sprezonym powietrzem lulb ciecza o cisnieniu zmiennym okresowo w czasie. iZnaine sa elementy napedowe elektryczne prze¬ znaczone do otwierania i zamykania zaworów, .skladajace sie z silnika elektrycznego oraz prze¬ kladni zebatej i posiadajace charakterystyke cal¬ kujaca. Sa one przystosowane do wspólpracy z re¬ gulatorami elektrycznymi lulb elektronowymi z wyjsciem przekaznikowym ale jednoczesnie wy¬ kazuja nizej opisane wady. Z reguly sa one przy¬ stosowane do wspólpracy ze specjalnymi zawo¬ rami [regulacyjnymi o posuwistym ruchu trzpie¬ nia polaczonego z grzylbkiem zaworu, który z kolei powinien posiadac odpowiednia charakterystyke, dostosowana do charakterystyki obiektu regulacji.

Poza tym elementy napedowe elektryczne ule¬ gaja czestym uszkodzeniom szczególnie w ciezkich warunkach pracy w zapylonych i zawilgoconych halach produkcyjnych a koszt ich wykonania jest znaczny. Znane 6a równiez elementy napedowe pneumatyczne, które sa pewniejsze w eksploata¬ cji od elektrycznych ale nie sa przystosowane do bezposredniej wspólpracy z regulatorami elektro¬ nowymi lub elektrycznymi wytposiaizonymi w wyj¬ scia przekaznikowe. 10 15 20 W przypadku zas zastosowania miedzy regula¬ torem a elementem nalpedowym przetwornika ele¬ ktropneumatycznego konieczne jest zasilanie ukla¬ du regulacji specjalnie przygotowanym, oczyszczo¬ nym i odoliwionym sprezonym powietrzem, o sta¬ bilizowanym cisnieniu.

Znane jest równiez urzadzenie z zastosowaniem dwóch silowników tlokowydh zasilanych za po¬ srednictwem zaworków elektromagnetycznych sprezonym powietrzem o cisnieniu zmiennym okresowo w czasie przy czym silowniki tlokowe napedzaja za posrednictwem swoich dzwigni na¬ pedowe kolo zejbate zaworu regulacyjnego w pra¬ wo lub w lewo, powodujac przymykanie lufo otwieranie zaworu regulacyjnego. Glówna wada wyzej ©(pisanego urzadzenia jest koniecznosc sto¬ sowania dwóch silowników tlokowych i dwóch zaworków elektromagnetycznych do napedu jed¬ nego zaworu regulacyjnego co zwieksza koszty wykonania urzadzenia.

Celem wynalazku jest usuniecie wad znanych urzadzen do otwierania i zamykania zaworów.

Aby osiagnac ten cel wytyczono solbie zadanie opracowania elementu napedowego elektropneuma- tycznego z zastosowaniem jednego silownika tlo¬ kowego, który jest zasilany sprezonym powietrzem lufo ciecza znaljdujaca sie pod cisnieniem, przy czym cisnienie powietrza lulb 'cieczy jest okresowo zmienne w czasie, wskutek zainstalowania na przewodzie cisnieniowym ukladu impulsujacego, 54 351s ,w u ^54,351 skladajacej '$fi$* rfe? przjnklad* ze*zwianego imipul^ satora elektronicznego Jufo elektromechanicznego polaczonego z trójdrogowym zaworem elektro¬ magnetycznym. _¦ - '; 'Zgodnie z wytyczonym j&fam^^&zzfi&zeme do. otwieraoaia i zamykania zaworów jest wyposazone w silownik tlokowy, przy czyim tloczysko tego silownika na którego koncu jest osadzona stopa,~~ jest umiejscowione nad ulozyskowanylm przegur bem laczacym dwie dzwignie, których" warne kónce sa zamocowane przegulbowo na ulozyskowanych obrotowo w konstnikcji wsporczej urzadzenia, segmentach" fcafc^dftwych, umieszczonych z lewej i z prawej strony zejbatego kola, sprzeganego z na¬ pedzanym zaworem, zasuwa lulb klapa. Pod rucho¬ mymi segmentami nalpedowyimi urzadzenia wedlug wynajaizku umocowane sa rygle elektromagne¬ tyczne, których Ti^pme zwory wylposazone w sprezyny zwrotne s^^umiejscowione w wycieciach s^gmemtów napedowych.

'Korzysci techniczne wynikajace z zastosowania wynalazku polegaja na tym, ze przy uproszczonej budowie i konstrukcji urzadzenia uzyskuje sie obnizenie kosztów wykonania w porównaniu do urzadzen znanych a jednoczesnie ze wzgledu na znikomy pobór mocy przez uzwojenia rygli ele¬ ktromagnetycznych- istnieje -mozliwosó bezstylkó- wego sterowania urzadzendeim, przez wlaczenie uzwojen rjESfc elektromagnetycznych wprost do obwodów wyjsciowych regulatorów trójpolozeriio- wydh i krokowych lufo regulatorów ekstremalnych i adaptacyjnych, w przypadku zastosowania urza¬ dzen liczacych.

Wynalazek zostanie , blizej objasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia, schemat blokowy urzadzenia a fig. 2 przedstawia urzadzenie w wi¬ doku.

Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera silownik tlokowy 1 pneumatyczny lufo hydrauliczny zasi¬ lany sprezonym powietrzem lufo ciecza znajdujaca sie pod cisnieniem z rurociagu 2, za posredni¬ ctwem trójdrogowego, fclektaoipagnetycznego za- worka 3 (lufo rozdzielacca ^OKsfeowego), przy czym uzwojenie zaworka 3 jest zasilane z imipulsatora 4 elektrycznego lufo eleMroimecnandcznego, ko¬ rzystnie o nastawnym okresie impulsowania, Tloczysko silownika tlokowego 1 jest umiejsco¬ wione nad ukladem dwóch przetgu/bowo polaczo¬ nych dzwigni 20 i 21, ulozyskowanych obrotowo, na seglmentach na,pedowych lewylm 5 i prawym 6.

Segment napedowy 5 z zebami 23 zamocowany jest obrotowo z lewej strony zebatego kola 7, sprzegnietego z napedzanym zaworem 8, nato¬ miast segment napedowy 6, z ze^Lum 24, zamo¬ cowany jest obrotowo z prawej strony zebatego kola 7. Segment napedowy 5 moze byc unieru¬ chomiony lub zwolniony za pomoca rygla elektro¬ magnetycznego 9, umocowanego w konstrukcji wsporczej urzadzenia, pod segmentem napedowym 5, przy czym ruchoma zwora tego rygla, wypo¬ sazona w sprezyne zwrotna, jest umiejscowiona w wycieciu segmentu 5. Segment napedowy 6 moze byc w podobny sposób unieruchomiony lub 30 35 40 45 50 55 60 zwolniony za i>ombcS| umiwwanje^ jjpjf jupl £7$^ elektromagnetycznego 10.| ^ ^ j j */, '^£ £\ j %\ ??l ¦:'¦ Wlaczanie lufo wylaczanie uzwojen ry rygli ele¬ ktromagnetycznych 9 i 40 moze*.^* €ySvac za posrednictwem^ st^ów^pWikazniika trójipolozenio- wego ii badz tez dwóch' przekazników dwupolo- zenilOiw^iS^l^^f i^3w3^czj>nych w Obwód wyjscio¬ wy ki>>koweiiito ^egHZla^^a, temiper^iua^ 3aeV wzmac¬ niaczem 14 i oporowymj ozujniMe^,'leajpceratury 151 na wejsoi^'"*^>i%& j ':' ¦\-^£' ¦¦:;.

W cylindrze 1 jest umieszczony ttók v16 silow¬ nika z tloczyskiem 17, na którego koncu jest osa¬ dzona stopa ^^^Rr^^zesuwaniu sie tloka 16 ku dolowi stopa 18 naciska ta ulozyskowany przegub 19 dzwigni 20 i 21 przy czym Atfnk^/2® jes+ zamocowana swoim drugim koncem ^prze^ufaowo na segmenicie 5 a dzwignia SlPjesi *zarinoeowana swoim drugim koncem przegulbowo narsegmencie 6. Pomiedzy dzwigniami 20 i 21 jest zamocowana sprezyna 22.

Segmenty napedowe- S'-^^'-jmga''X^'v7SSSSS^GTie' na wspólnej osi z kolem zebatym 7. W tym przy¬ padku zeby uchylne 23 i 24 ze sprezynami zwrot¬ nymi . powinny byc ulozyslkowane w jednej plasz¬ czyznie z kolem 7, na kólkach przytwierdzonych do segmentów 5 i 6. Rozwiazanie takie zapewnia zmniejszenie wymiarów gabarytowych urzadzenia- Ponadto stopa 18 moze miec ksztalt wycinka ko¬ la i wówczas jest przytwierdzona sztywno do dzwigni 20 a dzwignia 21 jesjt polaczona ze stopa 18 przegulbowo, przy czyim tloczysko 17 jest za¬ konczone uiozyskowana rolka. Zapewnia to eli¬ minacje lub ograniczenie wartosci szkodliwych momentów zginajacych, oddzialywujacych na tlo¬ czysko 17, gdyz w tym przypadku tloczysko 17, oddzialywuje na stope 18 wzdluz prostej, normalnej: do krzywizny stopy 18 w kazdym. punkcie. . .:/ W przypadku jednostronnego zasilania silowni-: ka tlokowego 1 sprezonym powietrzem lufo ciecza o cisnieniu zmiennym okresowo w czasie, za po-: sredniotwem przewodu impulsowego 25, silownik tlokowy moze byc wyposazony w dodatkowa spre¬ zyne zwrotna 26, natomiast przy dwustronnym za¬ silaniu silownika, sprezone powietrze lulb ciecz znajdujace sie pod cisnieniem, sa podawane kolej¬ no przez przewód impulsowy 25 oraz przewód im¬ pulsowy 27.

W przypadku gdy temperatura otoczenia czuj¬ nika 15 jest zgodna z wartoscia temlperatury na¬ stawionej na regulatorze 14 przekazniki J2 i lfr sa n.epofoudzone i uklad pozostaje w spoczynku, gdyz rygle elektromagnetyczne 9 i 10 uniemozli¬ wiaja przesuniecie segmentów napedowych 5 i 6^ W przypadku gdy temperatura otoczenia czujni¬ ka 15 wzrosnie ponad wartosc zadana, regulator 14 spowoduje pobudzenie cewki przekaznika 12, który swoimi stykami zamknie obwód uzwojenia rygla elektromagnetycznego 10 : w nastepstwie tego* zwolnienia segmentu napedowego 6.

Sprezone powietrze przy narastaniu cisnienia naciskajac na tlok 16 spowoduje przesuniecie tlo- czyska 17 ku dolowi, przy czym stopa 18 naciskajac- na przegub 19 spowoduje jego przesuniecie ku do¬ lowi w prawo, w efekcie czego dzwignia 20^obra¬ cajac sie w lozysku umiejscowionym na zafoloko- •^,;;54 3 5 ¦¦ wanym segmencie 5 spowoduje za posrednictwem dzwigni 21 obrót segmentu dokola jego osi obrotu.

Zejby 24 zaszabieoace sie;z zetami kola napedowe¬ go 7 spowoduja jego Obrót w prawo w kierunku przyimylkania sprzegnietego z nim zaworu 8 re- 5 gulujacego doplyw czynnika roboczego do obiektu regulacji. v 'Przy spadku cisnienia sprezonego powietrza, spowodowanego dzialaniem ukladu impulsujacego 4 i 3, tlok 16 wraz z segmentem napedowym 6 J0 cofa sie ku górze, na skutek dzialania sprezyn zwrotnych 22 i 26. Zejby 24 zamocowane obroto¬ wo w segmencie 6 odchylaja sie przy cofaniu te¬ go segmentu i nie powoduja obrotu kola 7 w prze¬ ciwnym kierunku. Opisane cykle pracy beda sie powtarzaly az do czasu wylaczenia przez regula¬ tor 14 przekaznika 12 i przerwania jego stykami^—- obwodu, zasilajacego uzwojenie rygla elektromag- ^ netycznego 10.

W przypadku, gdy temperatura otoczenia czujni- x ka 15 obnizy sie ponizej wartosci nastawionej na regulatorze 14 zostanie pobudzony przekaznik 13, który spowoduje zwolnienie rygla elektromagne¬ tycznego 9 segmentu 5. Iloczysko 18 naciskajac r±a - przegub 19 spowoduje obrót segmentu 5, który naciskajac zebami 23 na zeby kola 7 spowoduje, jego obrót w lewo.

Ruchy powrotne tloka 16 wraz z segmentem napedowym 5 przy spadku cisnienia czynnika ro¬ boczego odbywaja sie pod wplywem dzialania M sprezyn 22 i 26 badz tez pod wplywem dzialania sprezyny 22 i sprezonego powietrza, przy dwu¬ stronnym zasilaniu tloka.

Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc rów¬ niez wyposazone w silownik membranowy, zamiast silownika tlokowego.

Urzadzenie wedlug wynalazku moze byc szeroko stosowane w ukladach automatyki i zdalnego ste¬ rowania procesami przemyslowymi we wszystkich galeziach przemyslu.

Ponadto urzadzenie moze byc przystosowane do _-- wspólpracy z urzadzeniami liczacymi analogowy¬ mi lub cyfrowymi, w adaptacyjnych i \ ekstremal¬ nych ukladach regulacji.

W tym przypadku kazde, scisle okreslone i jed- 45 nakowe przesuniecie elementu nastawiajacego na¬ pedzanego urzadzeniem wedlug wynalazku, moze byc rejestrowane w pamieci ukladu jako impuls elektryczny. Suma zarejestrowanych impulsów do której dodawane sa impulsy odpowiadajace ele¬ mentarnym przesunieciom w kierunku otwierania elementu nastawiajacego i od której odejmowa¬ ne sa impulsy odpowiadajace elementarnym prze¬ sunieciom w kierunku przemykania elementu na¬ stawiajacego jest miara stopnia otwarcia tego ele¬ mentu. 55 Urzadzenie liczace w ukladzie regulacji, w wy¬ niku analizy wartosci mierzonych parametrów ob¬ wodu regulacji, zaklócen i wskazników technicz¬ no-ekonomicznych ustala zadane polozenie elemen¬ tu nastawiajacego w polstalci liezfay ilmtpulsów rów- 60 niez zarejestrowanych w pamieci. Porównanie obydwu .wartosci jesit dokonywane przez czlon porównujacy. ; 6 ..-..-.¦¦ W przypadku wystapienia róznicy pomiedzy rze¬ czywistym i zadanym polozeniem elementu na¬ stawiajacego, na wyjsciu czlonu porównujacego pojawia sie sygnal wyfcoafifwczjf, polegajacy na wlaczeniu uzwojenia oc^m&c^eo rygla elektro¬ magnetycznego. Wówczas' ^l^eni; nastawiajacy, napedzany przez urzadzenie wedlug wynalazku zacznie zmieniac swoje polozenie, przy czym im¬ pulsy odpowiadajace elementarnym przesunieciom beda rejestrowane w pamieci urzadzenia licza¬ cego, niwelujac róznice pomiejdzy wartosciami: zadana i rzeczywista. W momencie gdy element nastawiajacy zajmie zadane polozenie nastapi wy¬ laczenie rygla etoflBtp&aflignetycznego.

Jedjia'"maszyna' matematyczna moze przy tym zawierac wieksza laozfoe bloków sterujacych i ste- rw^xwie]jc«4a elementami nastalwiajacymi prze¬ kazujac sygnaly wykonawcze do poszczególnych urzadze^ wedlug wynalazku, napedzajacych ele¬ menty nastawiajace-obiekt regulacji.

. Z a s tpz e: z e n i a patentowe 1. Urzadzenie do otwierania i zamykania zaworów, zasuw 1 klap w; ukladach automatycznej regu¬ lacji i zdalnego sterowania, w którym do za¬ silania silownika tlokowego stosuje sie spre¬ zony gaz^luJb ciecz znajdujaca sie pod cisnie¬ niem przy czym cisnienie tego gazu lub cieczy j,est okresowo zmienne znamienne tym, ze tlo- ezysko (17) silownika tlokowego (1) na którego koncu jest^sadzona- stopa (18) jest umiejsco¬ wione nad ulozyskowanym przegubem (19) dzwigni (20) i (21), przy czym dzwignia (20) jest zamocowana swoim drugim koncem prze- igulbowó na ulozyskowanytm obrotowo segmen¬ cie (5) -a dzwignia (21) jest zamocowana swoim drugim koncem przeguibowo na ulozyskowanym obrotowo segmencie (6), przy czym segment na¬ pedowy (5) zzejbami (23) jest umieszczony z le¬ wej strony zejbatego kola (7) a segment nape¬ dowy (6) z zebami _(24) jest umieszczony z prawej strony kola (7).~ 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze segmenty napejdowe (5 i 6) sa osadzone na wspólnej osi z kolem zebatym (7). * 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze rygle elektromagnetyczne (9 i 10) sa uinóódwane w konstrukicji wsporczej urza¬ dzenia pod segmentami (5 i 6) a ruchome zwo- ry tych rygli, wyposazone w sprezyny zwrotne sa umiejscowione w wycieciach segmentów (5 i 6). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—3, znamienne tym, ze stopa (18) ma ksztalt wycinka kola i jest przytwierdzona sztywno do dzwigni (20) a dzwignia (21) jest polaczona ze stopa (18) przegubowo, przy czym tloczysko (17) jest za¬ konczone ulozysibowana rolka. 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1—4, znaimitenne tym, ze posiada silownik membranowy zamiast silow¬ nika tlokowego (1).KI. 47 g, 45/04 54 351 MKP F06k ZG „Ruch" W-wa, zam. 1804-67 nakl. 420 egz.