RU1795503C - Устройство дл дифференцировани сигналов - Google Patents

Abstract

Цель изобретени  - упрощение устройства и расширение области применени  путем дифференцировани  сигналов, характеризующих температуру. В св зи с этим предлагаетс  устройство, в котором датчиком служит непосредственно преобразователь . Дл  этого его первый сильфон 2 расположен внутри дополнительно установленного сильфона 11, разделенных между собой средой, коэффициент теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок сильфонов 2, 3, 11. при этом один торец дополнительного сильфона жестко св зан с неподвижным фланцем 12, а второй торец - с общим подвижным фланцем 8 первого и второго сильфонов, в котором установлен регулируемый дроссель 4 дл  пр мого и обратного перепуска рабочей жидкости из полости первого сильфона во второй. 1 ил.

Description

//

СЛ

С

Изобретение относитс  к средствам автоматики и может быть использовано в гидравлических и пневматических установках систем автоматического управлени  и регулировани  в качестве усилительно дифференцирующего звена.

Известно устройство дл  термической коррекции, содержащее нагреватель, чувствительный элемент и теплопередающий элемент между ними, позвол ющий смен ть посто нную времени передачи.

Известно также устройство дл  дифференцировани  сигналов, содержащее суммирующий механизм, два сильфона, соединенные друг с другом торцами подвижным фланцем и установленные в направл ющей , и узел приема входных сигналов, св занный через дроссель, с первым сильфоном и через подвижный фланец со вторым еильфоном с помощью гибкого шланга, другой конец второго сильфона соединен с другим подвижным фланцем, при этом суммирующий механизм выполнен в виде сильфона, расположенного внутри второго сильфона в направл ющей втулке, и соединенного одним торцом с другим подвижным фланцем второго сильфона, а вторым торцом - с общим подвижным фланцем сильфонов.

Однако, недостатком известного устройства  вл ютс  большие габариты и сложность конструкции, обусловленные наличием дистанционного датчика, выполненного в виде отдельного узла, а также ограниченна  область использовани  из-за невозможного выполнени  датчика совме- стно с исполнительным механизмом в р де систем автоматического регулировани  и управлени , в которых регулирование расхода среды осуществл етс  через исполнительный механизм, непосредственно св занный с чувствительным датчиком.

Целью изобретени   вл етс  упрощение конструкции и расширение области применени  путем дифференцировани  сигналов, характеризующих температуру.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в предложенном устройстве дл  дифференцировани  сигналов, содержащем узел приема входного сигнала, регулируемый дроссель и преобразователь, состо щий из двух соосных сильфонов, смежные торцы которых соединены первым подвижным фланцем, другой торец первого сильфона соединен с неподвижным фланцем и, корпуса - направл ющей, в которой размещены .первый и второй сильфоны, а также суммирующий механизм, выполненный в виде .третьего сильфона. размещенного коэкси- ально во втором сильфоне в направл ющей

втулке, и соединенного одним торцом со вторым подвижным фланцем второго сильфона ,  вл ющегос  выходным звеном, а другим торцом - с первым подвижным фланцем , узел приема входного сигнала выполнен в виде дополнительного сильфона, внутри которого соосно расположен первый сильфон преобразовател , при этом один торец дополнительного сильфона жестко

св зан с неподвижным фланцем первого сильфона, а второй торец - с первым подвижным фланцем, .в котором установлен регулируемый дроссель, при этом коэффициент теплопроводности среды между первым и дополнительным сильфонами меньше коэффициента теплопроводности материала стенок первого, второго и дополнительного сильфонов.

На чертеже изображен общий вид предложенного устройства.

Устройство дл  дифференцировани  сигналов содержит преобразователь 1, .который состоит из первого 2, второго 3 силь- фонов и регулируемого дроссел  4

игольчатого типа. Сильфоны 2 и 3 одними торцами св заны между собой общим подвижным фланцем 5, в котором установлен дроссель 4, Фланец 5 жестко соединен с фланцем 6 сильфона 7 суммирующего механизма , который другим торцом соединен с подвижным фланцем 8. Фланец 8 св зан с т гой 9, перемещение которой  вл етс  выходным сигналом устройства. Дл  возврата в исходное положение т ги 9 и уменьшени 

вли ни  механического гистерезиса материала стенок сильфона применена пружина 10. К подвижному фланцу 5 одним торцом соединен дополнительный сильфон 11, другой торец которого св зан с неподвижным

фланцем 12. С фланцем 12 также св зан другим своим торцом сильфон 2. Полость а, образованна  внутренним 2, наружным 11 сильфонами, а также общим подвижным 5 и неподвижным 12 фланцами, заполн етс 

средой или воздухом, коэффициент теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок первого 2, второго 3 и дополнительного 11 сильфонов.

Рабоча  жидкость из первого 2 во второй 3 сильфон и наоборот поступает через регулируемый дроссель 4. Подвижные детали преобразовател , суммирующего механизма и датчика перемещаютс  по

направл ющим 13 и 14, выполненным в виде втулок.

Работу устройства дл  дифференцировани  сигналов, последовательно включенного в систему регулировани , рассмотрим

в двух случа х: при резком (мгновенном) изменении входного воздействи ; при плавном (медленном) изменении входного воздействи .

В Первом случае из-за наличи  термического сопротивлени  среды в положении а нагрев, а следовательно, давление в силь- фонё 2 нарастает медленнее, чем в сильфо- не 3. В результате фланец 5 перемещаетс  вправо, перемеща  с собой фланец 6 сильфона 7 и, создава  дополнительное приращение давлени  рабочей жидкости в сильфоне 3. Фланец 8 сильфона 3, св занный с т гой 9 выходного сигнала, получает при этом дополнительное перемещение. В результате происходит сложение двух перемещений , т.е. выходной сигнал устройства складываетс  из перемещени , вызванного изменением входного воздействи  (нагрев рабочей жидкости в сильфоне 3 и увеличение из-за этого ее давлени ) и перемещени , вызванного скорым изменением входного воздействи  (перемещением фланца 6, обусловленным запаздывающим прогревом рабочей жидкости в сильфоне 2, и дополнительным увеличением из-за этого давлени  в сильфоне 3).

В случае резкого (мгновенного) охлаждени  рабочей среды в сильфоне 3 описанное устройство работает аналогично, с той лишь разницей, что выходные перемещени  направлены в противоположную сторону. В этих услови х предложенное устройство работает как усилительно-дифференцирующее звено,

Во втором случае, когда нагрев, а следовательно , давление рабочей жидкости в сильфонах 2 и 3 измен етс  медленно, перепад давлени  в них практически отсутствует; Подвижные фланцы 5, б и 8 перемещаютс  влево с одинаковой скоростью . В результате т га 9 перемещаетс  и передает сигнал дальше на орган исполнительного механизма. При плавном охлаждении рабочей жидкости устройство будет

работать аналогично, обеспечива  обратное перемещение т ги 9. В последних двух случа х устройство работает как усилительное звено.

Выходной сигнал устройства формируетс  путем параллельного соединени  двух звеньев - апериодического и усилительного .

Учитыва  то, что в предложенном устройстве коэффициент теплопроводности по

каналу нагрева рабочей жидкости в сильфоне 3 больше, чем в сильфоне 2, полученное путем соединени  двух типовых динамических звеньев, интегро-дифференцирующее звено по своим динамическим свойствам

 вл етс  реальным дифференцирующим устройством .

Посто нна  времени, характеризующа  дифференцирующие свойства предложенного устройства, зависит, в первую очередь, от .коэффициентов теплопередачи, поверхностей теплообмена, а также, гидравлического демпфировани  и жесткостей его упругих элементов. Поскольку в конструкции устройства имеетс  регулирующий дроссель 4, обеспечивающий возможность изменени  значени  величины гидравлического демпфировани  в определенных пределах , то посто нна  времени может, в

зависимости от его настройки, также измен тьс  в определенных пределах, последним в основном могут подбиратьс  требуемые дифференцирующие свойства предложенного устройстве в случае, когда

оно физически реализовано.

Формул а изобретени  Устройство дл  дифференцировани  сигналов, содержащее узел приема входного сигнала, регулируемый дроссель и преобразователь , состо щий из двух соосных сильфонов, смежные торцы которых соединены с первым подвижным фланцем, другой торец первого еильфона соединен с неподвижным фланцем и корпусом-направл ющей , в которой размещены первый и второй сильфоны. а также суммирующий механизм, выполненный в виде третьего сильфона, размещенного коаксиально во втором сильфоне в направл ющей втулке и соединенного одним торцом с вторым подвижным

фланцем второго сильфона,  вл ющимс  выходным звеном, а .другим торцем - с первым подвижным фланцем, отличаю щ е е- с   тем, что, с целью упрощени  устройства и расширени  области применени  путем дифференцировани  сигналов, характеризующих температуру, узел приема входного сигнала выполнен в виде дополнительного сильфона, внутри которого соосно расположен первый сильфон преобразовател , при этом один торец дополнительного сильфона жестко св зан с неподвижным фланцем первого сильфона, а другой торец - с первым подвижным фланцем, в котором установлен регулируемый дроссель, при этом

коэффициент теплопроводности среды ности материала стенок первого, второго и между первым и дополнительным сильфо- дополнительного сильфонов. нами меньше коэффициента теплопровод