SU711540A1 - Пневматический пропорциональный регул тор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области автоматического управлени  и регулировани . Устройство может быть применено в системах пневмоавтоматики. Известен пневматический пропорциональный регул тор, состо щий из двух п тимембранных элементов сравнени , .включенных по схеме сумматора, посто нного дроссел ; дроссельного сумматора и усилител  мощности. Линии сигналов параметр и задани  соединены с положительной и отрицательной камерами первого элемента сравнени , а лини  сигнала нулевого уровн  с положительными камерами первого и второго элементов сравнени . Выходной сигнал первого элемента сравнени  соединен с переменным дросселем, а выход усилител  мощности с посто нньм дросселем дроссельного сумматора выход которого соединен с отрицательной камерой второго элемента сравнени , соединенного выходным сигналом со входом усилител  мощности и охваченного через посто нный дроссель положительной обратной св зью 1. Наличие в регул торе многсмембранных элементов, м&лбрани которых жестко св заны штоком, затрудн ет применение при производстве этих регул торов интегральных конструкций и высокопроизводительных процессов - литье, штамповку и др. Указанный недостаток позвол ет устранить пневматический изодромный регул тор, наиболее близкий к данному . Указанный пропорциональный регул тор содержит линию опорного сигнала, соединенную с питающими дроссел ми четырех инверторов, первый ивторой одномембранные элементы, проточные камеры которых через соответствукнцие дроссели подключены к каналу питани , третий одномембранный элемент, глуха  камера которого соединена с каналом параметра, а проточна  с соплсм первого одномембранного элемента и через входной дроссель с каналом задани , сопло подключено через дроссель сброса к атмосфере и через последовательно соединенные первый и второй инверторы к входу первого усилител  давлени , выход которого соединен с глухими камерами первого и второго однсмембранных элементов, причем сопло последнего соединено через выходной дроссель с линией давлени  условного нул  и с проточной камерой четвертого одномембранного элемента , глуха  камера которого соединена с выходом второго усилител  давлени  и выходной линией регул тора, а сопло через второй дроссель сброса соединено с атмосферой и через последовательно соединенные третий и четвертый инверторы подключено к входу второго усилител  давлени  2.

Установка инверторов перед усилител ми давлени  позвол ет уменьшить вли ние нестабильности пружин усилителей давлени  на погрешность регул тора . Недостатком известного регул тора  вл етс  увеличение числа одномембранных элементов и вли ние изменени  уровн  сигнала задани  на изменение погрешности регул тора, что усложн ет схему регул тора и снижает его точность. Упрощение регул тора достигаетс  за счет того, что в нем выход повторител  соединен с плюсовыми входами первого и второго инверторов .

Принципиальна  схема предлагаемого регул тора показана на чертеже, Регул тор состоит из четырех одномембранных элементов 1, 2, 3, 4 двух инверторов 5 и 6, ка)ццый из которых содержит одномембранный элемент, проточна  камера которого соединена с питающим дросселем, а сопло через дроссель - с атмосферой, двух усилителей давлени  7, 8, образованных одномембранным элементом с пружиной в проточной камере и дросселем питани , соединенным с соплом этого элемента, входного дроссел  9, выходного дроссел  10, двух дросселей И и 12, двух дросселей сброса 13 и 14 и повторител  давлени  15, состо щего из одномембранного элемента, проточна  камера которого через дроссель соединена с давлением питани , а сопло с атмосферой.

Регул тор работает следующим образом .

При возникновении расхода воздуха, пропорционального разности между давлени ми параметра и задани , через входной дроссель 9 давление Pj на входе инвертора 5 изменитс  таким образом, чтобы изменение выходного давлени  Р усилител  7 вызвало равное изменение расхода через дроссель

11.Изменение давлени  Р в свою очередь изменит расход через дроссель

12,что приведет к изменению выходного давлени  регул тора. Изменение выходного давлени  регул тора приведет к изменению расхода через дроссель 10, на величину, равную измене-, нию расхода через дроссель 12. Таким образом, выходное давление регул тора пропорционально разности между давлени ми параметра Р и задани  .Р . Коэффициент пропорциональности определ етс  соотношением проводимости дросселей 9, 10, 11, 12., коToptje в дальнейшем будем обозначать буквой еХ-с соответствующим индексом.

Дл  вывода уравнени  регул тора запишем основные уравнени  расходов

Я« % + Qq(1)

QU 12+ Чно,

где

расходы воздуха через дроссели , Учитыва , что расходы через дроссель пропорциональны его проводимости и перепаду давлений на нем, совместное решение системы (1) относительно Pg.-p, даст следующее уравнение регул тора

ЛдЛ.,,, /

° 10%

ЪЫХ

Давление Р(, на вхсще в инвертор зависит от давлени  на входе в усилитель 8 следующим образом

II

PC

PC

(3)

к.- к.

1л л,

де - соответственно коэффициенты усилени  инверторов 5 и б.

Д: - величина входного давлени  усилител  7, определ емого усилием пружины в проточной камере одномембранного элемента усилител  давлени . Исключив из уравнений (2) и (3)

авление PC, получим

-о

.L(4)

. 6.,„

No

10-1-1 -1

Чтобы уравнение (4) соответствовало уравнению идеального пропорционального регул тора, необходимо соблюдение услови 

.4К

,,

rt-l- rf g. КгЛн ° -1-| - (

которое выполн етс  при изменении проводимости переменного дроссел , включенного параллельно дросселю 13.

Дл  вы влени  вли ни  изменений усилий пружин усилителей давлени  7 и 8 определим величину коэффициентов перед Р ИЛ7 в уравнении (5) . Как видно из уравнени  (5), величина коэффициентов перед Р и л. определ етс  значени ми проводимостей дросселей 11-14 и коэффициентов усилени  К и К инверторов 5 и 6.

Определим величину коэффициентов при Р и в-уравнении (5) дл  значений К 5, Kj, 2,oC «oLi2 u.TrO,6P, ОС « , которые обеспечивают, работу регул тора в полном диапазоне изменени  входных и выходных сигналов. Дл  указанных выше значений параметров дросселей, инверторов и усилителей давлени  уровнение (5) можно переписать в следующем виде

р|1 0,25 - Дт 0,5 О

Следовательно:

вли ние нестабильности пружины усилителей давлени  7 осталось таким же как и в прототипе, а вли ние нестабильности пружины усилител  8 уменьшилось в 2 раза по сравнению с прототипом; кроме того, в предлагаемом регул торе содержитс  на два инвертора и на один источник опорного сигнала меньше, чем в прототипе.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство по за вке 2419387/24,

кл G 05 В 11/44, от 09.11.76.

2.Авторское свидетельство по

5 за вке 2439 41/24; кл.1С 05 В 11/44 от 06.01.77.прототип).