Устройство для регулирования соотношения расходов Советский патент 1987 года по МПК G05D11/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено в системах регулирования расходов жидкостей или газов.

. Целью изобретения является повышение надежности и jTiponiemie конструкции устройства для регулирования соотношения расходов.

На фиг. 1 показана схема устройства для регулирования соотношения расходов; на фиг. 2-4 представлены временные диаграммы работы элементов схемы устройства,

Устройство для регулирования соотношения расходов содержит импульсные датчики 1,2 расхода, установленные соответственно в линиях ведомого и ведущего потоков расхода, струйный делитель 3 частоты, струйный триггер 4 с раздельными входами, первый 5 и второй 6 струйные элементы ИЛИ-НЕ-11 Ш, пневматический шаговы двигатель 7 и регулирующий орган 8,

Устройство для регулирования соотношения расходов работает счедую- щим образом.

С выходов датчиков 1 и 2 расхода получают последовательности импульсо N((t) и N(t), частоты которых f,(t и f,.(t) связаны со значениями расходов в контролируемых линиях линейными зависимостями:

f,(t)

Г

V..I

где Q , и Q ,j, С, и С,

Q ,(t) и f (t)C Q(t)

11}

-расходы в соответствующих линиях;

-коэффициенты пропорциональности .

Последовательность N,(t) с частотой f(t) поступает на вход делителя 3 частоты, в котором осуществляется деление на коэффициент К. На выходе делителя получают новую последовательность импульсов NI(t) с частотой f(t ), равной f , (t)/K.

В случае соответствия соотношения между pacxoдa ш Q,(t) и QjCt) заданному значению К частоты поступающих на входы триггера и в каналы питания элементов ИЛИ-НЕ ИЛИ последовательностей N,(t) и Nj(t) совпадают, т.е.

(2)

ft(t)

fi(t).

тогда

Q,(t)K. Qjt)K,. Q,(t), (3)

.

с,

0

5

0

где К,

При равенстве частот и несйнфаз- ном поступлении импульсов X. и X,

U

последовательностей N(t) и ) сигналы на входах пневматического шагового двигателя Y, и Y равны нутпо (фиг. 2), Это объясняется тем, что импульс, поступивший с выхода любого датчика расхода в канал питания одного из элементов ИЛИ-НЕ ИЛИ 5, 6, отклоняется в атмосферу присутствующим в канале управления этого элемента сигналом с выхода триггера. Одновременно этот же импульс переключает триггер 4 в новое состояние равновесия, которому соответствует закрытие второго из элементов ИЛИ-НЕ ИЛИ, т.е. поочередное переключение триггера 4 импульсами различных последовательностей препятствует поступлению этих же импульсов через элементы 5 и 6 в каналы управления

5 шаговым двигателем 7.

В случая равенства частот f(t), f(t) и синфазном поступлении импульсов Х, и Xj последовательностей N,(t:) и N(t) на входах пневматического шагового двигателя 7Y, и Y по- явл 1ются импульсные последовательности половинной частоты, сдвинутые по фазе одна относительно другой на период входной частоты f (на фиг. 3), В этом случае пневматический шаговый двигатель 7 и связанный с ним регулирующий орган 8 отрабатывают эти последовательности импульсов, поступающие поочередно на прямой и реверсивный входы; осу- ществляется рыскание регулирующего органа 8 в пределах одного шага относительно требуемого значения Q,(t), что при соответствующем выборе цены шага практически не влия ет на значение расхода Q,(t), поддерживая Q ,(t) K,Q2(t).

При нарушении равенства частот f,(t;) и fz (t) последовательностей N (t) и N,(t) вследствие изменения

0 величины расхода в основном потоке Qj(t) схема распределения импульсов по входам шагового двигателя работает следующим образом.

5 Пр едположим, что f(t), f,,(t) и триггер 4 находится во включенном состоянии, так как последним на его включающий вход поступил импульс из последовательности N(t). При

5

1, поступающий второго логиэтом на прямом выходе триггера присутствует сигнал в канал управления ческого элемента ШТИ-НЕ ИЛИ 6, На управляющем входе первого логического элемента ИЛИ-НЕ ШБ-1 5 сигнал с инверсного выхода триггера 4 равен О, Вследствие этого вновь поступающие импульсы последовательности N,(t) через канал питания логического элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ 5 проходят прямо на его инверсный выход, соединенный с прямым входом пневматического шагового двигателя 7. С приходом на выключающий вход триггера 4 очередного импульса Х из последовательности ) он перейдет в другое состояние, в результате чего сигнал 1 появится на управляющем входе первого элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ 5, а на управляющем входе второго элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ 6 установится сигнал О. Импульс Х2 последовательности ), приведший к такому изменению состояния триггера, не поступит на реверсивный вход пневматического шагового двигателя 7, так как в момент его прихода в канал питания элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ 6 с датчика 2 на его управляющем входе

тельности

N2(t), Вычеркивание происходит каждый раз вслед за приходом очередного импульса последовательности N(t).

На входе Y, пневматического шагового двигателя 7 имеет место следующая результирующая последовательность :

10

N

вы

(t)N(t)-N(t),

(4)

импульсы которой обрабатываются двигателем до тех пор, пока регулирующий орган 8 не установит в домом потоке расход Q,(t;) и соответствующую ему частоту на выходе датчика I f, (t) fe соответствие с требуе- значением соотношения к Q(t) и f(t), т.е. пока не выполнится ус2Q ловие (2). По достижении состояния равновесия двигатель 7 зафиксирует регулирующий орган 8 в требуемом положении.

При f(t )f(t) схема распреде25 ления импульсов работает аналогичным образом с выходом результирующей последовательности импульсов

N.Bb,t)N,(t)-N:Ct)

(5)

30

присутствовал сигнал 1 с прямого выхода триггера, отклонивший поступивший импульс в прямой выходной канал элемента 6, связанный с атмосферой. Такое состояние элементов схемы продолжается до тех пор, пока на включающий вход триггера 4 не поступит очередной импульс из последотриггер в первоначальное состояние. Этот импульс из последовательности N,(t) также не поступит на прямой

ма реверсивный входнои канал пневматического шагового двигателя 7 Y. Последовательность импульсов N Ct),

2 вЬ1 X

отработанная двигателем 7 и регули- 35 рутощим органом 8 в обратном направлении, приведет схему устройства в новое состояние равновесия, удовлетворяющее условию (2), которому будет

соответствовать новое значение расвательности N,(t), который переводит ведомой линии Q. Ct), находящееся в требуемом соотношении с новым значением расхода ) в основной линии. вход пневматического шагового двигателя 7, так как в момент его прихода в канал питания первого элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ 5 с выхода делителя 3

частоты присутствующий на его управ отношения расходов, содержащее два

импульсных датчика расхода, первый 50 из которых установлен на линии ведомого, а второй - на линии ведущего расходов, и шаговый двигатель, соединенный с штоком регулирующего органа, установленного в линии ведо- 55 мого расхода, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности и упрощения устройства, оно содержит струйные делитель частоты, триггер с раздельными входг ми

45 Формула изобретения Устройство для регулирования соляющем входе сигнал 1 с инверсного выхода триггера 4 отклонит его в

атмосферу. I

Таким образом, из суммарной выходной последовательности N, поступающей на прямой вход шагового двигателя, будет вычеркнут один импульс последовательности N,(t), поступающей на включающий вход триггера сразу после поступления на его выключающий вход импульса последова8789

тельности

N2(t), Вычеркивание происходит каждый раз вслед за приходом очередного импульса последовательности N(t).

На входе Y, пневматического шагового двигателя 7 имеет место следующая результирующая последовательность :

N

вы

(t)N(t)-N(t),

(4)

импульсы которой обрабатываются двигателем до тех пор, пока регулирующий орган 8 не установит в ведомом потоке расход Q,(t;) и соответствующую ему частоту на выходе датчика I f, (t) fe соответствие с требуе- значением соотношения к Q(t) и f(t), т.е. пока не выполнится условие (2). По достижении состояния равновесия двигатель 7 зафиксирует регулирующий орган 8 в требуемом положении.

При f(t )f(t) схема распределения импульсов работает аналогичным образом с выходом результирующей последовательности импульсов

N.Bb,t)N,(t)-N:Ct)

(5)

30

щееся в требуемом соотношении с новым значением расхода ) в основной линии.

45 Формула изобретения Устройство для регулирования сои два элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ, вход делителя частоты соединен с выходом первого датчика расхода, выход делителя частоты соединен с включающи входом триггера и каналом питания первого элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ, выход второго датчика расхода соединен с выключающим входом триггера и каналом питания второго элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ, прямой выход триггера соединен

X,

с управляюпщм входом второго,элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ, инверсный выход триггера соединен с управляющим входом первого элемента ИЛИ-НЕ ИЛИ, инверсные выходные каналы обоих элементов ИЛИ-НЕ ИЛИ соединены соответственно с прямым и инверсным входами шагового двигателя, а прямые выходные каналы элементов ИЛИ-НЕ ИЛИ соединены с атмосферой.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования расходов жидкостей или газов. Устройство содержит имнульсные датчики расхода 1 и 2 , делитель частоты 3 , триггер 4 , элементы И1Ш-НЕ-ИЛИ 5 и 6 и шаговый двигатель 7. Включение в схему устройства струйного делителя частоты 3 и струйных элементов 4,5 и 6, а также выполнение шагового двигателя 7 пневматическим позволило исключить из конструкции устройства усилители и дифференциальный механизм и тем самым упростить устройство и повысить его надежность. 4 ил. сл 00 iU 00 00 со tpu«. 1

фиг. 3

Физ.

Составитель 0, Гудкова Редактор A. Маковская Техред А.Кравчук КорректорМ. Максимишинец

.и.-.--- - -

Заказ 5188/46 Тираж 862Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

W-A rV j