Пневматический регулятор Советский патент 1961 года по МПК G05B11/40 F15C3/14 

Известны пневматические регуляторы, построенные на принципе компенсации сил.

Предлагаемый регулятор отличается от известных тем, что в нем применен делитель давления, состоящий из двух одинаковых постоянных дросселей в линиях параметра и задания и переменного дросселя, установленного в линии, соединяющей камеры параметра и задания после постоянных дросселей. Делитель давления установлен на входе в камеры параметра н задания элемента сравнения, что позволяет получить любую .максимальную величину диаиазона дросселирования. Для герметизации пневматического регулятора нерабочие камеры, находящиеся между парами гофрированных мембран элемента сравнения, соединены с атмосферой через линию сброса усилительного реле. Для упрощения конструкции регулятора уплотнение подвижного сопла осуществлено с помощью резинового кольца.

Сжатый воздух, поступающий из линии питания, подводится одновременно к камере 7 (см. чертеж) усилительного реле и через постоянный дроссель 2 в камеру 3. Из камеры / сжатый воздух через щариковый клапан, состоящий из щарнка 4 и пружины 5, при его открытом состоянии проходит через камеру 6, камеру 7 отрицательной обратной связи, сопло 8 и камеру 9 на выход регулятора и через дроссель 10 изодрома в камеру 11 изодрома (камеру положительной обратной связи). Шариковый клапан (4, 5) управляется полым стержнем 12, положение которого определяется давлениями в камерах 7 и 5, действующими на мембраны 13 и 14. Сброс воздуха в атмосферу производится через центральное отверстие в полом стержне 12 через камеру 15, расположенную между мембранами 13 н 14.

Над камерой 7 усилительного реле находятся камеры 16 н 17, каждая нз которых отделена от соседних гибкими мембранами 18, 19, 20, 21, 22 (22 - плоская, остальные - гофрированные). Все мембраны соединены общим стержнем 23, нижняя часть которого служит заслонкой сопла 24. В камеры 16 и 17 через делитель давления, состоящий из двух одинаковых постоянных дросселей 25 и переменного игольчатого

Л 37703- 2 -

дросселя 26, служащего для настройки диапазона дросселирования, подаются давления от дистанцнонного задатчика и датчика параметра (переменной}. Над камерой 17 расположены камеры 9 и 27, отключающие реле регулятора. Камера 9 сообщается с линией выходного штеккера 28 регулятора через сопло 8, открытие и закрытие которого производится гибкой Мембраной 29. При подаче давления в камеру 27 мембрана 29 перекрывает сопло 8 и на выход регулятора давление от уси;:ительного реле не поступает, то есть в этом случае регулятор оказывается отключенным от исполнительного механизма. На входе в камеры 16 и 17 блока сравнения перед делителем давления имеется переключатель 30 с прямого на обратный ход клапана (исполнительного механизма).

При полностью закрытом дросселе 10 изодрома регулятор работает как пропорциональный. В момент равновесия, когда регулируемая велиЧ1, (пара.метр) равна заданному значению, давление в линии обратной связи и на выходе регулятора равно величине, при которой исполнительны механизм устанавливает регулирующий орган в положение, обеспечивающее указанное равиовесие. Если регулируемая величина становится больщс заданной, результирующая сила, передаваемая мембранами 18. 19, 20, 21 22 стержию 23, будет направлена вниз, и под действием последней стержень 23 переместится вниз и прикроет сопло 24. С полющью пружины 31 поддерживается постоянный перепад на сопле 24. Давление в камере 3 увеличите., мe rбpaны 13 и 14 прогнутся и пере.местят полый стержень 12. который при этом откроет щариковый клапап If, 5), в результате чего воздух из камеры / начнет поступать в камеру 6, а оттуда в линию обратиой связи, и давление на выходе регулятора увеличится. Под действием увеличения давления в ка.мере 7 отрицательной обратной связи стержень 23 отодвинется от сопла 24. Под действием же увеличения давления в камере 6 полый стержень 12 вернется в первоначальное положение, а щариковый клапан (4, 5) при -;роет отверстие впуска воздуха. Если регулируемая величина становится меньше заданной, то результирующая сила, передаваемая ме.мбрана.ми 18, 19, 20, 21 и 22 стержию 23, будет направлена вверх и под ее действием полый стержень 23 переместится вверх и откроет еоило 24. При этом выходное давление регулятора уменьшится. Воздействие от из1менения регулируемой величины и отрицательной обратной связи происходит нрактически одновременно, и поэтому давление на выходе регулятора устанавливается пропорциональным величине изменения параметра и величине выбранного диапазона дросселирования. При полностью закрыто.м дросселе 26 диапазон дросселирования имеет .мин;1мальное значение, величина которого определяется соотношением эффективных площадей мембран, ограничивающих камеры 7, 16 и 17. Из.менепие диапазона дроеселнрования осуществляется открытием дросселя 26. Камеры 16 и 17 отделены от линии параметра и задания одинаковььми постояннььми дросселями 25. При открытии переменного дросселя 26 разность давлений в камерах 16 и 17 становится меньше разности давлений в линиях параметра и задания, а следовательно, увеличивается диапазон дросселирования. При полном открытии дросселя 26 диапазон дросселирования достигает максимального значения. Максимальное значение диапазона дросселирования при одном и том же переменном дросселе 26 зависит от величины сопротивления постоянных дросселей 25 и теоретичееки неограничено. Практически, путем увеличения сопротивлений дросселей и величины полного открытия дросселя 26 максимальное значение диапазона дросселирования можно получить как угодно большим.

Астатическое (нзодромное) действ11е достигается введением выходного давления через регулируемый игольчатый дроссель W в камеру // сравнительно большой емкости (камеру изодрома или камеру положительной обратной связи). Давление в камере } будет все время стремиться сравняться с выходным давлением регулятора, причем скорость выравнивания зависит от степени открытия дросселя изодрома. В результате изменения давления в камере 11 нарушается равновесие мембранного узла и стержень 23 переместится относительно сопла 24 в наиравлении, необходимом для корректировки разницы между давлениямн параметра и задания. Корректирующее действие будет происходить со скоростью, определяемой величиной разницы этих давлений и степени открытия дросселя изодрома, и до тех иср, пока давления параметра и задания не станут равными, а регулятор будет снова в состоянии равновесия. При этом давления на выходе регулятора ;: в камере изодрома будут равны между собой и, следовательно, не будет потока воздуха через дроссель изодрома.

Степень открытия игольчатых дросселей диапазона дросселирования и изодрома настраивается по соответствующим шкалам, отградуированныл для диапазоиа дросселирования в процентах, а для изодрома в минутах. Непроточные (нерабочие) 32 и 33 элемента сравнения, находящиеся между парами гофрированных мембран, сообщаются с атмосферой не непосредственно, а через сбросную линию усилительного реле. Таким образом, при наличии питающего воздуха эти непроточные камеры изолированы от атмосферы. Для компенсации веса блока мембран элемента сравнения под ним установлеп.а цилиндрическая пружина 34 сжатия. Для настройки контрольной точки регулятора применено подвижное сопло 24 с к.линовой регулировкой, состоящей из клина 35 и винта 36. Уплотнение подвижного сопла выполнено с помошью резинового кольца 37. Для улучшения динамических свойств регулятора объем камер 3, 76 и 17 сделан минимальным.

Предмет изобретения

1.Пневматический регулятор, построенный на принципе компенсации сил, отличающийся тем, что, с целью получения любой максимальной велич 1ны диапазона дросселировання, на входе в камеры параметра и задания элемента сравнения установлен делитель давлений, состоящий из двух одинаковых постоянных дросселей в линиях параметра и задания и переменного дросселя, установленного в линии, соединяющей камеры параметра и задания после постоянных дросселей.

2.Пневматический регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью его герметизации, нерабочие камеры, находящиеся между парами гофрированных мембран элемента сравнения, соединены с атмосферой через линию сброса усилительного реле.

3.Пневматический регулятор по пи. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, уплотнение подвижного сопла осуществлено с помощью резинового кольца.

оМ 13/703