Устройство для регулирования давления газа Советский патент 1988 года по МПК G05D16/20 

4; о ел

о

СО 00

11

Изобретение относится к автоматическому регулированию давления газа и может быть применено в технологических процессах, где требуется осуществлять программное изменение давления газа в широком диапазоне (от тысячных долей до десятков мегапас- калей) с допустимой относительной погрешностью в установившемся режиме до 1%.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Для проточной газовой камеры в

ус

тановившемся режиме справедливо соот ношение

(

р; - /

f PQ VP

(1)

где S.

Р, Р

п

ji - эффективные площади

впускного и выпускного дросселей;

- давление газа в камере, на ее входе и в вакуум- р Р ресивере соответственно Y (р) Y (рГ) функции расхода на вход ном и выходном дросселях.

Если один из дросселей является регулируемым, в то время, как другой открыт на максимальную величину, из (1) вытекают следующие зависимости:.

при регулировании на выходе в области больших давлений, в которой

IJ

справедливо равенство Y (-g)

У(

{2}

s«/s.

Р/РП , ,

OMOtlC

в

в Monfc

пер

(3)

где

7S

в wane о Matic

при регулировании на входе ласти малых давлений

0.

Y(.if. )

(4)

So. S.

PjL

Pr,

г - с | - Р . в

в макс

const.

0

c

0

5

30

35

40

а также

So

СГ

пер

Ра г- K(5)

о М01К.С

Зависимости (2) и (4) определяют настроечные характеристики соответственно для областей регулирования на выходе и входе. За счет раздельной настройки устройства для области регулирования на выходе и для области

регулирования на входе обеспечивается высокая точность воспроизведения как

больших, так и малых значений давления газа в камере.

Подключение в устройстве (к линиям сброса из камеры) вакуум-ресивера позволяет изменять нижнюю границу диа- п азона регулирования, что практически преобразует устройство в широкодиа- пазонньй универсальный (регулируется как избыточное давление, так и разрежение) регулятор абсолютного давления газа.

На чертеже представлена функциональная схема устройства для регулирования давления газа.

На чертеже обозначено: Ррр, Р„, PQ - программное значение давления газа, давление газа на входе и вьпсо, Т, - относитель-

Тг Р /Р ТГ пр

G , - относительные пло45

50

55

де -из камеры; ные давления:

РО/РПР ; .

щади: С 5в/5„; СГ. () (Р„ /Рд ), где S(, , Sg - эффективные площади впуска и выпуска газа из камеры; GjL,- значение относительной эффективнойт площади, соответствуняцей точке перехода от регулирования на входе к регулированию на выходе и обратно

- пер в макс 0 макс

Устройство содержит проточную камеру 1 с линиями подачи и сброса, выполненными в виде параллельных ветвей, в которых установлены наборы калиброванных диафрагм 2 и 3, эффективные площади которых изменяются в 2 раза, и подключающие их двухпозици- онные клапаны 4 и 5. Газ в проточную камеру 1 поступает из источника 6 питания сжатым газом через редукционный клапан 7, давление за которьм измеряется с помощью первого датчика 8 давления. Сброс газа осуществляется в вакуум-ресивер 9, соединенный через вакуум-насос 10 с атмосферой

11. Давление в вакзгум-ресивере 9 измеряется ,с помощью второго датчика .

12давления. Устройство содержит так31

же блок 13 задания давления, формирующий входной сигнал в каналах изменения площадей выпуска и впуска газа. Канал изменения площади выпуска состоит из последовательно соединенных первого делителя 14, первого функционального преобразователя 15, первого ключа 16, второго делителя 17 и первого формирователя 18 кода. Канал изменения площади впуска содержит последовательно соединенные четвертый делитель 19, второй функциональный преобразователь 20, пятый делитель 21, второй ключ 22, третий дели

тель 23, второй формирователь 24 код а также шестой делитель 25, подключенный выходом к входу пятого делителя 21 .- Последовательно соединенные задатчик 26 относительной эффективно

площади б , компаратор 27 и инвертор 28 .образуют цепочку выбора области регулирования на выходе или на входе.

Устройство работает следующим образом.

По заданной программной величине

пр

поступающей с блока 13 задания,

и величине давления Р на входе в проточную камеру I, измеренной с помощью датчика 8, в первом делителе 14 определяется величина относительного давления If . По указанной величине в первом функциональном преобразователе 15, воспроизводящем настроечную характеристику (2) регулирования на выходе, определяется соответствующее значение (. . Одновременно, аналогичным образом по сигналам от второго датчика 12 давления и блока 13 задания в четвертом делителе 19 определяется TI и далее во втором функциональном преобразователе 20, воспроизводящем зависимость (4), - величина G, .

На компараторе 27 определяет.ся . знак разности между сигналами С и (3„ поступающими от задатчика 26 относительной эффективной площади. Если G - O pg : О, что соответствует области регулирования на выходе, то по сигналу, поступающему с инвертора 28, открьшается первый ключ 16 и работает канал регулирования на выходе второй ключ 22 в это время закрыт. Дальнейшее фо11мирование управляющего воздействия осуществляется но втором блоке 17 деления и в первом формиро- вателе 18 кода в соответствии с зави симостью (З).

0

0

5

0

5

0

5

0

5

Формирователи 18 и 24 параллельного двоичного кода осуществляют преобразование поступающего на них сигнала в пропорциональную величину, задаваемую совокупностью разрядов в двоичной системе исчисления, т.е. работают как аналого-цифровые преобразователи. При задании на входе формирователя единицы вырабатьгоается максимальная величина, т.е. появляются сигналы во всех разрядах и, следовательно, на всех выходах формирователя .

При закрытых ключах с их выходов поступает величина (5„цр , поэтому в рассматриваемом случае с третьего делителя 23 на второй формирователь 24 поступает сигнал, равный единице. Второй формирователь 24 вырабатывает максимальную величину, что вызывает срабатывание всех клапанов 4 линий подачи и воспроизведение с помощью диафрагм 2 S,, S .

На вход первого формирователя 18 поступает сигнал, который после его преобразования в двоичный код вызывает срабатывание определенных клапанов 5 линий сброса, что приводит к подключению соответствующих диафрагм 3 на выходе из камеры и воспроизведению требуемых S и (j . В проточной камере 1 за счет создания соответствующих величин прихода и расхода с точностью, определяемой в основном настройкой устройства, устанавливается значение давления, равное

Регулирование на входе (при G- -(Г 0) осуществляется аналогично. Формирование управляющего воздействия из сигнала G, осуществляется в соответствии с зависимостью (5) с помощью пятого 21 и шестого 25 делителей, второго ключа 22, третьего делителя 23 и второго формирователя 24. При этом первый ключ 16 закрыт, а второй ключ 22 открыт, поэтому в линиях подачи и сброса воспроизводятся соответственно требуемое S. и максимальное S 6 .

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет получить по сравнению с известным следующие технико-экономические преимущества: расширение диапазона регулирования в область малых давлений, по крайней мере, на величину критического перепада давления в выходном дросселе (на воздухе -это составляет приблизи-

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено в технологических процессах, где требуется осуществлять программное изменение давления газа в широком диапазоне (от тысячных долей до десятков мегапаскалей) с допустимой относительной погрешностью и установившемся режиме до 1%.. Цель изобретения - расширение области применения устройства. Новым является введение в устройство для регулирования давления вакуум-ресивера, подключенного к линиям сброса и через вакуум-насос - к атмосфере, второго датчика давления, установленного в вакуум-ресивере, последовательно соединенных четвертого делителя, второго функционального преобразователя и пятого делителя, а также шестого делителя, подключение выхода второго датчика давления к первому входу четвертого делителя и второму входу шестого делителя, первый вход которого соединен с выходом первого датчика давления, а выход - с первым входом пятого делителя, подключение второго входа четвертого делителя к блоку задания, а выхода пятого делителя .- к первому входу второго ключа. 1 ил. i (Л

ВНИИГШ Заказ 3104/52 Тираж 866

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Подписное