Устройство для регулирования температуры Советский патент 1993 года по МПК G05D23/19 

первый 7 исполнительный элемент с управляющим входом нагревателя 2 и через второй 8 исполнительный элемент - с управляющими входами первого 4, трехходового клапан и запорного-клапана 9, первый 10 и второй 11 пневматические мембранные пульсаторы, обратные клапаны 12-15 соединенные между собой по схеме четырехплечего моста, первая а и третья в противоположные вершины которого соединены с гидравлическими полостями А соответственно первого и второго пульсаторов, вторая б вершина моста соединена

через клапан 4 с нагревателем и охладителем, а четвертая г вершина - с буферной емкостью 16, генератор 17 тактовых импульсов, один выход которого соединен через третий 18 исполнительный элемент с управляющим входом второго 20 трехходового клапана, а другой выход соединен через четвертый 19 исполнительный элемент с управляющим входом третьего 21 трехходового клапана. Клапаны 20 и 21 соединяют полости В управления первого 10 и второго 11 пульсаторов с источником сжатого газа. 1 ил.

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в резинотехнической промышленности. Цель изобретения - повышение надежности и улучшение функциональных характеристик устройства для регулирования температуры, Устройство содержит нагреватель 2, охладитель 3, датчик 5 температуры, установленный на объекте 1 регулирования температуры, регулятор температуры 6, выход которого соединен через 18- -..

Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано при производстве шприцованных изделий на предприятиях резинотехнической промышленности.

Цель изобретения - повышение надежности устройства, а также улучшение его функциональных характеристик за счет увеличения интенсивности циркуляции теплоносителя..

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство, содержащее регулятор температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры объекта, а выход регулятора температуры соединен через первый исполнительный элемент с управляющим входом нагревателя и через второй исполнительный элемент - с управляющим входом первого трехходового клапана, первый пневматический мембранный пульсатор, полость управления которого соединена через второй трехходовой клапан с источником сжатого газа, и генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены через третий и четвертый исполнительные элементы с управляющими входами второго . и третьего трехходовых клапанов, а также буферную емкость, которая соединена с объектом, содержит второй пневматический мембранный пульсатор, управляющая полость которого соединена через третий трехходовой клапан с источником сжатого газа, и четыре обратных клапана, соединенных между собой по схеме четырехплечего моста, первая и третья противоположные вершины которого соединены с гидравлическими полостями соответственного первого и второго пневматических мембранных пульсаторов, вторая вершина соединена через первый трехходовой клапан с нагревателем и охладителем, которые соединены с объектом, а противоположная второй - чет вертая вершина четырехплечего моста соединена с буферной емкостью.

На чертеже представлено устройство для регулирования температуры.

Устройство для регулирования температуры объекта 1 содержит нагреватель 2, выполненный, например, в виде

теплообменника с электронагревателями, охладитель 3, выполненный, например, в виде теплообменника со змеевиком. Для пере- ключения потока теплоносителя служит первый трехходовой переключающий клапан 4. В объекте 1 установлен датчик температуры 5, который подключен на вход регулятора температуры б. Выход регулятора температуры 6 через первый исполнительный элемент 7 соединен с

управляющим входом нагревателя 2 и через второй исполнительный элемент 8 соединен с управляющим входом первого трехходового клапана 4 и управляющим входом запорного клапана 9, осуществляющим

подачу хладагента в охладитель 3.

Для осуществления перемещения теплоносителя служит первый 10 и второй 11 пневматические мембранные пульсаторы, каждый из которых имеет гидравлическую

полость А и полость управления (пневматическую полость) В, разделенные герметичной мембраной С. Для управления потоком теплоносителя служат обратные клапаны 12,13,14 и 15, соединенные между

собой по схеме четырехплечего моста с первой а, второй б, третьей в и четвертой г вершинами, При этом первая а и третья противоположная в вершины четырехплечего моста соединены с гидравлическими

полостями А соответственно первого 10 и

второго 11 пневматических мембранных пульсаторов. Вторая б вершина четырех- плечего моста соединена через первый 4 трехходовой клапан с нагревателем 2 и охладителем 3, которые соединены с объектом 1. Четвертая г вершина четырехплечего моста соединена с буферной емкостью 16. Для управления работой пневматических мембранных пульсаторов 10 и 11 служит генератор тактовых импульсов 17, один вы- ход которого через третий 18 исполнительный элемент соединен с управляющим входом второго трехходового клапана, а другой выход через четвертый 19 исполнительный элемент соединен с управляющим входом третьего 21 трехходового клапана. Второй 20 и третий 21 трехходовые клапаны соединяют полости управления В соответственно первого 10 и второго 11 пневматических мембранных пульсаторов с источником сжатого газа.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении вся система трубопроводов, соединяющих элементы устройства, и сами элементы, включая гидравлические полости пульсаторов, заполнены теплоносителем. Мембраны С первого 10 и второго 11 пульсаторов занимают среднее положение, так как полости управления В этих пульсаторов соответственно через второй 20 и третий 21 треходо- вые клапаны соединены с атмосферой.

Генератор тактовых импульсов 17 поочередно с заданным интервалом времени включает второй 20 и третий 21 трехходовые клапаны, которые поочередно подают сжатый газ в полости управления В пульсаторов 10 и 11. Так при подаче сжатого газа в полость управления В первого 10 пульсатора, мембрана С, преодолевая усилие пружины (на чертеже показана, но не указана позиция), перемещается вверх, вытесняя из гидравлической полости А теплоноситель. Теплоноситель начинает движение по следующему контуру: полость А первого пульсатора 10-первая вершина а -обратный клапан 12 - вторая вершина б - первый трехходовой клапан 4 - нагреватель 2 - обьект 1 - буферная емкость 16,

Если температура объекта 1, измеренная с помощью датчика температуры 5, выход которого соединен с входом регулятора температуры 6. ниже заданной, то регулятор температуры 6 через первый исполнительный эле.мент 7 включит нагреватель 2. Теплоноситель нагревается и, попадая в объект 1, передает ему тепло.

Через заданный интервал времени генератор тактовых импульсов 17 отключает

второй трехходовой клапан 20 и включает третий трехходовой клапан 21. При этом сжатый газ, поступая в полость управления В второго пневматического мембранного

5 пульсатора 11, заставляет перемещаться мембрану С вверх и вытеснять теплоноситель из гидравлической полости А. Теплоноситель начинает движение по следующему контуру: полость А второго

10 пульсатора 11 -третья вершина в -обратный клапан 13 - вторая вершина б - первый трехходовой клапан 4 - нагреватель 2 - объект 1 - буферная емкость 16. Если нагреватель 2 включен, то теплоноситель, прохо15 дя через нагреватель 2, нагревается и, попадая в объект 1, отдает ему тепло.

В момент отключения второго 20 и включения третьего 21 трехходовых клапанов, когда начинается движение теплоноси0 деля от второго пульсатора 11 к буферной емкости 16, также начинается движение теплоносителя из буферной емкости 16 в

гидравлическую полость А первого пульсатора 10, так как сжатый газ из полости

5 управления В первого пульсатора 10 стравливается через второй трехходовой клапан 20 в атмосферу и мембрана С первого пульсатора 10 под действием прежде растянутой пружины начнет перемещаться.

0 из крайнего верхнего положения в среднее положение, Теплоноситель начинает движение по следующему контуру: буферная емкость 16-четвертая вершина г -обратный клапан 15 - первая вершина а - полость

5 А первого пульсатора 10.

Через заданный интервал времени генератор тактовых импульсов 17 отключает третий трехходовой клапан 21 и вновь включает второй трехходовой клапан 20. При

0 этом вновь теплоноситель из гидравлической полости А первого пульсатора 10 будет перемещаться по контуру: полость А первого пульсатора 10-первая вершина а - обратный клапан 12 - вторая вершина б

5 - первый трехходовой клапан 4 - нагреватель 2 - объект 1 - буферная емкость 16, а из буферной емкости 16 теплоноситель будет перемещаться в гидравлическую полость А втор.ого пульсатора 11 по контуру:

0 буферная емкость 16 - четвёртая вершина г - обратный клапан 14 - третья вершина в - гидравлическая полость А второго пульсатора 11..

5 Таким образом, пульсаторы 10 и 11 поочередно подают в объект 1 порции нагретого в нагревателе 2 теплоносителя. При этом, если один пульсатор вытесняет тепло носитель из своей гидравлической полости, то в это же время другой пульсатор заполняef теплоносителем свою гидравлическую полость.

До тех пор пока температура в объекте 1 будет меньше заданной, до тех пор будет включен нагреватель 2 и теплоноситель, проходя нагреватель 2, будет нагревать объект 1. Как только температура объекта 1 станет равной заданному значению, регулятор температуры 6 отключит нагреватель 2 и теплоноситель будет циркулировать с достигнутой температурой. В дальнейшем процесс регулирования температуры объекта 1 будет осуществляться путем включения и отключения нагревателя 2,

Если же температура в объекте 1 поднимется выше заданной, то регулятор температуры б через второй исполнительный элемент 8 переключит первый трехходовой клапан 4 и откроет запорный клапан 9, подающий хладоагент в змеевик охладителя 3. Так как пневматические пульсаторы 10 и 11 постоянно находятся в работе, то есть периодически вытесняют из своих гидравлических полостей определенные порции теплоносителя, то при переключенном первом клапане 4 в один такт теплоноситель движется по контуру: гидравлическая полость А первого пульсатора 10 - первая вершина а - обратный клапан 12 - вторая вершина б - первый трехходовой клапан 4 - охладитель 3 - объект 1 - буферная емкость 16, а в другой такт по контуру: гидравлическая полость А второго пульсатора 11 - третья вершина в - обратный клапан 13 - вторая вершина б - первый трехходовой клапан 4 - охладитель 3 - объект 1 - буферная емкость 16. В это же время из буферной емкости 16 теплоноситель будет периодически возвращаться в гидравлические полости пульсаторов так же как и при разогреве объекта 1.

Теплоноситель, проходя через охладитель 3, охлаждается в нем и, попадая в объект 1, охлаждает его. Процесс охлаждения будет происходить до тех пор пока температура объекта 1 не уменьшится до значения, при котором регулятор температуры. 6 не

отключит запорный клапан 9 подачи хладо- агента и не переключит первый трехходовой клапан 4.

В дальнейшем регулирование температуры объекта будет осуществляться путем переключения потока теплоносителя с помощью первого трехходового клапана 4, Формула изобретения Устройство для регулирования температуры, содержащее регулятор температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры объекта, а выход регулятора температуры соединен через первый исполнительный элемент с управляющим входом

нагревателя, и через второй исполнительный элемент - с управляющим входом первого трехходового клапана, первый пневматический мембранный пульсатор, полость управления которого соединена через второй трехходовой клапан с источником сжатого газа, и генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены через третий и четвертый исполнительные элементы с управляющими входами второго

и третьего трехходовый клапанов, а также буферную емкость, .которая соединена с объектом, о т пинающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства и улучшения его функциональных характеристик за счет повышения интенсивности цир- куляции теплоносителя, устройство содержит второй пневматический мембранный пульсатор, управляющая полость которого соединена через третий трехходовой

клапан с источником сжатого газа, и четыре обратных клапана, соединенных между собой по схеме четырехплечего моста, первая и третья противоположные вершины которого соединены с гидравлическими полостями соответственно первого и второго пневматических мембранных пульсаторов, вторая вершина соединена через первый трехходовой клапан с нагревателем и охладителем, который соединен с объектом, а

5 противоположная второй, четвертая, вершина четырехплечего моста соединена с буферной емкостью.