Пневматический регулятор Советский патент 1993 года по МПК G05B11/50 

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим регуляторам с ограничениями выходного сигнала интегральной составляющей.

Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции регулятора.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого регулятора.

Регулят ор содержит интегральный блок 1, пропорциональный блок 2; в состав интегрального блока входят сумматор 3, переменный дроссель 4, емкость 5 и повторитель б

давления Pv в емкости; а также первый 7 и второй 8 пневматические диоды, два задат- чика 9. 10 соответственно верхнего и нижнего уровней давления.

Выходной канал Реых регулятора подключен к выходу пропорционального блока 2, первый вход которого связан с выходом сумматора 3, первый плюсовой и минусовой входы которого соединены с каналами задания Рзд и параметра Рп. Выход сумматора 3 подключен через переменный дроссель 4 к емкости 5 и другому плюсовому входу сумматора 3, а также к проточной камере пер

00 GO О О О О

ы

вого диода 7, соплу второго диода 6 и входу повторителя 6, выход которого подключен ко второму (единичному) входу пропорционального блока 2 и управляющей камере второго диода 8, проточная камера которого соединена с выходом задатчика 10 нижнего уровня давления. Выход задатчика 8 вёрх- него уровня давления соединен с управляющей камерой и соплом первого диода 7,

Регулятор работает следующим образом.

Предварительно на диодах 7, 8 устанавливаются небольшие положительные сдвиги соответственно Ai и А 2, но не менее 5 кПа для надежного закрывания диодов. Тогда задатчиками 9, 10 устанавливаются давления Рв и Рн. равные соответственно Рв- -Д|иРн+Д2. где Рви Рн верхний и нижний уровни ограничения давления Pv в емкости 5. В соответствии со схемой включения оба диода 7, 8 закрыты (закрыты их сопла), если давление Pv в емкости находится внутри заданного диапазона, т.е. Рн Pv Рв. При этом регулятор работает в линейном режиме и реализует стандартный пропорционально-интегральный закон управления.

Если давление в емкости 5 превысит верхний уровень Рв (Pv Рв), то откроется сопло первого диода 7, так как давление Pv в его проточной камере будет больше суммарного давления задатчика 9 и усилия пружины в его управляющей камере. Под действием меньшего давления Рв 1 от задатчика 9 давление в емкости 5 уменьшится до значения верхнего уровня Рв. После чего сопло диода 7 закроется, а регулятор продолжит реализацию заданного закона управления.

При уменьшении давления Ру в емкости 5 ниже требуемого уровня Рн (Pv Рн) откроется сопло второго диода 8, так как давление Рн от задатчика 10 в проточной камере диода 8 станет больше суммарного давления Pv с выхода повторителя 6 и усилия пружины Да в управляющей камере диода. Поддействием большего давления Рн Рн+ + Да от задатчика 10 давление в емкости увеличится до значения нижнего уровня Рн. После чего сопло диода 8 закроется, а регулятор продолжит реализацию стандартного пропорционально-интегрального закона управления.

Если на диодах 7,8 установить одинаковые положительные сдвиги, равные Д i - Да 0,5(), то на задатчиках 9,10 потребуется установить также одинаковые давления, равные Ре Рн 0,5(РВ + Рн). В этом случае можно обойтись од ним общим задат

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

чиком, и конструкция регулятора еще больше упрощается. При этом на диодах приходится устанавливать обычно довольно большие по величине сдвиги, а при на- стро йке давления этого общего задатчика изменяются одновременно оба уровня: верхний Рв и нижний Рн уровни ограничения давления в емкости 5.

В отличие от прототипа предлагаемый регулятор имеет более простую конструкцию (отсутствует дополнительный сумматор, соединенный с диодами) и более надежен, так как с управляющей камерой второго диода соединен выход повторителя давления в емкости, а не емкость (как в прототипе) - в управляющих камерах диодов на базе повторителей со сдвигом часто наблюдаются утечки воздуха через винт настройки сдвига. Процесс ограничения давления в емкости предлагаемого регулятора не сопровождается автоколебаниями при любом коэффициенте передачи пропорционального блока. В прототипе при больших коэффициентах передачи пропорционального блока приходится устанавливать демпфирующие дроссели.

Ограничение на заданных уровнях давления в емкости предлагаемого регулятора позволяет устранить запаздывание в работе регулятора, равное времени возвращения этого давления (в емкости) в установленные (рабочие) пределы при отсутствии такого ограничения, что повышает точность регулятора.

Регулятор выполнен на серийных блоках и элементах и подготовлен к промышленному использованию,

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Пневматический регулятор, содержащий подключенный к выходному каналу пропорциональный блок, интегральный блок, состоящий из сумматора, первый плюсовой и минусовой входы которого соединены с каналами задания и параметра, а выход является выходом интегрального блока и подключен к первому входу пропорционального блока и емкости, соединённой через переменный дроссель с выходом сумматора и непосредственно с вторым плюсовым входом сумматора, а также с проточной камерой первого и соплом второго пневматических диодов, два задатчика нижнего и верхнего уровней давления, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения конструкции регулятора, в интегральный блок введен повторитель, входом подключенный к емкости, а выходом - к второму входу пропорционального блока, причем управляющая камера и сопло первого пневматического диода соединены с задатчиком верхнего уровня давления, а задатчик нижнего уровня давления соединен с проточной камерой второго

пневматического диода, управляющая камера которого подключена к выходу повторителя давления.

Изобретение относится к приборостроению, а именно к пневматическим регуляторам с ограничениями выходного сигнала интегральной составляющей. Целью изобретения является повышение точности и упрощение конструкции регулятора. Это достигается за счет того, что в предлагаемом регуляторе в интегральный блок введен повторитель, входом подключенный к емкости, а выходом - к входу пропорционального блока, причем управляющая камера и сопло первого пневматического диода соединены с задатчиком верхнего уровня давления, а задатчик нижнего уровня давления соединен с проточной камерой второго пневматического диода, управляющая камера которого подключена к выходу повторителя давления. Пневматический регулятор может найти широкое применение в химической, нефтехимической, машиностроительной и других отраслях промышленности, где необходимо регулировать технологические параметры. 1 ил.