ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРОПОРЦИОНАЛЬНО- ИНТЕГРАЛЬНЫЙ РЕГУЛЯТОР Советский патент 1970 года по МПК G05B11/60 G05D7/01 

Регулятор относится к технике автоматического уИравления, может быть использован в гидравлических системах регулирования.

Известен гидравлический пропорциональноинтегральный регулятор, содержащий усилитель, :Сумматор, автоматически переключаемый дроссель с дроссельной иглой, постоянный дроссель, Инерционвую камеру и исполнительный механизм.

К недостаткам известных гидравлических ПИ-регуляторов следует отнести высокую чувствительность к образованию накипи на проточных дросселируюгпих элементах в случае применения для их литаиия неочищенной водапроводной или теплофикационной воды.

Предложенный регулятор отличается тем, что инерционная камера разделена тремя чувствительными элементами с общим подвижным щтоком на четыре полости, первая из которых соединена с исполнительным механизмом и через постоянный дроссель-со второй полостью и усилителем. Третья иолость соединена с автоматически переключаемым дросселем в виде камеры, разделенной двумя мембранами на три полости. Одна мембрана соединена с дроссельной иглой, первая полость соединена с инерционной камерой и второй ПОЛОСТЬЮ и через изменяемое дроссельной иглой сечение с сумматором. Третья полость, соединенная с атмосферой, содержит

два кулачковых ограничителя перемещения дроссельной иглы.

Эти особенности конструкции иозволяют повысить паден пость регулятора.

Схема регулятора представлена на чертел е.

Регулятор состоит пз релейного трехпозиционного клапанкового усилптеля, который содерли1т отсечной клапанок питания /, отсечной клапанок слпва 2, вплку 3, оси враи1,епия 4 и 5, кулачки 6, 7, ролики 6, штуцера 9 и 10, сумматора, содержащего камеру отрицательной обратной связи IJ, шток 12, пружину настройки J3 и мембрану 14; автоматически переключаемого дросселя, состояп1,его из дроссельной иглы /5, мембран 16 и 17, диска 18, иружин 19, кулачков 20 п 21, упоров 22 и канала 23, ннерциунпой воздушной камеры с полостя.ми 24-26, общим подвижным центром 27, пружиной растялсения-сжатия 28 п дросселем 29; мембранного исполнительного механизма с регулирующим органом 30 и мембранной головкой 31.

Работает регулятор следующим образом.

К штуцеру 10 подводят давление питания РПКГ - а штуцер 5 соединяют с линией слива.

Пружинй растяжения-сжатия 28 «оордпнпрует общпй подвижный центр 27 в среднем положении. Дроссельная игла /5 под действием усилия пластинчатых лружин 19 упирается диском 18 в регулнруе.мый кулачок 21, Зазор между л{естким центром мембраны 16

и кулачком 20 устанавливают с помощью настроечной головки этого кулачка.

С помощью пружины J3 ;настрапвают заданное значение регулируемого дшраметра.

В статическом режиме работы системы автоматического регулирования усилие f, действующее на щток 12 со стороны датчика регулируемого параметра, уравновещиваетси усилием, которое развивается давлением сжатого воздуха в камере отрицательной обратной связи на эффективной илощади мембраны 4, и усилием сжатия иружииы настройки 13. При этом .клаианок / отсекает линию иитаиия от иолости мембранной головки 3J исиолнительного механизма, а «лаианок 2 отсекает полость иоиолнительного механизма от линии слива.

При изменении, наиример повыщении, регулируемого иараметра сила F, дейстующая на шток 12 со стороны датчика регулируемого иараметра, увеличивается, ъ результате чего щток 12 и ролик 6 иеремещаются вверх. При некотором верхнем положении ролика 8, действующего на кулачок 7, 3 теряет среднее положение равновесия отнюсительно оси 5 и, иове|р нувщись вокруг оси 4 по часовой стрелке, .открывает клаианок /, соединяя линию питания с полостью мембраиной головки 31 исполнительного механизма.

Начиная с этого момента регулируюплий орган 30 перемещается вниз. Одновременно на постояином дросселе 29 вследствие расхода среды в мембранную головку возникает перепад давления, в результате чего давление в 1ПОЛОСТИ 26 ин1ерционной 1камеры становится больще, чем в иолости 25. Под действием иерепада давления иа иостоянном дросселе 29 общ1-ш подвижный центр 27 опускается и сжимает воздух, находящийся в иолости 24. Под действием сжатого воздуха на эффективной площади мембраны 16 возникает усилие, и дроссельная игла 15, иереместивигись вираво, упирается жестким центром мембраны 16 в регулируемый кулачок 20. Сжатый воздух перетекает из полости 24 по каналу 23 в камеру // отрицательной обратной связи, повышая в ней давление и увеличивая усилие, действующее на мембрану 14, в результате чего ролик 8, двигаясь вн«з, действует на кулачок 6. При некотором нижнем иоложении ролика относительно оси 5 вилка 3, поворачиваясь вокруг оси 4 против часовой стрелки, запимает средпее положеиие равновесия, и клаианок У отсекает линию питания от иолости мембранной головки иснолнительного механизма. В этот момент регулирующий оргаи ирекращает движение вниз. Промежуток времени от начала движения регулирующего органа до его остановки определяется временем истечения воздуха из иолости 24 к полост, камеры отрицательной обрити-ой связи. Tiro м;) настраивать .с иомои 1ью регулируемого кулачка 20.

полнительного механизма, ва иостоянном дросселе 29 исчезает иереиад давления, и обгций иодвижный центр 27 иод действием нружи1иы 28 возвращается в исходное иоложение, а дроссельная игла под действием усилия иластинчатой пружины 19 иеремещается влево, уиираясь диском 18 в кулачок 21. Сжатый воздух, находящийся ;В камере отрицательной обратной связи, начинает перетекать через

канал 23 в иолость 24, а регулирующий орган стоит на месте.

По мере истечения воздуха давление его в камере отрицательной обратной связи умеиьщается, а ролик 8, иеремещаясь вверх

иод действием усилия F, ириложеиного со стороны датчика .регулируемого иараметра к штоку 12, действует на кулачок 7.

При некотором верхнем иоложении ролика 8- относительно оси 5 вилка 3 теряет среднее

иоложение равновесия и, иовернувшись вокруг оси 4 ио часовой стрелке, открывает клаианок /, соединяя линию иитания с иолостью мембраиной головки исиолнительиого механизма. В этот момент регулирующий орган, ранее

неиодвижный, снова начинает оиускаться. Промежуток времени от остановки регулирующего органа до дальнейшего движения определяется вре.менем истечения сжатого воздуха в иолость 24 из иолости камеры отр щательиой обратной связи ири изменении ее объема в связи с перемещение.м ролика 8 от иоложеиия закрытия .клаианка / до положения его открытия. Этот .ирометуток времени, в течение которого регулирующий орган иеподвижен, может настраиваться с ио.мощью регулируемого кулачка 21.

Таким образом, измерительно-иреобразовательный блок, имиульсами, длительность и скважность которых может регулироваться

соответствен ио с помощью кулачков 20 и 21, «выдает жидкость иод давлением в полость мембра.иной головки, в результате чего регулирующий орган соответственно имиульсами перемещается стуиеньками вниз до тех нор,

иока регулируемый иарамет.р не иридет к заданному значению.

Предмет изобретения

Гидравлический иропорционально-интегральный регулятор, содержащий усилитель, слмматор, автоматически переключаемый дроссель с дроссельной иглой, постоянный

дрО:Ссель, инерционную камеру и исполнительный механизм, отличающийся тем, что, с целью иовышеиия иадежности, инерционная камера разделена тремя чувствительными элементами с об.щим подвижным штоком на чеTbij)e иолости, ие|)вая из которых соединена с псполиительи1.1м механизмом и-через иостояииый дроссель-со второй полостью и усилителе.м, третья иолость соединена с автоматически иереключаемым дросселем в виде каполости, ,в котором одна мемб рзна соедииенг с дроссельной иглой, иервая полость соединена с инерционной камерой и второй полостью и через изменяемое дроссельной иглой сечение-с сумматором, а третья полость соединСНа со сбрссом в атмосферу и содержит два кулачковых ограничителя перемещения дроссельной иглы.

2/:JLJ, ,./ 9 ) 10 „, PC/I РПШП /2 f /////// :/, 7 / / Ь 22 23