СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ НАСОСНО-АККУМУЛЯТОРНОЙ СТАНЦИЕЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПРЕССОВ Советский патент 1973 года по МПК F15B1/02 

1

Известна система управления насосно-аккумуляторной ставцией гидравлических прессов, содержащая насос с охояостительным клапаном и устройство контроля уровня жидкости в аккумуляторе насосно-аккумуляторных приводов гидравлических прессов.

Целью изобретения является повышение надежности и более нолное иснользование рабочего объема аккумулятора.

Это достигается тем, что устройство контроля уровня снабжено установленным между дифференциальным манометром и -пневматическим реле блоком опережения управляющего сигнала от дифференциального манометра, выполненным в виде усилителя и элемента сравнения, соединенных между собой по схеме повторителя, имеющего линию обратной связи, в которую включены дроссель и обратный клапа}.

На фиг. 1 изображена структурная схема системы управления насосно-аккумуляторным приводом; на фиг. 2 - конструктивная схсма блока опережения.

Система управления насосно-аккумуляторным приводом состоит из аккумулятора /, соединенного импульсными трубками с дифманометром 2, который и:меет пневматический выход, соединенный с входом блока опережения 3. Выход блока опережения соединен с пневматическим реле 4, количество которых

соответствует числу контролируемых уровней. На схеме показано два реле. Одно из них управляет клапаном минимального уровня 5, а другое - охолостительным клапаном 6 насоса. Уравнительный сосуд 7 установлен на полюсной импульсной магистрали на высоте, соответствующей верхнему аварийному уровню.

Блок опережения 3 содержит (фиг. 2) усилитель 8 щарикового типа и элемент сравнения 9, соединенные друг с дру1-ом ио схе.ме повторителя. Линия выхода РВЫХ повторителя через линию обратной связи, в которую параллельно включены регулируемый дроссель 10

и обратный клапан 11, соединяется с измерительной камерой а элемента сравнения. Вторая измерительная камера б этого же элемента подключается к пневматическому выходу диф.манометра.

Система управления работает следующим образом. Уровень жидкости в аккумуляторе из.меряется дифманометром 2. Минусовая камера дифманометра соединяется с ижнеГ1 частью акку.мулятора, а плюсовая - через

уравнительный сосуд 7, заполненный жидкостью, с верхней частью сосуда. Разница давлений в .плюсовой и минусовой камере, равная разнице веса столба жидкости в уравнительном сосуде и аккумуляторе, преобразуется

дифманометром в сигнал Р в виде давления

воздуха, который поступает на вход блока опережения.

Блок опережения при полностью открытом дросселе 10, т. е. без задержки в линии обратной связи, работает следующим образом. Сигнал Р от дйфманаметра, пропорциональный уровню жидкости в аккумуляторе, поступает в измерительную камеру б элемента сравнения 9. Так как эффективная площадь средней мембраны больше площади крайних мембрал, то при повышении давления в измерительной камере б и давления в измерительной камере а линии обратной связи, мем бранный блок переместится и соединит управляющую камеру усилителя 8 с линией питания, одновременно перекрыв линию выхода в атмосферу. Под действием давления в управляющей камере щариковый клапан соединит линию питания усилителя с линией выхода РВЫХ. давление в которой повышается до тех пор, пока не станет равным давлению, поступающему от дифманометра. Другими словами блок приходит в равновесие при равенстве давлений в камерах а и б, при этом .РВЫХ равно Р.

При указанном на схеме (фиг. 1) положении уравнительного сосуда повышению уровня жидкости в аккумуляторе соотретствует уменьшение сигнала от дифманометра, что вызывает перемещение мембранного блока элемента сравнения в сторону закрытия линии питания и открытия выхода в атмосферу. Давление в управляющей камере усилителя 8 падает, что вызывает падение давления и в линии выхода.

Так как обратный клапан // обеспечивает свободное истечение воздуха из измерительной камеры а в линию обратной связи независимо от настройки дросселя 10, то при заполнении аккумулятора блок работает по схеме повторителя, ка.к было описано выше. Так как при этом Явых Р, то, следовательно, система осуществляет управление по уровню без опережения.

При опорожнении аккумулятора сигнал от дифманометра увеличивается, что вызывает увеличение сигнала РВЫХ в линии выхода. Однако заполнению камеры а линии обратной связи препятствует дроссель 10, который создает перепад давления АР.

Мембранный блок может находиться в равновесии только при равенстве давлений в его измерительных камерах, т. е.

Р -РВЫ. - АЛ

отсюда /вых Я + АЯ.

Таким Образом, управляющий сигнал Рвы-с превышает давление Р, пропорциональное уровню жидкости в аккумуляторе на величину перепада на регулируемом дросселе 10.

Величина АР пропорциональна секундному расходу из аккумулятора.

Это видно из следующего.

Как известно, весовой расход воздуха через дроссель в единицу времени пропорционален перепаду давления АР на дросселе, т. е.

dG

(2)

. иАЯ,

dt

где:

G - вес В0)здуха; V - проводимость дросселя. Уравнение состояния газа имеет вид:

VP

0

RT

Учитывая, что истечение через дроссель происходит в глухую камеру, т. е. объем V const и, переходя к бесконечно малым величинам, можем записать:

Л.(3)

dt КГ dt

Из выражений (2) и (3) имеем:

Ап V dP

vAP .

RT dt

Связь между скоростью изменения выходного сигнала дифманометра и расходом из аккумулятора может быть представлена как

-ЪР. -kO dt dt

где: jFe-площадь живого сечения гидробаллона аккумулятора; h - текущее значение ВЬРСОТЫ уровня в баллоне;

и Й2 - коэффициенты пропорциональности. Отсюда имеем:

vAP A.,Q,

40 ИЛИ

АР Q,

Окончательно из (1) получаем: РВЫХ P + kQ.

Коэффициент пропорциональности k зависит от настройки дросселя (в него входит v - проводимость дросселя).

Таким о-бразом, чем больше секундный расход из аккумулятора и меньше проводимость

дросселя, тем с большим опережением будет подан управляющий сигнал.

Управляющий сигнал с выхода блока опережения 3 поступает на пневматические реле 4, которые преобразуют непрерывный управляющий сигнал РЕЫХ в дискретные.

Срабатывание реле 4 происходит в зависимости от настройки при превышении (настройка по максимуму) или при понижении (настройка по миниму|Му) управляющего сигнал

заданного значения. Следовательно, настройкой реле определяется положением контролируемых уровней.

Дискретный сигнал пневматического реле воздействует на сервоприводы соответствующих клапанов.