Устройство для автоматического регулирования Советский патент 1974 года по МПК G05D23/24 

1

Устройство предназначено для автоматического регулирования режимов криоге1нных систем охлаждения.

ИзБестиы устройства для автоматического регулирования режимов низкотемпературных охлаждающих систем, содержащие охладитель (теплообменник), связанный одчим трубс проводом с источиижом холода, резервуаром с хладагентом, а другим через двухпозИЦиояный регулирующий клалан - с линией сброса inapOB хладагента.

Для поддержания -заданной температуры в основном охладителе ниМ и вторым трубопроводом установлен термочувствительный элемент, который через усилитель и фазочувствительное устройство связан с «лапаном, регулирующим поток хладагента к охладителю.

Однако в таких устройствах незначительное отклонение температуры вызывает дискретное изменение положения регулирующего клапана и соответственно дискретное изменение расхода хладагента. Это приводит к лотерям хладагента, увеличению погрешности регулирования температуры особенно в криогенных системах с теплообменника ми в переходном и установившемся режимах. Применение нагревателя для уменьшения погрешности регулирования дополнительно увеличивает расход хладаге1нта.

Целью изобретения является улучшения динамических свойств и повышение к. п. д. системы за счет уменьшения расхода хладагента и j-величения времени его активного действия в зоне охладителя.

С этой целью в предлол енном устройстве электромагнитные .клапаны установлены соответственио на входе в одну из секций теплообменника, на выходе из другой секции и на входе в редуктор, а входы регулятора соединены с реле времени и через трансформатор-- с одной из диагоналей измерительного моста.

На чертеже показано предложенное устройство для автоматического регулирования режимов криогенных систем охлаждения.

Электромалнитный клапан 1 установлен на входе в одной из секций 2 многосекционного теплообменника 3 с гидравлическим сопротивлением 4 и подсоединен к одному из входов регулятора 5 с переменной структурой, содержашего усилитель и генератор импульсов.

Электромагнитный клапан 6 установлен на лиеии высокого давления РЬ связывающей источник хладагента 8 с редуктором 9, электромагнитный клапан 7 - на выходном трубопроводе хладагента второй секции 10 теплообменника 3. Клапаны 6 и 7 подключены к двум выходам регулятора 5. Один вход регулятора подключен к реле времени 11, а второй через трансформатор 12 - к измерительному мосту 13.

Термочувствительный элемент, например терморезистор 14, включен Б одно плечо моста 13, питающая диагональ которого через трансформатор 15 нодключена к выходу .мультивибратора 16. На выходе теплообменника установлен «лапан 17, а на входе - фильтры 18 и 19.

Регулятор работает следующим образом.

В начальный момент времени, соответствующий включению электромагнитных клапанов

I,6 и 17, сигнал термочувствительного элемента, например сопротивление терморезйстора

II,имеет максимальное значение т. соответствующее температуре окружающей рреды. В мосту 13 заданное значение сопротивления термюрезистора sag- сравнивается с истинным значением сопротивления терморезистора . Разность определяет 1велИчину напряжения рассогласования Де. Напряжение .рассогласования Ае, усиленное усилителем регулятора 5 включает электромагнитный клапан 1, а реле времени И начинает отсчет установки времени, определяющего -выход системы, на реж-им.

Хладагент под высоким давлением PI поступает от источника S через клапан 6 на редуктор 9, в котором давление понижается до значения PS- От редуктора 9 хладагент разветвляется на два потока: через .клапан 1 и фильтр 18 он направляется в секцию 2, а через фильтр 19 - в секцию 10 теплообменника 3 и дроссел.ируется .на гидравлических сопротнвленнях 4. При -этом давление PZ понижается до давления РЗ. Так .как камера, в которую газ дросселируется, изолирована от интенсивного теплообмена с окружающей средой, то температура хладагента понижается. О.брат.ный поток охлажденного хладагента, омывая снаружи оребренные трубки секции 2 и 10, охлаждает прямой поток хладагента с давлением РЗ и через клапаи 17 канала обратного потока выбрасывается в пространство, .окружающее систему охлаждения. К концу пускового периода за дросселем образуется ожиженный хладагент, и достигается рабочая температура охлаждения. Терморезнстор 14 изменяет свое сопротивление и приводит измерительный мост 13 в состояние равновесия. Регулятор 5 в тот момент, когда он выполняет функцию усилителя, выдает команду на выключение клапана 1, который прекращает подачу хладагента в секцию 2, При этом температура охлаждения поддерживается на заданном уровне за счет дросселирования небольшого количества газа, поступающего из секции 7 теплообменника 3. От регулятора 5 подается команда на реле времени 11, которое переходит на отсчет установки

0 времени Та.

Если охладитель .находится на заданнОМ температурном режиме, то через время та реле времени И включается. Если температура в зоне охлаждения выще зада.нной, то за время Т2 регулятор 5, работая в режиме генерации имлульсов, выдает определенное число импульсов, включая и выключая по заданной программе электромагнитные клапаны 1, 6 и 7. Величина време ни Т2 вы.брана в зависимо0 сти от постоянной времени объекта.

Если В процессе работы в установивщемся режиме температура отклоняется от заданной, сигнал раосогласования As вызывает повторение цикла.

Предмет изобретения

Уст1ройство для автоматического регулирования, состоящее из редуктора, электромагнитных клапа-нов, м.ногосекционного теплообме1нника, измерительного моста, реле времени, трансформатора и регулятора с перемен.ной структурой, содержащего усилитель -и генератор импульсов, отличающееся тем,

5 что, с целью пювы.шения к. п. д., улучшения динамических свойств и увеличения .времени активного существования криогенной систеiMbi, первый выход генератора импульсов соединен с электромагнитным клапаном, подключенным к усилителю и установленным на входе в одну из секций теплообменника, связанную через гидравлическое сопротивление с выходным трубопроводом хладагента; второй выход генератора импульсов соединен с элект5 ромагнитпым клапанам, установленным на выходе другой секции теплообменника; третий выход генератора импульсов связан с электромагнитным клапаном, установленным на входе в ре дуктор; о.дин вход регулятора

по.дключен к реле времени, а другой через трансформатор-к одной из диагоналей изме.рительного моста.