Способ регулирования подачи газа в вакуумные установки с заданным соотношением состава газовых компонентов в рабочем объеме Советский патент 1974 года по МПК G05D7/03 

1

Изобретение относится к области регулирования расхода газа, в частности к способам регулирования подачи газа в вакуумные установки с заданным соотношением состава газовых компонентов в рабочем объеме.

Известны способы регулирования подачи газа путем дросселирования исходных компонентов и напуском приготовленной смеси в рабочий объем вакуумной установки. Однако известные способы не обеспечивают высокой точности приготовления газовой смеси, так как позволяют регулировать только количество смешиваемых газов и не учитывают качественного состава приготавливаемой смеси, который может изменяться с течением времени вследствие влияния таких факторов, как газоотделение и загрязненность газопроводов, газопроницаемость материалов стенок, остаточная атмосфера, миграция из откачных средств и т. д.

Цель изобретения повышение точности регулирования подачи газа.

Суш;ность способа регулирования подачи газа в вакуумные установки с заданным соотношением состава газовых компонентов в рабочем объеме состоит в том, что изменяют расход газовых компонентов по отклонению от единицы величин отношения парциальных давлений компонентов в рабочем объеме к их значениям в смеси, корректируют соотношедия парциальных давлении компонентов и фонового давления в смесительной камере, совмещают начало напуска газовой смеси в рабочий объем вакуумной установки с моментом установления смеси заданного соотношения парциальных давлений исходных компонентов, сравнивают фоновое давление между верхним и нижним предельно допустимым разрежением в рабочем объеме и по результатам сравнения ограничивают продолжительность напуска.

Способ иллюстрируется чертежом. Приготовление газовой смеси в смесительной камере 1 для последуюш,его напуска в рабочий объем вакуумной установки 2 производится в соответствии с программой, задаваемой на программном задатчике 3, который используется для задания газовых и вакуумных условий в рабочем объеме вакуумной установки, то есть состава газа, парциального давления исходных газовых компонентов, а также разности давлений между верхним и нижним предельно допустимым разрежением, дублируемой на магнитно-блокировочном вакуумметре 4. Заданные значения парциальных давлений исходных компонентов из программного задатчика поступают в основной и дополнительный каналы регулирования, которые электрически связаны .между собой.

Основной канал регулирования образован

блоком 5 коррекции парциальных давлений, анализатором 6 парциальных давлений, преобразователем 7 сигналов парциальных давлений в сигнал управления дроссельной системой и служит для управления дроссельной системой 8, регулирующей расход газов из баллонов 9 в смесительную камеру 1 в зависимости от заданных значений парциальных давлений исходных комнонентов в задатчике 3 (Pi) и их текущих значений в рабочем объеме (Pz) вакуумной установки.

Вспомогательный канал регулирования образован анализатором 10 парциальных давлений, блоком 11 -сравнения соотношения парциальных давлений, блоком нанряжения 12, выполненным в виде источника на заданное напряжение, сумматором 13 и служит для контроля качества приготовленной смеси путем установления соответствия соотношения заданных значений парциальных давлений исходных компонентов истинному соотнощению, имеющему место в смесительной камере. С этой целью в блоке И сравнения соотнощения парциальных давлений сравнивают отнощения (Л-текущие значения парциальных давлений исходных компонентов в смесительной камере 1) с единицей, находят разность между первой и второй величинами, вводят ее в преобразователь 7, используя в качестве сигнала обратной связи для коррекции расхода газов из баллонов в смесительную камеру, а также в сумматор 13, используя в качестве основного сигнала для управления дозирующим клапаном 14.

Сумматор суммирует результаты сравнения отношений парциальных давлений исходных компонентов и в случ-ае, если соотнощение парциальных давлений исходных компонентов в смесительной камере -будет соответствовать соотношению, заданному на програм-мно-м задатчике 3, то есть, если будет соблюдено равенство Pi/P3 l, то он выдает сигнал на открытие дозирующего клалана 14 для напуска приготовленной смеси в рабочий объем вакуумной установки. Напускаемая газовая смесь обеспечит автоматическое создание в рабочем объеме заданных газовь1х условий. Для сохранения -в рабочем объеме необходимого разрежения при напуске газовой смеси ограничивают время напуска путем введения дополнительной обратной связи по разности давлений между верхним и нижним предельно допустимым разрежением в рабочем объеме, осуществляя ее через магнитно-блокировочный вакуумметр 4, который воздействует на электропривод дозирующего клапана 14. Магнитноблокировочный вакуумметр подключен к сумматору 13 и независимо от сигналов, поступающих на сумматор с блока 11 сравнения соотношения .парциальных давлений, выключает сумматор, если вакуумные условия в рабочем объеме вакуумной установки 2 будут хуже, чем допустимые. При отключении сумматора закрывается дозирующий клапан 14, причем его новое открытие возможно только

при установлении в рабо-чем объеме заданных вакуумных условии, ко-гда соотношение лардиальных давлений исходных компонентов в смесительной камере Судет соответствова1Ь заданно-му в программном задатчике. В этом случае мапштно-олокировочный вакуумметр включит сумматор, который, просуммировав сигналы с олока сравнения соотнощения парциальных давлении, выдаст сигнал на открытие дозирующего клапана.

Для откачки смесительной камеры служит вакуумный насос 15.

ь соответствии с рассмотренной схемой регулирования подачи газа, иллюстрирующей

предложенный снособ, регулирование подачи газа в вакуумную установку с заданным соотнощением состава газовых компонентов в ра-Оочем объеме производится следующим образом.

На программном задатчике 3 задаются, а на магнитно- Олокировочном вакуумметре 4 дублируются вакуумные условия в рабочем объеме вакуумной установки 2, то есть перепад давлении между верхним и нижним предельно допустимым разрежением в рабочем о-бъеме. Одновременно на программном задатчике. задаются газовые условия в рабочем объеме, то есть состав газа и значения парциальных давлений исходных компонентов, которые поступают в основной и вспомогательный каналы регулирования. В блоке 5 коррекции парциальных давлений -вычисляется поправка в значения заданных парциальных давлений исходных компонентов, исходя из реально существующих газовых условий в рабочем объеме вакуумной установки. Эта поправка в виде разности Р±-PZ ввводится в преобразователь 7, который преобразует поступающие на него сигналы в сигнал управления дроссельной системой 8, подающей газ из баллонов 9 в смесительную камеру 1. При изменении текущих зна-чений парциальных давлений исходных компонентов в рабочем объеме вакуумной установки изменяется выходной сигнал с блока 5 коррекциии парциальных давлений,- что обеспечивает автоматическую коррекцию расхода газов из баллонов в смесительную камеру. Таким образом, основной канал обеспечивает управление дроссельной системой, регулирующей расход газов из баллонов в смесительную камеру в зависимости от парциального давления исходных компонентов. Однако введение автоматической коррекции

расхода .газов из баллонов в смесительную камеру в зависимости от пар-циального давления исходных компонентов в задатчике и в рабочем объеме еще не гарантирует, что качество приготовленной в смесительной ка-мере газовой смеси обеспечит при ее дозировании в рабочий объем получение в нем заданных газовых условий, так как в смесительной камере может существо-вать своя газовая среда, обусловленная остаточной атмосферой, газовыделением со стенок, различными примерами, миграцией из откачных средств, и т. д. Для установления соответствия соотношения заданных значений парциальных давлений исходных компонентов истинному соотношению, имеющему место в смесительной камере, контролируют качество приготовления в смесительной камере газовой смеси. Эту функцию выполняет вспомогательный канал регулирования, в котором сравниваются отношения PI/PS с единицей, а результат сравнения суммируется с сигналом блока 5 коррекции парциальных давлений и используется в качестве сигнала обратной связи для коррекции расхода газов из баллонов в смесительную камеру и в качестве основного сигнала для управления дозирующим клапаном 14 через сумматор 13. При соблюдении равенства открывается дозирующий клапан и напускаемая газовая смесь обеспечивает автоматическое создание s рабочем объеме заданных газовых условий. Продолжительность напуска газовой смеси в рабочий объем вакуумной установки ограничивается разностью фонового давления между верхним и нижним предельно допустимым разрежением в рабочем объеме, контролируемым магнитно-блокировочным вакуумметром 4, воздействующим на дозирующий клапан. Предмет изобретения Способ регулирования подачи газа в вакуумные установки с заданным соотношением состава газовых компонентов в рабочем объеме путем дросселирования исходных компонентов и напуском приготовленной смеси в рабочий объем вакуумной установки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, изменяют расход газовых компонентов по отклонению от единицы величин отношения парциальных давлений компонентов в рабочем объеме к их значениям в смеси, корректируют соотнощения парциальных давлений компонентов и фонового давления в смесительной камере, совмещают начало напуска газовой смеси в рабочий объем .вакуумной установки с моментом установления смеси заданного соотношения парциальных давлений исходных компонентов, сравнивают фоновое давление между верхним и нижним предельно допустимым разрежением в рабочем объеме и по результатам сравнения ограничивают продолжительность напуска.