Пропорциональный регулятор Советский патент 1978 года по МПК G05D15/00 

Изобретение относится « регулирующим системам и 1может быть использовано в системах., предназначенных, например, для регулирования авиационных газотурбинных двигателей 1ПО числу оборотов турбокомпрессора.

Известен регулятор, содержащий чувствительный и исполнительный элементы и задатчнк режима, обеспечивающие peryvinpoBaHHe реж«,мов двигателл ло числу оборотов турбокомпрессора за счет преобразования входного сигнала чувствите.тьного элемента в виде силы в (Перемещение нонолнительного элемента, обеспечивающее поддержание, регулируемого параметра и оановременно в командное давление рабочей жидкости, которое используется для управления дополнительны/ми корре:ктирующяМИ элементами системы регулирования I.

Наиболее близким по технической сущности является пропорциональный регулятор, содержащий расположенные в «ор.пусе чувствительный элемент, задатчий, исполнительный элемент и регулируЮЩий орган, вьгполненный в виде золотниковой пары, плунжер которой связан с чувствительным элементом 2.

Однако известные регуляторы сложны, громоздки, а также Имеют недостаточные чувствительность и быстродействие, .поскольку либо имеют двойное количество однотипных кинематических узлов, налри.мер, сдвоенный

тахометр 1, либо чувствительный и исполнительный элементы не имеют кинематической связи 2 и в передаче управляющих сигналов участвуют большие объемы рабочей жидкссти.

Целью изобретения является повышение чувствительности и быстродействия регулятора.

Для этого втулка золотннковой пары выполнена в виде ста.Кана, связанного с задатчиком и исполнительным элементом и образующего совместно с .плунжером внутреннюю полость, связанную через переменный дроссель с полостью слива и через постоянный дроссель с жаналом питания, при этом один из элементов золотннковой лары установлен в маятниковом устройстве, ужрепленно.м в корпусе.

На фиг. 1 приведена конструкция рег лятора; на фиг. 2 - конструкция регулятора, в котором стакан укреплен в маятниковом устройстве.

Регулятор содержит корпус /, в котором установлен регулирующий орган, выполненный в виде золотниковой пары, состоящей из плунжера 2, связанного с чувствительным элементом 5; с противоположной стороны на плунжере 2 установлен стакан 4, связанный с исполнительным элементом 5, расположенным, внутри задатчика режима 6. Задатчик режима 6 выполнен в виде пружины, опирающейся одНИМ торцом на стакан 4, другим - на опору, положение которой, а значит н паджатие -пружины определяются положением соответствующего рычага задатчи1ка. Внутренняя полость 7 ЗОЛОТН1ЖОВОЙ пары связана сжаналом 5 давления литання через постоянный дроссель 9, расположенный в корпусе, с полостью для слива 10, ПОЛОСТЬ 7 связана -через переменный дроссель, образованный о,кна1М:И // в стенке плунжера 2 и прикрывающжм их торцам 12 стакана 4.

Переменный дроссель может быть выполнен в виде окон 11 в цилиндрических стенках золотника 2 и 4, смещенных одних относительно другого в осевОМ на1правлении, а та-кже в виде отверстия в торце стакана 4, при1крываемого внутренним торцом плунжера 2.

Регулятор может не иметь отдельного исполнительного элемента, его роль может выполнять ллунжер 2, в 3TOiM сл;учае на нем выполняется необходимый дозирующий .профиль.

Для ловыщения чувствительности плунжер 2 может быть выполнен вращающимся совместно с чувствительным элементом, в то время -как стакан 4 остается неподвижньш. Последовательность расположения элементов золотниковой .пары 1между чувствительны-м элементом 3 и задатчиком 6 тоже может быть изменена так, ЧТО стакан 4 будет связан с чувствительным элементом 3, а плунжер 2 - с задатчиком 6.

Во втором варианте регулятора ста1кан 4 укреплен в .маятни/ковом устройстве 13, -через .которое он связан с исполнительным элементом 5 и задатчиком 6. Маятниковое устройство 13 обеспечивает -подвижность стаскана 4 относительно кор.пуса / и укреплено и нем на (кронщтейне.

Регулятор работает следующим образом.

При вращении чувствительного элемента 3 с постоянным числом оборотов от него на плунжер 2 действует некоторая постоянная сила f, в противапол;ожном направлении на плунжер 2 .действует сила FI от давления Р| рабочей жидкости во внутренней ПОЛости 7 золотниковой 1пары. Рабочая жидкость, поступая из (Канала 8 в лолость 7 через постоянный дроссель 9, далее перетекает в лолость для слива 10 через окна // переменного дросселя. При ЭTQM величина открытия окон // устанавливается такой, чтобь сила Р от давления жид;кости уравновесила силу F, одновременно давление PI действ|ует на стакан 4 и уравновешивает усилие пружины задатчика 6, обеспечивая силовую компенсацию и равновесие всех элементов регулятора.

При увеличении числа оборотов чувствительного элемента 3 сила F увели чивается, и плунжер 2, перемещаясь в сторону стакана 4, уменьшает лроходное сечение о:кон 11, давление PI возрастает до тех пор, пока вновь не, уравновесит силу JF, одновременно вследствие увеличения давления Pj стакан 4 .перемещается на величину у, 1про:порциональную приращению давления, а значит и приращению чис ла оборотов и усилия чувствительного элемента 3. В результате при работе регулятора исполнительный элемент 5 всегда занимает положение, пропорциональное -числу о боротов чувствительного элемента 5, а в (Полости 7 вырабатывается давление жидкости Р{, также пропорциональное числу оборотов -чувствительного элемента 3.

Вариант регулятора (ом. фиг. 2) работает аналогично. Соединение стакана 4 с задатчиком режима 6 4eipe3 маятниковое устр-ойство 13 сообщает конструкции дополнительную степень свободы, делает ее менее нагруженной и

более чувствительной.

Кроме того, вследствие прямой срязи золотниковой -пары с чувствительным элементом 3 он восп|рин-и.мает от последнего продольные высокочастотные микроколебания и передает

Их стакану 4, так 1как жидкость .практически несжимаа.ма и объе.м, ее во внутренней полости inapt) невелик; исключается трение покоя и не менее чем в полтора раза .повышается Ч|увствительность золотниковой пары.

Таким образом, -предложено устройство, содержащее один тахометр, задатчик режима и одну золотн} |ковую пару, имеющую пря-мую кинематическую связь с чувствительным и исполнительны.м элементами, которое обеспечивает .получение двух выходных сигналов в виде давления рабочей л идкости и .перемещения исполнительного элемента, пропорциональных изменению регулируемого параметра, например числу оборотов, и за счет этого регулирование двигателя но выбранному параметру, а та1кже управление другими корректирующими эламента-ми систе мы регулирования. При этом повышаются чувствительность и быстродействне устройства в лолтора-два раза и существенно упрощается его конструкция ло сравнению с известными.

Ф о р iM у л а изобретения

1.Пропорциональный регулятор, содержащ-ий расположенные в кор.пусе -чувствительный элемент, задатчн-к, исполнительный элемент н регулирующий орган, выполненный в виде золотниковой пары, плунжер которой связан с чувствительным элементом, и канал питания, о т л и ч а ю |Щ и и с -я тем, что, с целью повыщения чувствительности и быстродействия регулятора, втулка з-олотниковой лары выполнена в виде стакана, связанного с задатчиком и исполнительным элементо-м и образующего совместно с плунжером внутреннюю полость, связанную через переменный дроссель с полостью слива и -через -постоянный дроссель - с

каналом литания.

2.Регулятор по in. 1, отличающийся тем, что один из элементов золотни1ковой -парь установлен в ада.ятншковом устройстве, у-крёлленном в корпусе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Каплан А. Б. и др., Агрегаты системы тапливопитания и регу 1ировання двухконтур- 5 ного турбореактивного двигателя АН-25, М., «Машиностроение, 1970, с. 95. 2. Угрюмов В. Г. и Береэкин В. Ф. Снстема: топливопитания газотурбинного двигателя ГТД-ЗФ, М., «Машиностроение, 1967, с. 130.

х ШШ- - -;- -- -- ---К s 1,%;;Г :Г:.:1 ., fX

- j

(Ue3e5.h ш

V . Л / К V

v.)

12

-.аяБп.-, , : „

vv -

2