Способ автоматического регулирования температуры или других величин Советский патент 1942 года по МПК G05D23/22 G05B11/00 

В ряде существующих многоточечных автоматических регуляторов температуры или других величин регулирование происходит следующим образом.

Слаботочный коммутатор замыкает поочередно компенсационные цепи отдельных регулируемых точек и, в зависимости от состояния равновесия в данной цепи, зеркальце гальванометра отклоняется в ту или другую сторону или остается в покое.

Отраженный от зеркальца луч света воздействует на фотореле, которое в случае отклонения зеркальца гальванометра от нейтрального положения посылает через второй, вращающийся синхронно с первым сильноточный коммутатор командный импульс исполнительному механизму. Последний перемещает рабочий орган, управляющий регулируемым .процессом, в направлении, соответствующем восстановлению нарушенного равновесия в компенсационной цепи данной точки.

Поворот рамки гальванометра ограничивается упорами, но упоры эти являются часто причиной неудовлетворительной работы регулятора, так как рамка притягивается к упорам, что может иметь своим следствием подачу неправильного командного импульса исполнительному механизму. Для предотвращения притяжения рамки гальванометра к упорам в регуляторах часто предусматриваются особые устройства (вибраторы), устраняющие это притял ение и автоматически включаемые в действие и выключаемые.

Далее, непосредственное замыкание командных цепей сильноточным коммутатором при наличии больщого числа контактов и необходимости предусматривать на каждом из них искрогасителя делает коммутатор очень громоздким. Поэтому в существующих многоточечных регуляторах предусматриваются на общих проводах командных цепей специальные (например, вольфрамовые) контакты, которые автомати№ 60955- 2 -

чески замыкаются и размыкаются в то время, когда соответствующие пластины сильноточного коммутатора уже или еще находятся в контакте. Устройство это носит название прерывателя сильноточной цепи.

В том случае, когда автоматически регулируется температура в электропечах, предусматриваются устройства, предупреждающие неправильную работу терморегулятора, вызываемую индукцией тока в цепйх термопар при включении в действие или выключении в процессе регулирования мощных электронагревателей. Действие этого устройства может заключаться в том, что на все время, в течение которого подается командный импульс, характер этого импульса делается независимым от отклонений рамки гальванометра, вызываемых не нарущением теплового режима в электропечи, а индукцией тока в цепях термопар, установленных вблизи электронагревателей.

(Здпако, наличие в регуляторе всех необходимых для его работы частей, в частности указанных выше, недостаточно для того, чтобы обеспечить вполне надежную работу. Для достижения этой последней цели, согласно изобретению, устанавливается определенный цикл автоматических действий, совершающихся в известной последовательности с надлежащими интервалами во времени. Цикл этот возобновляется при окончании регулирования одной точки и переходе к регулированию другой.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

К©гда слаботочный коммутатор приключит к компенсационной цепи регулятора установленную в регулируемой точке термопару, необходимо сразу привести в действие вибратор для того, чтобы освободить рамку зеркального гальванометра и дать ей возможность после успокоения занять то положение, которое соответствует состоянию равновесия в цепи регулируемой точки.

Действие вибратора должно быть кратковременным. Кроме того, командный импульс исполнительному механизму не может быть подан до того момента, когда наступит успокоение рамки, так как при колебаниях рамки этот импульс может не соответствовать окончательному положению рамки, определяемому состоянием равновесия в компенсационной цепи. Поэтому, хотя сильноточным коммутатором и подготовлена цепь для подачи командного импульса, но импульс не подается, так как цепь эта разорвана прерывателем.

Если регулируется электрическая печь, то необходимо, с целью устранения влияния индуктируемого в термопаре тока, после успокоения гальванометра привести в действие устройство для автоматической блокировки командного реле в том положении, в котором оно находится после успокоения - перед подачей команды прерывателем. Только после приведения в действие автоблокировки прерыватель замыкает командную цепь и при этом подается импульс исполнительному механизму.

Прерыватель должен разомкнуть командную цепь раньше, чем разомкнется контакт на сильноточном коммутаторе, иначе искра при размыкании тока будет появляться на контактах коммутатора.

Наконец, блокировочное приспособление должно прекращать свое действие после окончания подачи командного импульса, так как преждевременная разблокировка может повлечь за собой изменение команды, что может быть вызвано колебаниями рамки гальванометра, выведенной из состояния покоя током, индуктированным в цепи термопары.

Графически указанные выще условия надежной работы многоточечного автоматического регулятора изображены на фиг. 1, где положение и горизонтальное протяжение заштрихованной части по каждой операции указывает последовательность и продолжительность этой операции в течение каждого цикла операций, совершающихся при регулировании одной точки.

На фиг. 2-4 в трех проекциях изображено устройство, с помощью которого предлагается осуществлять описываемый способ автоматического регулирования температуры или других величин.

На валу / червячного редуктора коммутатора 2 термотоков и командного коммутатора 5 укреплена профилированная щайба 4. Один оборот щайбы 4 соответствует времени регулирования одной точки. При вращении вала / шайба 4 поворачивает опирающийся на нее роликом 5 коленчатый рычаг 6. Плотное соприкосновение ролика 5 с ребром шайбы 4 обеспечивается пружиной 7, оттягивающей одно из плеч коленчатого рычага 6.

В полке 8 установлены винты 9, 10 и //, с помощью которых колебания верхнего плеча коленчатого рычага 6 передаются соответственно контактным пластинкам 12 (прерывателя командной цепи), 13 (вибратора) и 14 (блокировки). При этом устанавливается или нарушается контакт этих пластинок с другими гибкими контактными пластинками 15, 16, 17 и 18. Профилем шайбы 4, а также положением винтов 9, 10 и 11 определяется последовательность и продолжительность контактов.

Винт 10 нажимает на пластину 13 и винт 11 на пластинку 14 не непосредственно, а через прикрепленные к этим пластинкам стержни 19 и 20, причем стержень 19 проходит свободно через пластинку 16, а стержень 20 через пластинку 17.

Когда полка 8 перемещается в крайнее левое (фиг. 4) положение, что соответствует положению ролика 5 во впадине шайбы, замыкаются контакты пластинок 16 и 13 цепи вибратора. После выхода ролика 5 из впадины и перехода на выпуклую часть шайбы 4, очерченную по дуге круга с центром, совпадающим с центром вращения шайбы, полка 8 остается неподвижной, а все контакты в это время разомкнуты; рамка гальванометра устанавливается в определенном положении.

Затем полка 8 вследствие передвижения ролика 5 по кривой с постепенно возрастающими радиусами кривизны перемещается вправо (фиг. 4) и прежде всего замыкаются контакты пластинок 14 и 18, а затем размыкаются контакты пластинок 14 и 17. При таком положении контактов устранено влияние индуктированного в цепи термопары тока на характер командного импульса и последний может быть подан, что осуществляется контактом пластинок 12 и 15.

Подаче командного импульса соответствует перемещение ролика 5 по наиболее удаленной от центра кривой поверхности ребра шайбы 4. В дальнейшем, при перемещении ролика 5 к впадине щайбы 4, сначала разомкнутся контакты пластинок 14 и 18 и замкнутся контакты пластинок 14 и 17, а затем придут в исходное положение контакты пластинок 12 и 13. Попаданием ролика 5 во впадину шайбы 4 начинается такой же новый цикл, по которому протекает регулирование следующей точки.

Предмет изобретения

1. Способ автоматического регулирования температуры или других величин многоточечным регулятором, отличающийся тем, что при помощи программного механизма, после замыкания ко.мпенсационной цепи термопары, подается импульс устройству, устраняющему притяжение рамки гальванометра к упорам и затем по истечении времени, достаточного для успокоения рамки гальванометра, замыкается уже подготовленная сильноточным коммутатором командная цепь исполнительного механизма, причем размыкание этой цепи происходит до прерывания ее сильноточным коммутатором.

2.Видоизменение способа по п. 1, отличающееся тем, что, с целью регулирования температуры электрических печей, после успокоения рамки гальванометра приводится в действие блокировочное приспособление командного реле и замыкается цепь исполнительного механизма, причем размыкание ее производится до прекращения действия блокировочного приспособления.

3.Устройство для осуществления способа по пп. 1 и 2, отличающееся применением вала, связанного с коммутатором термопар и снабженного рычагом, опирающимся на профилированную щайбу и производящим коммутирование электрических цепей в указанном порядке.

3-й цикл

2-ой цикл

Фиг. 1

Фиг. 3