Терморегулятор Советский патент 1949 года по МПК G05D23/24 

Известны терморегзляторы с тормолетром сопротивления и двум,реле, одно из которых реагирует на понижение, а второе на повыиюнис температуры (либо с одним реле балакспого тина), регулирующие iipn различных знаках отклонения температуры от задапюн величины.

Описываемый терморегулятор отличается от известных применением в нем двух сопротивлен; Й: с положительным температурным коэффициентом и задаваемой тепловой инерцией, необходимых для регулирования длительности н частоты импульсов, подаваемых на рабочи орган. При подогреве каждого из этих сопротивлешй включается отвечающее ему реле, реагирующее на из.мекение темнературьг и включенное таким образом, что нагрев сопротивления до установленной температуры вызывает отключение соответствующего ему реле, прекращая тем самым подачу импульса к рабочему органу.

На фиг. изображен регулировочный , на фиг. 2 н 3 - принципиальные схемы двух вариантов терморегулятора.

Принцип действия регулировочного элег-лента (фиг. I) основан на пспользовании регулируе.мой тепловой инерции нелинейного сопротивлення - стальной проволоки /, намотанно на сердечник 2. Это сопротивление помещено в теп.чоизолирующн футляр, составленный- in двух колпаков 4 п 6.

Изменение надемия напряжения иа стальном сопротипленк / п зависимости от нагрев., обуслоБливаемого отклонением регулируемого 1гроцесса от нормального режима, исиользоиано для осуществления отрицательной обратной связи.

Для изменения выдержки времени нагревания стальной проволоки У нужно изменять массу сердечника 2 (сменой последнего).

Изменение времени остывания стальной проволоки с медным сердечником достигается: а) регулированием экранировки в зависимости от окружающей среды путем перемещения подвижного колпака 6 относи№ 76630- 2 тельно неподвижного 4; б) изменением массы и скорости движения воздуха вокруг сопротивления / элемента в результате открытия секторных вырезов в нижней крышке неподвижного колпака 4 и в верхней крышке подвижного колпака 6 поворотными пластинами 5 и изменением тяги вследствие перемещения подвижного колпака относительно неподвижного.

Таким образом можно регулировать тепловую инерцию элемента з пределах от долей секунлчы до десятков минут.

Питание цепи управления производится от трасформатора-стабилизатора напряжения 9. В нем использована двойная стабилизация: ток цепи первичной обмотки 10 сглаживается бареттером 11, а величина магнитного потока стабилизируется конденсатором 12, включенным в цепь добавочной вторичной обмотки 13.

Термометр сопротивления 14 включен последовательно с железными сопротивлениями двух регулировочных элементов 7 и S (фиг. 2) и сопротивлением 15 постоянной величины, регулируемым от руки для задания уставки температуры. Сопротивления элементов 7 к 8 нагреваются при соответствующих подключениях их к обмоткам- 17 и 16 трансформатора 9 контактами 18 и 19, реле 24 и 25 через переменные сопротивления 20 и 21 и постоянные разветвленные сопротивления 22 и 23.

Питание к сопротивлениям элементов 7 и S подведено так, что добавочный ток в них не влияет на величину падений напряжений в сопротивлениях 14 и 15.

Чувствительным органом в схеме по фиг. 1 являются электромагнитные реле 24 и 25, включенные последовательно с добавочными сопротивлениями 26 н 27 и индуктивностями 28 и 29. Последние блокированы нормально замкнутыми контактами 30 и 31 исполнительных механизмов.

Терморегулятор работает следующим образом.

При нормальной температуре контролируемого объекта падение напряжения на участке, где параллельно подключены максимальное 24 и минимальное 25 реле, имеет величину, на которую эти реле не реагируют. Если изменяется температура объекта, то сопротивление 14 меняет свою величину и срабатывают реле 24 и 25. Тогда сопротивление соответственного регулировочного элемента 7 или 8 получает питание через контакты 18 или 19 реле. Сопротивление термоэлемента, нагреваясь вследствие большой теплоемкости пропорционально времени протекания тока, увеличивается и падение напряжения на участке, где подключены реле 24 и 25, приближается .к установленной величине. Далее отключается соответствующее реле и подача импульса на исполнительный механизм прекращается. Нарушение состояния реле наступит только тогда, когда влияние изменения сопротивления элемента 7 или 8, происходящее вследствие естественного охлаждения, на падение напряжения на участке, где подключены реле, будет отличаться от противоположного влияния изменения сопротивлеиия 14. Следующий импульс на рабочий орган будет короче по продолжительности, пока система не придет в состояние равновесия, соответствующее новому режиму объекта.

Максимальная устойчивость работы прибора достигается регулировкой декремента кривой охлаждения переменных сопротивлений, с целью максимального приближения к декременту кривых нагрева и охлаждения регулируемого объекта. В элементах 7 и 8 предусмотрена возможность подбора скоростей охлаждения сопротивлений, что дает возможность свести к минимуму явления перерегулирования и качаний.

Эта возможность различной настройки тепловых инерции переменных сопротивлений допускает возможность варьирования эффективностью регулирования при отклонении температуры выше или ниже заданной уставкой, что важно в тех случаях, когда для контролируемого объекта недопустимы явления перегрева или недогрева. Устойчивость и эффективность регулирования обеспечиваются еще тем, что длительность импульсов при отклонении температуры от заданной величины возрастает, а затем вследствие роста удельного сопротивления стальной проволоки при повьинеиии температуры более 700°, резко, падает. Вследствие ускоренного охлаждения сопротивлений 7 и i при высокой температуре резко растет частота 1 мпульсов. Если чувствительность терморегуля тора вследствне колебаний напряжения коэффициента возврата электромагнитных реле недостаточна для данного объекта, то можно использовать схему, представленную на фиг. 3. Здесь чувствительным органом является реле 32, построенное на электродинамическом принципе. Для усиления мощности его контактов принято питание катущки напряжения от обмотки 33 трансформатора 9 током, совпадающим по фазе с напряжением (что осуществляется при помощи сопротивления 34 и конденсатора 35). Сопротивления элементов 7 и 8 нагреваются при помощи нагревательных элементов 36 и, 37. Это предпринято с целью исключения влияиия индуктивностей обмоток 16 и /7 трансформатора на настройку моста. Работа схемы по фиг. 3 может быть осуществлена без реле 38 и 39, если их заменить одним реле балансного тина, одиа обмотка которого включена так же, как и реле 39, а другая - параллельио элементу 7. Уставка температуры задается изменением сопротивления 40; скорость нагревания сопротивлений элементов 7 и 8 регулируется изменением сопротивлений 41 и 42. Предмет изобретения 1.Терморегулятор с термометром сопротивления и двумя реле, одно из которых реагирует на понижение, а второе на повышение температуры, дающими воз.можиость задания различной эффективностн регулирования при различных знаках отклонения температуры от заданной величины, отличающийся тем, ч го, с целью регулироваиия длительности и частоты импульсов, подаваемых на рабочий орган, в нем применены два сопротивления с положительным температурным коэффициентом, имеющим нелинейный характер, и с регулируемой тепловой инерцней, подогрев каждого из которых включается отвечающим ему реле, реагнрующим на изменение температуры и включеиным таким образом, что при нагреве сопротивления до устаиовленной температуры соответствующее ему реле отключается, прекращая тем самым подачу импульса на рабочий орган. 2.Терморегулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью осуществления возможности регулирования тепловой инерции, сопротивление намотано на сменный медный сердечник и помещено внутри составленного из двух взаимно перемещаемых частей футляра, снабженного регулируемыми отверстиями для прохода о.хлаждающего воздуха. 3.Терморегулятор по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что с целью увеличения чувствительности, в нем применено электродинамическое реле, включенное в диагональ моста, собранного 3 термометра и двух сопротивлений с положительным температурным коэффициентом, а также постоянного сопротивления. 4.Видоизменение терморегулятора по пп. 1иЗ, отличающееся 1ем, что вместо двух реле в нем применено одно реле балансного типа, - 3 -№ 76630

.ОЙМйМЙДйМТ

ПГТО

28Vf 26

.р./Пг) --с««

зо

-92627

,.Д/----:..

г ...2

11

AV .Ггю MfiiiM)

ЛЯЯШ1 П) Г01КЛ

f- JJ f-37 L