Устройство для регулирования расходаВОды Советский патент 1981 года по МПК G05D7/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ВОДЫ ветственно с первым и вторым входами четвертого компаратора 2. Недостатком такого устройства является его ненадежность и неточность в работе, в связи с тем, чтю он подает ложные импульсы на увеличение расхода и затем на уменьшение расхода жидкости. Кроме того, применение такого регулятора требует наличия водомерной приставки перед гидросооружением, которая создает дополнительные потери напора воды, что для равнинных оросительных систем ограничивает подачу .воды в канал, так как перепады уровней иногда составляют 10- 20 см. Наличие водомерной приставки усложняет эксплуатацию гидросооружения, очистку от наносов, ремонт затвора. Цель изобретения - повышение точности устройства для регулирования расхода воды. Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования расхода воды, содержашее датчики верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый блок масштабирования, первый блок умножения, второй компаратор, ключевой элемент, широтно-импульсный преобразователь и регулирующий блок связан со входом привода, соединенного с запорным элементом, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра положения запорного элемента, соединенным через усилитель со вторым входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которо го связан через третий компаратор со вторым входом ключевого элемента, а вход - через второй блок масштабирования с выходом второго функционального преобразователя. причем подвижные контакты потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы с подвижными контактами потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответст венно с первым и вторым входами четвертого компаратора, содержит пятый компаратор, потенциометры точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель и третий редуктор, электромагнитное реле и вентильный элемент, а также последовательно соединенные источник опорного сигнала и шестой компаратор, второй вход и выход которого через замыкающий и размыкающий контакты электромагнитного реле связаны соответственно с выходом четвертого компаратора и входом второго функционального преобразователя, а обмотка электромагнитного реле через вентильный элемент соединена с выходом пятого компаратора, входы которого подключены к подвижным контактам потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, причем ко вторым входам второго и третьего компараторов .подключены подвижные контакты потенциометров точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, связанные посредством третьего редуктора. На чертеже изображена функциональная схема устройства для регулирования расхода воды. Устройство для регулирования расхода воды содержит датчики 1, 2 верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора 5, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь 6, первый блок 7 масштабирования, первый блок 8 умножения, второй компаратор 9, ключевой элемент 10, широтно-импульсный преобразователь 11 и регулирующий блок 12 связан со входом привода 13, соединенного с запорным элементом 14, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра 15 положения запорного элемента, соединенным через усилитель 16 со вторым входом первого блока 8 умножения и первым входом второго блока 17 умножения, выход которого связан через третий компаратор 18 со вторым входом ключевого элемента 10, а вход - через второй блок 19 масштабирования с выходом второго функционального преобразователя 20, причем подвижные контакты потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы 21, 22 с подвижными контактами потенциометров 2.3, 24 точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответственно с первым и вторым входами четвертого компаратора 25, а также пятый компаратор 26, потенциометры 27, 28 точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель 29 и третий редуктор 30, электромагнитное реле 31 и вентильный элемент 32, а также последовательно соединенные источник 33 опорного сигнала и шестой компаратор 34. Устройство работает следующим образом. Сигналы с подвижных контактов потенциометров 3, 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды поступают на входы первого компаратора 5, на выходе которого появляется разностное напряжение, которое в первом функциональном преобразователе 6 преобразуется в сигнал, пропорциональный корню квадратному из суммы квадратов напряжений на подвижных контактах, потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды. Для компенсации различия коэффициеттов передачи выходное напряжение первого функционального преобразователя 6 поступает на вход первого блока 7 масштабирования, выход которого подключен к одному из входов первого блока 8 умножения, другой вход которого подключен через усилитель 16 к подвижному контакту потенциометра 15 положения запорного элемента. Выходное напряжение первого блока 8 умножения соответствует величине расхода воды через гидросооружение (по каналу грубого измерения). Это напряжение воздействует на один из входов второго компаратора 9, на второй вход которого поступает напряжение с подвижного контакта потенциометра 28 грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, управляемого с помощью задающего электродвигателя 29. Напряжения задания, поступающих с подвижных контактов потенциометров 28 и 27 грубого и точного задания разности верхнего и нижнего уровней воды во втором и третьем компараторах 9 и 18, сравниваются с выходными напряжениями первого и второго блоков умножения 8 и 17. При этом, если разница входных напряжений второго и третьего компараторов 9 и 18 больше его порога срабатывания, то их выходные сигналы поступают на входы ключевого элемента 10. Сигнал управления с выхода второго компаратора 9, кроме того, поступает на вход щиротно-импульсного преобразователя 11, который через регулирующий блок 12 соединен со входом привода 13, изменяющим положение запорного элемента 14. Кроме того, сигнал с выхода второго компаратора 9 запирает второй вход ключевого элемента 10, не пропуская выходной сигнал третьего компаратора 18 на вход щиротноимпульсного преобразователя 11 до тех пор. пока поступает сигнал с выхода второго компаратора 9. Когда напряжение сигнала расхода воды (при грубом регулировании), поступающего со второго компаратора 9, будет равно напряжению задания потенциометра 28 грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, второй компаратор 9 прекраТИТ подачу сигнала на широтно-импульсный преобразователь 11 и ключевой элемент 10, который подключает вход щиротно-импульсный преобразователь 11 к выходу третьего компаратора 18. Напряжения с подвижных контактов потенциометров 23 и 24 грубого и точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды подается на соответствующие входы четвертого компаратора 25, на выходе которого появляется разностное напряжение. Полученное напряжение поступает на вход второго функционального преобразователя 20, на выходе которого напряжение соответствует корню квадратному из суммы квадратов напряжений на входах четвертого компаратора 25. Далее, сигнал через второй блок 19 масштабирования поступает на один из входов второго блока 17 умножения, второй вход которого связан с подвижным контактом потенциометра 15 положения запорного элемента. Выходное напряжение второго блока 17 умножения соответствует значению расхода воды в режиме точного измерения. Это напряжение подается наодин из входов третьего омпаратора 18. При отклонении этого напряжения от задания через ключевой элемент 10 поступает управляюший сигнал на вход широтно-импульсного преобразователя 11, который посредством регулируюшего блока 12 управляет приводом 13 запорного элемента 14. В .процессе точного регулирования может быть случай, при котором напряжение с подвижного контакта потенциометра 23 точного отсчета верхнего уровня воды меньше напряжения с подвижного контакта потенциометра 24 точного отсчета нижнего уровня воды, который формально означает, что уровень воды в нижнем бьефе больше уровня воды в верхнем бьефе, чего практически быть не может. Однако при этом срабатывает пятый компаратор 26 и его выходное напряжение поступает через вентильный элемент 32 на выводы обмотки электромагнитного реле 31, через замыкающий контакт которого выходное напряжение четвертого компаратора 25 поступает на один из входов щестого компаратора 34, на другой вход которого поступает напряжение источника 33 опорного сигнала, выходное напряжение которо/о подается через замыкающий контакт электромагнитного реле 31 на вход второго функционального преобразователя 20. Дальнейшее прохождение сигнала соответствует приведенному выше описанию. Применение изобретения позволяет значительно повысить надежность и точность поддержания расхода воды через водовыпускные гидросооружения, что позволит более экономно использовать воду, точно вы/держивая график заказа независимо от колебания уровня воды в верхнем бьефе магистрального канала. Изобретение позволит более полно использовать запас емкости магистрального канала, так как расход воды через водовыпуск будет постоянным в широком диапазоне колебания уровня в магистральном канале. Такая работа магистрального канала позволяет меньшее число раз включить и выключить насосные агрегаты головной насосной станции, что повысит надежность работы насосных агрегатов и сэкономит электроэнергию, потребляемую насосной станцией. Формула изобретения Устройство для регулирования расхода воды, содержащее датчики верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый блок масштабирования, первый блок умножения, второй компаратор, ключевой элемент, широтно-импульсный преобразователь и регулирующий блок связан со входом привода, соединенного с запорным элементом, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра положения запорного элемента, соединенным через усилитель со вторым .входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которого связан через третий компаратор со вторым входом ключевого элемента, а вход - через второй блок масштабирования с выходом второго функционального преобразователя, причем подвижные контакты потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы с подвижными контактами потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответственно с первым и вторым входами четвертого компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит пятый компаратор, потенциометры точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель и третий редуктор, электромагнитное реле и вентильный элемент, а также последовательно соединенные источник опорного сигнала и шестой компаратор, второй вход и выход которого через замыкающий и размыкающий контакты электромагнитного реле связаны соответственно с выходом четвертого компаратора и входом второго функционального преобразователя, а обмотка электромагнитного реле через вентильный элемент соединена с выходом пятого компаратора, входы которого подключены к подвижным контактам

потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, причем ко вторым входам второго и третьего компараторов подключены подвижные контакты потенциометров точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, связанные посредством третьего редуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 25 № 291100, кл. G 01 F 1/04, 06.07.1966.

2.Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗИ.2.399.008 ТУ, 1975, Ташкентский экспериментальный опытно-механический завод «Узглавводстрой (прототип).