Струйный цифровой регулятор расхода Советский патент 1982 года по МПК G05B15/00 G05D7/00 

(54 ) СТРУЙНЫЙ ЦИФРОВОЙ РЕГУЛЯТОР РАСХОДА

Изобретение относится к автоматическому управлению, .а именно к управлению расходом проточной среды. Известно струйное устройство на . вихревом усилителе 1. Однако функционсшьные возможности данного устройства ограничены, так как оно предназначено только для циф ро-аналогового преобразования давления с двоичным кодированием разрядов Функционально более близким к предлагаемому является струйное цифровое устройство управления дозирова нием, которое содержит цифровой блок дозирования расхода, блок задания расхода, линию питания и выходную линию 2. Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, так как оно непригодно для непорционного управления расходом проточной среды. К тому же оно содержит много функциональных элементов, что снижает его. надежность. Цель изобретения - расширение фун циональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем что в известном струйном цифровом регуляторе расхода, содержащем блок задания расхода, линию питания цифро вого блока дозирования расхода, содержащего вихревые усилители с ра-. диальньлми и тангенциальными входними каналами и выходными каналами, клапаны с каналами управления и,настроечные дроссели, выходы цифрового блока дозирования расхода подключены к выходному каналу регулятора, в каждом разряде цифрового блока дозирования расхода содержится не менее двух вихревых усилителей, радиальный входной канал каждого вихревого усилителя через клапан соединен с линией питания, тангенциальные входные каналы через настроечные дроссели с соответствующими выходными каналами Влока задания расхода, выходной канал - с соответствующим выходом цифрового блока дозирования расхода, а каналы управления клапанов подключены к соответствующим выходным каналам блока задания расхода. На чертеже представлена функциональная схема одного из возможных вариантов устройства.; Устройство содержит цифровой блок 1 дозирования расхода с линией 2 питания, выходным каналом 3 и с рядом входных кангитов 4 и 5, а также блок 6 задания расхода с рядом

выходных канале 7. Блок 1 дозирования расхода содержит струйные вихревые модули 8 по числу десятичных разрядов. Каждый струйный вихревой модуль содержит вихревие усилители 9 (согласно чертежу - два усилителя в общем случае не менее двух ) и клапаны 10. В вихревых усилителях 9 имеются каналы 11, выходные каналы 12, тангенхшальные входные каналы 13 с настроечными дросселями 14, Клапаны 10 имеют каналы 15 управления. Радиальные входные каналы 11 каждого вихревого усилителя 9 соединены через клапаны 10 с линией 2 питания цифрового блока 1 дозирования. Выходные каналы 12 каждого струйного вихревого усилителя соединены с выходным каналом 3 блока дозирования, а тангенциальные входные каналы 13 вихревых струйных усилителей 9 и каналы 15 управления клапанов 10 - с соответствующими входными каналами 4 и 5 цифрового блока 1 дозирования. Входные каналы 4 и 5 блока дозирования расхода 1

соединены с выходныблока б задания .расхоми каналами 7 да. .

Возможна и другая схема включения клапанов 10 в цифровом блоке дозирования расхода 1. При этом, радигшьные входные каналы 11 струйных вих ревых усилителей 9 подключаются непосредственно к линии 2 питания, а их выходные каналы 12 через, клапаны 10 соединяются с выходным каналом,3 устройства. Все остальные соединения в блоке 1 дозирования остаются такими же, как на чертеже.

Работает устройство следующим образом.

По сигналам, поступающим от блока б задания расхода, создается или снимается избыточное давление во входных тангенциальных кангшах 13 струйных вихревых усилителей 9, а также в каналах. 15 управления клапанов 10. При этом клапаны переводятся либо в положение отсечки/ либо в положение пропуска среды. При указанной на чертеже принципиальной Схеме Цифрового блока 1 дозирования расхода возможно кодирование десятичных разрядов при следующем дозировании расходов, которое указывается здесь для модуля десятичных единиц (соответственно в десять раз большие расходы - для модуля десятков ): по каждому из струйных вихревых усилителей О, если клапан не пропускает проточную среду и отсутствуют избыточные давления во входных тангенциальных каналгис: если клапаны пропускают проточную среду, то по одному из усилителей- 4, 2 и 1 в отсутствии избыточного давления в обоих тангенциальных каналах 13, при созaaiHHH его в одном из тангенциальных

каналов и при создании его в обоих тангенциальных кангшах; по другому .усилителю - соответствующие цифры

расхода 9, б

При этом в

и

зависимости от тоз5о, в каких сочетаниях передаются сигналы управления от блока б задания расхода ко всем входным каналам 13 и 15 данного модуля, через модуль ПРОХОДИТ О, 1, 2, 3, 4, 5, б, 7, 8 или 9 едйу ниц расхода. Таким образом получается по сигналам управления О, 10...90 единиц расхода через модуль десятков. Также могут быть получены сотни расхода, если в схеме имеется и модуль сотен.

Расположение клапанов 10 до вихревых струйных усилителей 9 (см. чертеж ) более удобно, если по канашу 2 проточная среда подводится под большим давлением. В противном случае и при работе клапанов с перепуском более удобно расположение клапанов 10 в выходных каналах 12 струйных вихревых усилителей 9.

Могут, быть и иные варианты построения струйного цифрового регулятора рас1сода. Например, число входных тангенциальных каналов вихревых струйных усилителей 9 может отличаться от показанного на чертеже, при этом должны быть другими формы кодирования десятичных разрядов. Например, подача сигнала в кажда1й входной канал изменяет при этом на единицу расход в разряде единиц и на десять единиц в разряде десятков.

Для предлагаемого устройства, например в его вариантах, описанных выше, возможно полное исключение влияния на.рабо- у устройства неоднозначности изменения расхода по одному из входных тангенцисшьных каналов струйного вихревого усилителя (неоднозначности - в зависимости от того, какие подаются сигналы управления по дру- гим каналам данного усилителя), благодаря чему обеспечивается его высокая эффективность - точность в работе и простота отладки. Это, как отмечалось, невозможно дл:: известного струйного вихревого цифрового устройства 2. Отладка при изготовлении предлагаемого устройства иллюстрируется ниже на примере т .одного из вихревых струйных усилителей 9 в модуле единиц. При сигнале О во всех входных тангенциальных каналах и состоянии клапана 10 в положении пропуска проточной среды вихревой усилитель 9 настраивается на расход в 4 единицы, подачей сигнала 1 по одному из тангенциальных каналов .осуществляется уменьшение расхода до 2-х едиииц; при подаче сигнала 1 по обоим тангенциальным каНсШсШ осуществляется уменьшение расхода

ДО 1 единицы. При первоначальной настройке устройства, производимой подбором проходных сечений таигенциальных каналов, либо настроечных дросселей 14 или згшанием уровней давления, для получения каждой следующей меньшей, чем предшествующая, цифры расхода нужна соответственно дополнительная передача сигнала лишь по одному тангенциальному каналу, благодаря чему исключается указанное выше влияние неоднозначности. Аналогично настраиваются и другие вихревые струйные усилители предлагаемого устройства.

Точное дозирование и стабильная работа устройства достигается стабилизацией давления в линии 2 питания при разгруженном выходном канале 3, или стабилизацией перепада давления между линией 2 питания и выходным каналом 3 при работе-его на нагрузку. В последнем случае должна бытьстабилизирована разность давлений между давлением в линии 2 питания и давлением во входных тангенциальных каналах 13 струйных вихревых усилителей.

Технико-экономический эффект предлагаемого устройства состоит в том что позволяет существенно повысить эффективность струйного цифрового управления расходом проточных среджидкостей и газов, оно позволяет при использовании простых технических средств осуществлять кги непреРЫВНО, так и порционно-цифровое управление расходом проточных сред, необходимость в котором возникает во многих отраслях прсмшщенности. До сих пор задача эффективной реализации такого цифрового устройства оставалась нерешенной.,

Использование изобретения позволит усовершенствовать ряд технологических и других процессов, в ходе которых осуществляется управление расходом жидких и газообразных сред.

Формула изобретения

Струйный цифровой регулятор расхода, содержащий блок задания расO ;хода, линию питания цифрового блока дозирования расхода, содержащего вихревые усилители с радиальными и тангенцисШьными входными каналами и выходными кангшами, клапаны с каналами управления и настроечные дроссели,

5 выходы цифрового блока дозирования расхода подключены к выходному каналу регулятора, отличающийс я тем, что, с целью расширения

Q функциональных возможностей регулятора, в нем в каждом разряде цифрового блока дозирования расхода содержится не менее двух вихревых усилителей, радиальный входной канал каждого вихревого усилителя через кла5пан соединен с линией питания, тангенциальные входные каналы через настроечные дроссели - с соответствующими выходными каналами блока задання расхода, выходной канал 0с соответствующим выходом цифрового блока дозирования расхода, а кангшы управления клапанов подключены к соответсЛующим выходным каналам блока задания расхода.

, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Г