Устройство автоматической стабилизации температурного режима работы цилиндров дизель-генераторной электростанции Советский патент 1982 года по МПК G05D23/19 

(5) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА РАБОТЫ ЦИЛИНДРА ДИЗЕЛЬГЕНЕРАТОРНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ Изобретение относится к техническим средствам автоматики и телемеханики и может быть использовано при эксплуатации энергетических комплексов, составленных из одной или нескольких автономных станций в горной геологоразведочной, строительной отраслях народного хозяйства, а также для автоматического поддержания температурных режимов установленного оборудования в сопредельных областях таких как нефтехимическая, электротехническая и других. Известно устройство непрерывного автоматического регулирования температуры, основанное на использовании в качестве датчиков температуры терморезисторов или термоэлементов С ЗНедостатком данного устройства пр непосредственном контакте между теплоприемником и поверхностью нагретого тела является сильный отток тепла по термоприемникам и в связи с этим искажение температурного поля тела, а следовательно, погрешность, достигающая в отдельных случаях 50%. Наиболее близким по технической cyщнoctи к предлагаемому является устройство, которое содержит группу датчиков, контролирующих различные температурные характеристики системь питания двигателя и его корпусных деталей, микрокомпьютер для обработ-: ки входных данных датчиков, электронную схему, вырабатывающую управляющие импульсы для вхождения двигателя в номинальный режим при сканирующих нагрузках 2 . Недостатком известного устройства является сложная и многоэлементная электронно-механическая схема обратной связи терморезистивных датчиков с конечными исполнительными органами. Разветвленная логика, полученная путем применения большого количества электро-, радио-, механических элементов и связывающих их коммутационных сетей, что естественно, снижает надежность системы в целом. Несмотря НЗ достаточную точность отслеживания режима электронной частью устрой ства, общая степень стабилизации невысока.. Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство автоматической стабилизации температурного режима работы цилиндра дизель-генераторной электростанции, содержащее установленный в тепловом контакте с головкой цилиндра блок измерения температуры, блок питания и реверсивный ИJ;полнительный ор1-ан содержит первое, второе и третье исполнительные реле и элемент НЕ, подключенный входом к третьему выходу блока измерения температуры, а выходом - к одному из вы водов обмотки третьего исполнительно го реле, первый и второй выходы блока измерения температуры соединены с одними выводами обмоток первого и второго исполнительных реле соответ- ственно, причем источник питания выполнен со средней точкой, к которой подключены другие выводы обмоток исполнительных реле, каждый из крайних полюсов источника питани через замыкающие контакты первого и второго исполнительных реле соединен с первыми и вторыми входами исполнительного органа соответственно, третий вход которого через замыкающий контакт третьего исполнительного реле связан со средней точкой источника питания, а блок измерения температуры выполнен в виде стакана из теплоизоляционного материала, на внутренней поверхности дна которого, выполненного из теплопроводного матери ала, размещена жидкокристаллическая пленка, над которой укреплены светоизлучатели и светофильтры, закреплен ные на светоприемниках, выходы каждого из которых связаны с входами соответствующих усилителей, выходы которых являются выходами блока измерения температуры. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - блок измерения температуры, разрез. Устройство содержит блок 1 измерения температуры, установленный в тепловом контакте с головкой цилиндра 2, первый 3, второй k и третий t выходы блока измерения температуры 96 соответственно подключены к обмоткам исполнительных реле 5, 6 и к логическому элементу НЕ 7, замыкающие контакты реле 5 и 6 соединены с первым 7 и вторым 8 входами реверсивного исполнительного органа 9. а средняя точка источника питания соединена через замыкающие контакты третьего исполнительного реле 11, обмоткакоторого подключена к выходу элемента НЕ7,связана с третьим входом исполнительного органа, кроме того, исполнительный орган 9 соединен кинемати.ческой связью с исполнительным механизмом 12 и задвижкой 13,находящейся в разрыве топливотрубопровода 14, соединенного с форсункой 15, установленной в головке цилиндра. Вход и выход элемента НЕ 7 подключены также к соответствующим входам блока 1б контроля, Блок 1 измерения температуры содержит жидкокристаллическую пленку 17, размещенную на внутренней стороне теплопроводной металлической пластины 18, которая является днищем цилиндра блока 1, выполненного из теплоизоляционного материала 19 над жидкокристаллической пленкой установлены светоизлучатели 20, светофильтры 21 и светоприемники 22, каждый из которых соединен с входом соответствующего усилителя 23 постоянного тока. Устройство работает следующим образом. Для обеспечения номинального температурного режима работы отдельного цилиндра в его верхней части устанавливается блок t измерения температуры, в Ьснове работы которого лежит изменение цвета жидкокристаллической пленки под действием температуры. Если тепловой режим цилиндра меньше номинала, то жидкокристаллическая пленка 17 приобретает, например, красный цвет в результате отражения светового потока, излучаемого осветителями 20. Так как перед воспринимающим этот свет одним из светоприемников 22 установлен красный светофильтр, то на его выходе появляется сигнал, которой будучи усилен одним из усилителей 23 постоянного тока включает, например, реле 5 и приводит в движение исполнительный орган Э, увеличивающий,топливоподачу с помощью задвижки 1359В случае теплового режима двигате ля выше номинального жидкокристаллическая .пленка датчика приобретает, например, синий цвет. Этот же диапазон спектра световых волн пропускает и другой светофильтр, установленный перед другим свётоприемником 22 и, соответственно, усиленный сигнал от него включает второе реле 6, подающее ток на исполнительный орган 9, который уменьшает подачу топлива в форсунку 15. Наконец, при номинальном режиме жидкокристаллическая пленка датчика приобретает промежуточный цветовой спектр (промежуточный между красным и синим, - например, зеленый) и тогда избирательный светофильтртретьего светоприемника 22 и соответствующий усилитель 23 создает сигнал, который с третьего выхода блока измере ния температуры подается на вход логического элемента НЕ 7. На выходе этого элемента сигнал пропадет и отключит исполнительный орган 9 с помощью реле 11 от источника 10 питания. Сигналы с входа и выхода логиче кого элемента НЕ 7, кроме того, посту п-ают на блок 16 контроля, следящего за работой системы как в целомсразу для всех цилиндров двигателя, так. и для каждого цилиндра в отдельности. Достоинствами предлагаемого устройства являются малоэлементность следящей системы автоматического регулирования температурных режимов работы отдельных цилиндров дизеля и высокая степень стабилизации режима за счет применения оригинального дат чика температуры, использующего в своей основе термочувствительный эле мент в виде жидкого кристалла. Свойства жидкокристаллического датчика позволяют отслеживать номинальный температурный режим работы цилиндров дизеля с. точностью (до 0,1 К), что технически определяется только спект ральной полосой пропускания применен ных в датчике светофильтров. Кроме того, примененный в устройстве датчик следит за абсолютной температурой поверхности блока цилиндра, а не за относительной, как это имеет место для терморезистивных датчиков температуры. Формула изобретения Устройство автоматической стабилизации температурного режима работы цилиндра дизель-генераторной электростанции, содержащее установленный в тепловом контакте с головкой цилиндра блок измерения температуры, источник питания и реверсивный исполнительный орган, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности, оно содержит первое, второе и третье исполнительные реле и элемент НЕ, подключен ный входом к третьему выходу блока измерения температуры, а выходом - к одному из выводов обмотки третьего исполнительного реле,.первый и второй выходы блока измерения температуры соединеныс одними выводами обмоток первого и второго исполнительных реле соответственно, причем источник питания выполнен со средней точкой, к которой подключены другие выводы обмоток исполнительных реле,.каждый из крайних полюсов источника питания через замыкающие контакты первого и второго исполнительных реле соединен , с первым и вторьи входами исполнительного органа соответственно, третий вход кот орого через замыкающий контакт третьего исполнительного реле связан со средней точкой источника литания, а блок измерения температуры выполнен в виде стакана из теплоизоляционного материала, на внутренней поверхности дна которого, выполненного из теплопроводного материала, размещена жидкокристаллическая пленка, над которой укреплены светоизлучатели и светофильтры, закрепленные на светоприемниках, выходы каждого из которых связаны с входами соответствующих усилителей, выходы которых являются выходами блока измерения температуры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Г. Свегальский А. Д. и др. Автоматическое регулирование электрических печей. М.-Л., Энергия, 19б5, с. 173. 2. Енин А. А. Электроника в автомобиле. М., Машиностроение. 1978, с. 42-43, рис. 24 (прототип).