Пропорционально-интегральный регулятор расхода

СОЮЗ СОВЕТСКИХООЗЮЛЮПНШЕЯРЕСПУБЛИК 02 2 б 05 О 7 ГОСУДЮфСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ЕН ИСАНИЕ ИЗО(22) 18.01.82котором установлен гидроуплотненный46 15 06. 83 Бюлй 22:стакан с выходным штоком, выход дат"72l И.П.Богачев, Г.В.Вишняков, ; чика расхода соединен с первой поК.БСаранцев и П,А.Рыбин лостью управляющего блока и через(71) Ордена Ленина и ордена Трудово первый дроссель - с полостьюго Красного Знамени производственное цилиндра, о т л и ч а ю щ и й с я , объединение."Невский завод". тем, что, с целью повышения надевим. В.И,Ленинаности и расширения области приме(53) 621.646.3(088, 8)нения регулятора, в него введен ре". (56) 1. Авторское свидетельство СССР . гулятор давления и эжектор, линияУ 395813, кл; С 05 О 7/03, 1973. . - Разряжения которого соединена с вто 2; Авторское свидетельство СССР . :.рой полостью управляющего блока иМ 619906, кл. 6 05 0 7/03, 1978 через второй дроссель - с полостью(прототип). ... :гидроуплотненного стакана, на вы(54)(57).ПРОПОРЦИОНАЛЬНО-ИНТЕГРАЛЬ- : ходе эжектора установлен третийНБй. РЕГУЛЯТОР РАСХОДА, содержащий . : дроссель, а вход соединен черездатчик расхода, управляющий блок, .жиклер с выходом регулятора давления ;: выполненный в виде корпуса, разде- выходной шток гидроуплотненного ста, ленного на первую и вторую полости . кана соединен с клином, поверхностимембраной, связанной с. пружиной, ус" которого кинематически связаны с ша тановленной в; первой полости, и с ус риками, установленными на выходетановленным во второй полости силь второго и третьего сопел, соединенФоном, внутри которого расположено ных с магистралью управления и с перпервое сопла, и изодромное устройст-вым соплом управляющего блока, 102328650 55 Изобретение относится к автоматическому управлению, в частности кконструкциям регуляторов постоянногорасхода ( т.е, регуляторов количества), входящих в состав системы автоматического регулирования ( САР) турбокомпрессора, и обеспечивающих постоянный расход рабочего тела черезкомпрессор,Известен изодромный регуляторрасхода, содержащий изодромное устройство, выполненное в виде емкости,на сливе из которой установлен регулятор постоянного расхода, и сое,диненной с датчиком расхода, иусилитель 1Недостатками этого регулято ра являются зависимость точностиработы его от того, насколькоточно и однозначно поступающей в емукость среде соответствует перепаддавлений на датчике расхода и с какой точностью поддерживается постоянный расход среды, вытекающейиз емкости, К факторам, снижающимточность работы, относятся неточное поддержание давления среды перед шайбой регулятором давления, не.точное соотношение между эффективной площадью мембраны и жесткостью: пружины, непостоянство уровня средыв емкости.Кроме того, время изодрома измеряется только дискретно, и из-загромоздкости и сложности конструкции регулятор имеет низкую надежность.Известен пропорционально-интегральный регулятор расхода, содержащий датчик расхода, управляющийблрк, выполненный в виде корпуса,разделенного на первую и вторую полости мембраной, связанной с пружиной, установленной в первой полости,и с установленным во второй полостисильфоном, внутри которого расположено первое сопло, и изодромноеустройство, выполненное в виде цилиндра, в котором установлен гидроуплотненный стакан с выходным штоком, выход датчика расхода соединенс первой полостью управляющего блокаи через первый дроссель -, с полостьюцилиндра 12 .Изменение задания настройка ) уданного реГулятора может осуществляться двумя способами.В первом случае " за счет изме.нения веса грузов. 1 О 15 20 25 30 35 40 Недостатком этого способа является ступенчатое 1,неплавное) изменение задания, ухудшающее точность поддержания расхода.Во втором случае изменение задания может осуществляться при помощи делителя перепада. Недостатком в этом случае является то, что импульсные линии от датчика расхода до делителя перепадастановятся проточными, что приводитк их обмерэанию в зимний период эксплуатации и, как следствие, к отказу регулятора.Кроме того, недостатком данногорегулятора является наличие тренияв местах контакта рычага со штоком,кулачка с соплом и сопла с корпусом,что ухудшает точность работы регулятора. Для обеспечения необходимойточности требуется повысить энергиюрегулятора, т.е. увеличить габариты изодроммого устройства. Как правило, такой путь приводит к неприемлемым габаритам регулятора,Цель изобретения - повышение надежности и .расширение области применения регулятора.Поставленная цель достигаетсятем, что в известный пропорционально"интегральный регулятор расходавведен регулятор давления и эжектор,линия разряжения которого соединенас второй полостью управляющего блокаи через второй дроссель - с полостьюгидроуплотненного стакана, на выходеэжектора установлен третий дроссель,а вход соединен через жиклер с выходом регулятора давления, выходнойшток гидроуплотненного стакана соединен с клином, поверхности которого кинематически связаны с шариками, ус тановленными на выходе второго и третьего сопел, соединенных с магистралью управления и с первым соплом управляющего блока.На чертеже изображена схема пропорционально-интегрального регулятора расхода. Пропорционально-интегральный регулятор расхода содержит датчик 1 расхода, управляющий блок, выполненный в виде корпуса 2, разделенного на первую 3 и вторую 4 полости мембраной 5, связанной с пружиной 6, установленной в первой полости, и с установленным во второй полости силь, фоном 7, изодромное устройство, вы-,/личины перепад на датчике 1 расходауменьшается, мембрана 5 перемещаетсявлево и уменьшается слив рабочейжидкости из магистрали управления 33,что приводит к открытию паровых клапанов, увеличению частоты вращениятурбины и прейращению уменьшениярасхода воздуха через компрессор, Одновременно с этим уменьшается пере пад, действующий на гидроуплотненный стакан 9, вследствие чего он .перемещается вниз, прикрывая сливрабочей жидкости из сопел 31 и 32,что приводит к дополнительному увеличению расхода воздуха через компрессор до заданной постоянной ве"личины, при достижении которой гидроуплотненный стакан 9 останавливается.Время изодрома предложенного регулятора расхода увеличивается сприкрытием первого 12 и второго 17дросселей и наоборот. Поскольку полость 13 цилиндра 8 и полость 18 гидроуплотненного стакана 9 тупиковые,то время изодрома можно менять в широких пределах.Изменение задания ( настройки)регулятора расхода осуществляется плавно за счет изменения разрежения вполости 18 гидроуплотненного ста кана при помощи третьего дросселя 20.С увеличением открытия третьего дросселя 20 разряжение в полости 18 возрастает, что приводит к прикрытиюсопла .34 управляющего блока ( пропорциональное воздействие), перемещению гидроуплотненного стакана9 вниз, открытию. паровых клапановтурбиныи повышению расхода возду ха через компрессор до тех пор, покаперепад на гидроуплотненном стакане 9 не уменьшится до первоначальной величины, а разрежение вполостях 13 и 18 будет более вы 45 соким. 35 3полненное в виде цилиндра 8, в ко- тором установлен гидроуплотненный стакан 9 с выходным штоком 10, причем выход 11 датчика 1 расхода соединен с первой полостью 3 управляющего блока и через первый дроссель 12 с полостью 13 цилиндра 8, регулятор 14 давления и эжектор 15, линия 16 разряжения которого соединена с второй полостью 4 управляющего блока и через второй дроссель 17 с полостью 18 гидроуплотненного стакана 9, на выходе 19 эжектора 15 установлен третий дроссель 20, а вход 21 соединен через жиклер 22 с выходом 23 регулятора 14 давления. Выходной шток 10 гидроуплотненного стакана 9 соединен с клином 24, поверхности 25 и 26 которого кинематически связаны с шариками 27 и 28, установленными на выходе 29 и 30 второго 31 и третьего 32 сопел, соединенных с магистралью управления 33 и с первым соплом 34 управляющего блока. Полость сильфона 35 соединена со сливнрй магистралью 36.Регулятор расхода работает следую щим образом.При увеличении расхода воздуха , через компрессор выше заданного перепад на датчике 1 расхода увеличивается, вследствие чего мембрана 5, преодолевая силу пружины б, смещается вправо и увеличивает слив рабочей среды в сливную магистраль 36 иэ сопла 34 управляющего блока, что приводит к прикрытию паровых клапанов и снижению частоты вращения ротора приводной турбины, и,как следу. ствие, к снижению расхода воздуха че рез компрессор. Таким образом осуществляется пропорциональное воздействие регулятора на САР турбины.Одновременно увеличивается пе" репад давлений на гидроуплотненном стакане 9, в результате чего последний вместе с клином 24 перемещается вверх, открывая дополнительный слив рабочей жидкости из сопел 31 и 32, что также приводит к уменьшению расхода воздуха через компрессор до эа ф данной постоянной величины. В новом установившемся режиме мембрана 5 возвращается в прежнее положение, а гидроуплотненный стакан 9 . останавливается в новом, более высоком по ложении.При уменьшении расхода воздуха . через компрессор ниже заданной веПри уменьшении проходного сечения ., третьего дросселя 20 разрежение в по" лости 18 уменьшается, что приводит к открыванию сопла . 34 управляющего блока пропорциональное воздействие)Р перемещению гидроуплотненного стакана 9 вверх, прикрытию паровых клапанов турбины и снижению расхода воздуха через компрессор до тех пор, пока перепад на гидроуплотненном стакане 9 не увеличится до первоначальной величины, а разрежение в полостях 13 и 18 будет более низким,