Устройство для регулирования температуры

(51) ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(57) Изобретение относится к области автоматического регулирования и может использоваться в резинотехнической промышленности. Цель изобретения - повышение надежности и улучшение функциональных характеристик устройства для регулирования температуры, Устройство содержит нагреватель 2, охладитель 3, датчик 5 температуры, установленный на обьекте 1 регулирования температуры, регулятор температуры 6, выход которого соединен через1804643 10 20 25 30 35 40 первый 7 исполнительный элемент с управляющим входом нагревателя 2 и через второй 8 исполнительный элемент - с управляющими входами первого 4, трехходового клапан и запорного, клапана 9, первый 10 и второй 11 пневматические мембранные пульсаторы, обратные клапаны 12-15 соединенные между собой по схеме четырехплечего моста, первая "а" и третья "в" противоположные вершины которого соединены с гидравлическими полостями "А" соответственно первого и второго пульсаторов, вторая "б" вершина моста соединена Изобретение относится к области автоматического регулирования и может быть использовано при производстве шприцованных изделий на предприятиях резинотехнической промышленности.Цель изобретения - повышение надежности устройства, а также улучшение его функциональных характеристик за счет увеличения интенсивности циркуляции тепло-.носителя.Поставленная цель достигается тем, чтоизвестное устройство, содержащее регулятор температуры, вход которого соединен с выходом датчика температуры объекта, а выход регулятора температуры соединен через первый исполнительный элемент с управляющим входом нагревателя и через второй исполнительный элемент - с управляющим входом первого трехходового клапана, первый пневматический мембранный пульсатор, полость управления которого соединена через второй трехходовой клайан с источником сжатого газа, и генератор тактовых импульсов, выходы которого соединены через третий и четвертый исполнительные - элементы с управляющими входами второго. и третьего трехходовых клапанов, а также буферную емкость, которая соединена с объектом, содержит второй пневматический мембранный пульсатор, управляющая полость которого соединена через третий трехходовай клапан с источником сжатого газа, и четыре обратных клапана, соединенных между собой по схеме четырехплечего моста, первая и третья противоположные вершины которого соединены с гидравлическими полостями соответственного первого и второго пневматических мембранных пульсаторов, вторая вершина соединена через первый трехходовой клапан с нагревачерез клапан 4 с нагревателем и охладителем, а четвертая "г" вершина - с буферной емкостью 16, генератор 17 тактовых импульсов, один выход которого соединен через третий 18 исполнительный элемент с управляющим входом второго 20 трехходового клапана, а другой выход соединен через четвертый 19 исполнительный элемент с управляющим входом третьего 21 трехходового клапана. Клапаны 20 и 21 соединяют полости "В" управления первого 10 и второго 11 пульсаторов с источником сжатого газа, 1 ил. телем и охладителем, которые соединены с объектом, а противоположная второй - чет. вертая вершина четырехплечего моста соединена с буферной емкостью.На чертеже представлено устройство для регулирования температуры.Устройство для регулирования температуры объекта 1 содержит нагреватель 2, выпол:ненный, например, в виде теплообменника с электронагревателями, охладитель 3, выполненный, например, в виде теплообменника со змеевиком, Для переключения потока теплоносителя служит первый трехходовой переключающий клапан 4, В объекте 1 установлен датчик температуры 5, который подключен на вход регулятора температуры 6, Выход регулятора температуры 6 через первый исполнительный элемент 7 соединен с управляющим входом нагревателя 2 и через второй исполнительный элемент 8 соединен с управляющим входом первого трехходового клапана 4 и управляющим входом запорного клапана 9, осуществляющим подачу хладагента в охладитель 3 Для осуществления перемещения теплоносителя служит первый 10 и второй 11 пневматические мембранные пульсаторы, каждый из которых имеет гидравлическую полость "А" и полость управления (пневматическую полость) "В", разделенные герметичной мембраной "С". Для управления потоком теплоносителя служат обратные клапаны 12, 13, 14 и 15, соединенные между собой по схеме четырехплечего моста с первой "а", второй "б", третьей "в" и четвертой "г" вершинами. При этом первая "а" и третья противоположная "в" вершины четырехпле-. чего моста соединены с гидравлическими полостями "А" соответственно первого 10 и510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 второго 11 пневматических мембранныхпульсаторов, Вторая "б" вершина четырехплечего моста соединена через первый 4трехходовой клапан с нагревателем 2 и охладителем 3, которые соединены с обьектом1, Четвертая "г" вершина четырехплечегомоста соединена с буферной емкостью 16.Для управления работой пневматическихмембранных пульсаторов 10 и 11 служитгенератор тактовых импульсов 17, один вы-ход которого через третий 18 исполнительный элемент соединен с управляющимвходом второго трехходового клапана. адругой выход через четвертый 19 исполнительный элемент соединен с управляющимвходом третьего 21 трехходового клапана.Второй 20 и третий 21 трехходовые клапанысоединяют полости управления "В" соответственно первого 10 и второго 11 пневмати ческих мембранных пульсаторов систочником сжатого газа.Устройство работает следующим образом.В исходном положении вся система трубопроводов, соединяющих элементы устройства, и сами элементы, включаятидравлические полости пульсаторов, заполнены теплоносителем, Мембраны "С"первого 10 и второго 11 пульсаторов занимают среднее положение, так как полостиуправления "В" этих пульсаторов соответственно через второй 20 и третий 21 треходовые клапаны соединены с атмосферой,Генератор тактовых импульсов 17 поочередно с заданным интервалом временивключает второй 20 и третий 21 трехходовыеклапаны, которые поочередно подают сжатый газ в полости управления "В" пульсаторов 10 и 11. Так при подаче сжатого газа вполость управления "В" первого 10 пульса- .тора, мембрана "С", преодолевая усилиепружины (на чертеже показана, но не указана позиция), перемещается вверх, вытесняяиз гидравлической полости "А" теплоноситель, Теплоноситель начинает движение последующему контуру; полость "А" первогопульсатора 10 - первая вершина "а" - обрат ный клапан 12 - вторая вершина "б" - первый трехходовой клапан 4 - нагреватель 2 -объект 1 - буферная емкость 16,Если температура объекта 1, измеренная с помощью датчика температуры 5, выход которого соединен с входом регуляторатемпературы 6, ниже заданной, то регулятор температуры 6 через первый исполнительный элемент 7 включит нагреватель 2,Теплоноситель нагревается и, попадая вобьект 1, передает ему тепло.Через заданный интервал времени генератор тактовых импульсов 17 отключает второй трехходовой клапан 20 и включает третий трехходовой клапан 21, При этом сжатый газ, поступая в полость управления "В" второго пневматического мембранного пульсатора 11, заставляет перемещаться мембрану "С" вверх и вытеснять теплоноситель иэ гидравлической полости "А". Тепло- носитель начинает движение по следующему контуру: полость "А" второго пульсатора 11 - третья вершина "в" - обратный клапан 13 - вторая вершина "б" - первый трехходовой клапан 4 - нагреватель 2 - объект 1 - буферная емкость 16. Если нагре- ватель 2 включен, то теплоноситель, проходя через нагреватель 2, нагревается и, попадая в объект 1, отдает ему тепло,В момент отключения второго 20 и включения третьего 21 трехходовых клапанов, когда начинается движение теплоносителя от второго пульсатора 11 к буфернойемкости 16, также начинается движение теплоносителя из буферной емкости 16 в гидравлическую полость "А" первого пульсатора 10, так как сжатый газ из полости управления "В" первого пульсатора 10стравливается через второй трехходовой клапан 20 в атмосферу и мембрана "С" первого пульсатора 10 под действием прежде растянутой пружины начнет перемещатьсяиз крайнего верхнего положения в среднееположение, Теплоноситель начинает движение по следующему контуру: буферная емкость 16 - четвертая вершина "г" - обратный клапан 15 - первая вершина "а" - полость "А" первого пульсатора 10,Через заданный интервал времени генератор тактовых импульсов 17 отключает третий трехходовой клапан 21 и вновь включает второй трехходовой клапан 20, При этом вновь теплоноситель из гидравлической полости "А" первого пульсатора 10 будет перемещаться по контуру: полость "А" первого пульсатора 10 - первая вершина "а" - обратный клапан 12 - вторая вершина "б" - первый трехходовой клапан 4 - нагреватель 2 - объект 1 - буферная емкость 16, а из буферной емкости 16 теплоноситель будет перемещаться в гидравлическую полость "А" второго пульсатора 11 по контуру; буферная емкость 16 - четвертая вершина "г" - обратный клапан 14 - третья вершина "в" - гидравлическая полость "А" второго пульсатора 11,Таким образом, пульсаторы 10 и 11 поочередно подают в объект 1 порции нагретого в нагревателе 2 теплоносителя. При этом, если один пульсатор вытесняет тепло- носитель из своей гидравлической полости, то в это же времядругой пульсатор заполня1804643 Составитель Е,КолесниковТехред М., Моргентал Корректор С.Патрушева Редактор Т.Куркова Заказ 1079Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ет теплоносителем свою гидравлическую полость.До тех пор пока температура в обьекте 1 будет меньше заданной, до тех пор будет включен нагреватель 2 и теплоноситель, проходя нагреватель 2, будет нагревать объект 1, Как только температура объекта 1 станет равной заданному значению, регулятор температуры 6 отключит нагреватель 2 и теплоноситель будет циркулировать с достигнутой температурой. В дальнейшем процесс регулированйя температуры объекта 1 будет осуществляться путем включения и отключения нагревателя 2,Если же температура в обьекте 1 поднимется выше заданной, то регулятор температуры 6 через второй исполнительный элемент 8 переключит первый трехходовой клапан 4 и откроет запорный клапан 9, подающий хладоагент в змеевик охладителя 3. Так как пневматические пульсаторы 10 и 11 постоянно находятся в работе, то есть периодически вытесняют из своих гидравлических полостей определенные порции теплоносителя, то при переключенном первом клапане 4 в один такт теплоноситель движется по контуру: гидравлическая полость "А" первого пульсатора 10 - первая вершина "а" - обратный клапан 12 - вторая вершина "б" - первый трехходовой клапан 4 - охладитель 3 - объект 1 - буферная емкость 16, а в другой такт по контуру; гидравлическая полость "А" второго пульсатора 11 - третья вершина "в" - обратный клапан 13 - вторая вершина "б" - первый трехходовой клапан 4 - охладитель 3 -объект 1 - буферная емкость 16, В это же время из буферной емкости 16 теплоноситель будет периодически возвращаться в гидравлические полости пульсаторов так же как и при разогреве объекта 1.Теплоноситель, проходя через охлади-тель 3,охлаждается в нем и, попадая в объект 1, охлаждает его, Процесс охлаждения будет происходить до тех пор пока температура объекта 1 не уменьшится до значения, при котором регулятор температуры 6 не отключит запорный клапан 9 подачи хладоагента и не переключит первый трехходовойклапан 4,В дальнейшем регулирование темпера 5 туры объекта будет осуществляться путемпереключения потока теплоносителя с по.мощью первого трехходового клапана 4,Формула изобретенияУстройство для регулирования темпера 10 туры, содержащее регулятор температуры,вход которого соединен с выходом датчикатемпературы объекта, а выход регуляторатемпературы соединен через первый исполнительный элемент с управляющим входом15 нагревателя, и через второй исполнительный элемент - с управляющим входом первого трехходового клапана, первыйпневматический мембранный пульсатор.полость управления которого соединена че 20 рез второй трехходовой клапан с источником сжатого газа, и генератор тактовыхимпульсов, выходы которого соединены через третий и четвертый исполйительныеэлементы с управляющими входами второго25 и третьего трехходовых клапанов, а такжебуферную емкость, .которая соединена собьектом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения надежности устройства иулучшения его функциональных характери 30 стик за счет повышения интенсивности циркуляции теплоносителя, устройствосодержит второй пневматический мембранный пульсатор, управляющая полость которого соединена через треТий трехходовой35 клапан с источником сжатого газа, и четыреобратных клапана, соединенных между собой по схеме четырехплечего моста, перваяи третья противоположные вершины которого соединены с гидравлическими поло 40 стями соответственно первого и второгопневматических мембранных пульсаторов,вторая вершина соединена через первыйтрехходовой клапан с нагревателем и охладителем, который соединен с обьектом, а45 противоположная второй, четвертая, вершина четырехплечего моста соединена с буферной емкостью,