Устройство для регулирования температуры

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительн (22) Заявлено 02.1 авт, свил-в 1) 2082645/ 1) М. Кл.- Св 05 Э 23/19 м заявкиисоелин осудврственный номитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий5.6 (088.8 45) Дата оп икования описания 11.05.77. Г, Сабашвили, И. А. Заморин, А, А. Зыков и оронин Всесоюзный сельскохозяйственный институт заочног образования) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ абатывания балансно-регенепаратора могут возникать Ложныеивного Изобретение относится к электронным регулирующим устройствам неэлектрических величин при помощи электрических импульсов и может быть применено для автоматического регулирования температуры воздуха и почвы в экспериментальных камерахмикроклимата.Известно устройство автоматического регулирования температуры воздуха, содержащее датчик температуры, блок управления О (электронный регулятор), шкаф управления, силовой шкаф и электромагнитные вентили 1,Электромагнитные клапаны отопительно- вентиляционного агрегата находятся во включенном состоянии в течении всего времени, 5 которое необходимо для изменения теплового баланса объекта регулирования, что вызывает бесполезный расход мощности электрического тока (необходимой для удержания рабочего органа в открытом состоянии), 20 рабочая обмотка клапана находится под напряжением, что ведет к ускоренному ее ста рению, возрастанию опасности электрического пробоя изоляции вследствие электрических потерь на нагрев проводов обмотки и 25 выходу из строя предохранительной аппаратуры, что значительно сокращает срок службы клапана и снижает надежность его раНаиболее близким техническим решениемявляется устройство для регулирования температуры, содержащее датчик и задатчик регулируемой величины, подключенные ко входам балансно-регенеративного компараторас потенциальным выходом, дифференцирующий блок, подключенный к одновибратору,согласующие элементы, усилители, к выходамкоторых подключены управляющие обмоткиэлектромагнитного разгруженного клапана21. Однако известное устройство имеетнизкую надежность. Это объясняется тем.,что при внешних механических воздействиях может измениться магнитная проницаемость сердечника трансформатора, что приводит к неустойчивости работы бапанснорегенеративного компаратора, вырабатывающего единичные ложные импульсы "возмущения",также при нестабипьности напряжения ис. - .точника питания, сильных импупьсных внешних электромагнитных попей и т.п,Из ложных срабатываний бапансно-регенеративного компаратора могут быть выработаны импульсы, подаваемые на управляющиеобмотки электромагнитного разгруженногоклапана.При равенстве длительностей управпяюшихимпульсов кпапан может не изменить своего положения, При разнице - кпапан занимаетположение того управляющего импупьса, дли=тельность которого бопьше. Зто может привести к процессу нерегулирования и к необратимым процессам в системе, 15Иепь изобретения является повышениенадежности устройства,Зчо достигается тем, что предложенноеустройство содержит ключевой элемент иинвертор, причем выход компаратора под фключен ко входам согласующих элементов,выход одного из которых подключен ко входу дифференцируюшего бпока, выход другогоподключен к первым входам одного из усилителей непосредственно, другого - через инвертор, вторые входы усилителей подключены к выходу ключевого элемента, входкоторого соединен с выходом одновибрато-ра.Появпение единичного возмущения на 3 Овыходе балансно-регенеративного компара-.тора для предложенного устройства не опасно, так как не приводит к необратимымпроцессам. нерегупирования. Зто объясняется тем, что при ложном срабатывании ксм- З 5паратора в устройстве формируется топькоодин управпяющий импупьс, Длительностьэтого импульса 1-3 сек и одновибратор неуспевает перезапускаться при меньших длитепьностяхОтрабатывает топько та управпя ющая обмотка клапана, которая находитсяпод устойчивым потенциалом бапансно-регенеративного компаратора,На чертеже изображено предложенноеустройство.45Оно содержит датчик 1 и задатчик 2 регупируемой величины, подкпюченные ковходам балансно-регенеративного компаратора3 потенциальный выход которого подкпючен ко входам согласующих эпементов, выпопненных на транзисторах 4, 5. Выхододного из согпасующих элементов подкпю-чен ко входу дифференцирующего бпока 6с разнопопярными диодами 78, подкпюченными ко входам одновибратора 9, Выход другого согпасуюшего эпемента подкпючен к первому входу усипителя 10непосредственно, а к первому входу усилителя 11 через инвертор 12, Вторые входыусипитепей 10 и 11 подключены к выходу кпючевого эпемента 13. Вход ключевого элемента 13 "оединен с выходом одновибратора 9. Выход усилитепя 10 подкп 1 очен к обмотке управления 14 эпектромагнитного разгруженного клапана 15 самобпокировкой его положений. Выход усилитепя 11 подключен к обмотке управления 16 электромагнитного клапана.Работает предложенное устройство следующим образом.Еспи температура регулируемого объекта снизится до заданного порога срабатывания регулятора и напряжение 0 датчика 1 станет меньше входного напряжения О задатчика 2, то балансно-регенеративный компаратор 3 возбуждается. На потенциальном выходе компаратора появляется скачок напряжения отрицательной полярности, Транзисторы согласующих эпементов стпираются и потенциал на их выходе скачкообразно изменяется от 0 до + Е, . Передний фронт положительной пс лярности импульса дифференцируется блоком 6 и через диод 8 запускает одновибратор 9. На время длительности управляющего импульса (1-3 сек) одновибратора 13 ключевой элемент открывается, подк:почая вторые входы усилителей 10, 11 к потенциапу + Е. Кол-. лекторный переход, проводящего транзистора 5 согласующего эпемента бпокирует входы усипитепей 10 и 11. Усипитель 10 и инвертор 12 запираются, Усипитепь мощности 11 отпирается. На время дпитепьности управляющего импупьса по обмотке управпения 16 протекает ток, Злектромагнитный разгруженный клапан 15 отрабатывает на открытие магистрального трубопровода отопитепьновентипяционного агрегата и самобпокируется в открытом попожении на все время изменения теппового баланса объекта регулирования,По окончании действия управляющего импупьса одновибратсра кпючевой элемент запирается, прекращая протекание тока по обмотке управления 16.При повышении температуры объекта ре- гулирования до заданного порога отпускания устройства напряжение Ц датчика 1 становится бопьше напряжения Цзадатчика 2, Возбуждение балансно-регенеративного компаратора прекращается. На потенциальном выходе скачкообразно создается нупевой потенциал. Транзисторы согласующих эпементов запираютс: Задний фронт импульса балансно-регенеративного компаратора отрицательной полярности дифференцируется блоком 6 и через диод 7 запускает одно- вибратор. На время дпительности управляющего импупьса 1-3 сек) одновибратора ключевой эпемент отпирается, ,подключая вторые входы усилитепей 10 и 11 к потен 543926циалу +Ек. Запертый транзистор 5 снимаетблокировку с усилителя 10 и инвертора.Усипитепь 10 и инвертор 12 открываются.Усилитель 11 бпокируется открытыминвертором 12 и запирается. На время дпительности управляющего импульса по обмоткеуправления 14 протекает ток, Электромагнитный клапан 15 отрабатывает на закрытиемагистрального трубопровода и самоблокируется в закрытом положении па все времяиз Оменения теппового баланса объектарегулирсвания,По окончании действия управляющего импульса одновибратора ключевой элемент запирается, прекращая протекание тока по обмотке 15управления 14,Под действием кратковременной помехи балансно-регенеративный компаратор 3 возбуждается и на потенциальном выходе формируется "всплеск" (импупьс) дпитепьностью 10-20 мсек.Как уже описано для процесса снижения температуры регулирования, передний фронт положитепьной полярное ги этого "всппескаф запускает одновибратор, Задний фронт "всплеска" отрицательной полярности не может изменить состояние одновибра".ора поспе его запуска, так как в одновибраторе происходит неуправляемый лавинообразный процесс30 формирования импульса длительностью 1-3 сек.Под действием импульса одновибратора ключевой элемент отпирается, подключая вторые входы усипитепей 10 и 11 к потен 55 циапу +Ек.Транзисторы согласующих элементов отпираются на время действия "всплеска", Усилитель1 отпирается и по обмотке уп 40 равпения 16 протекает ток в течение 10- 20 мсек. Усилитепь 10 блокируется транзистором 5 на время 10-20 мсек и не проводит ток. В остальное время действия имльса (1-3 сек) транзистор 9 заперт, а уси литель 10 открыт, и по обмотке управления 14 протекает ток в течение 1-3 сек. Так как время срабатывания электромагнитного разгруженного кпапана порядка 1-3 сев, то перебои в питании обмоток на время 10-20 мсек не изменяет положения кпапана. Таким образом под воздействием помехи устройство выдает донолнитепьный импульс на ту же обмотку (в данном случае на обмотку, закрывающую магистральный трубопро; вод).Второй и последующий импульсы, воздей- ствующие на одну и ту же обмотку, не вызывают переброса электроклапана и не при- водят к процессу перерегулирования. Этим повышается помехоустойчивость и, спедовательно, надежность устройства.Использование устройства более чем в 6 раз уменьшает расход потребляемой мощ" ности. Улучшение режима работы исполнительного механизма позволяет значительноповысить его долговечность и надежность, более четко соблюдать заданные технологические режимы и параметры,формула изобретенияУстройство для регулирования температуры,содержащее датчик и задатчик регулируемойвеличины, подключенные ко входам баланснорегенеративного компаратора с потенциальнымвыходом, согласующие элементы, дифференцирующий блок, подключенный к одновибратору, усилитЮи к выходам которых подключены управляющие обмотки электромагнитного разгруженного клапана, о т л и ч а ющ е е с я тем, что с целью повышениянадежности устройства, оно содержит ключевой элемент и инвертор, причем выход балансно-регенеративного компаратора подключен ко входам согласующих элементов, выход одного из которых подкпючен ко входудифференцирующего блока, выход другогоподключен к первым входам одного из усилителей непосредственно другого - черезинвертор, вторые входы усилителей подключены к выходу ключевого элемента,вход которого соединен с выходом одновибратора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США2897631, кл, 23692, 1970 г,2, Авторское, свидетельство СССР318908, М,кл . (05 В 11/14, 1970 г,Зак 71/64 Тираж 1093 ПодписноеНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 уиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул, Проектная