Устройство для регулирования расходаводы

О П И С А Н И Е (1)809081ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл.з 6 05 Р 7/00 Гоеударстеенный комитет ао делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения Ю. И. Сучков Кубанский государственный проектный й научноисследовательский институт Кубаньгийроводхоз- и Трест Югводмонтаж автоматика(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ВОДЫ1Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам, обеспечивающим регулирование расхода воды, и может применяться, в частности, в гидротехнике.Известен расходомер, содержащий Ч-образный дифференциальный датчик давления, следящую систему и счетно-решающее устройство, а также фотоэлектрический интегратор, связанный с гидрокомпенсатором следящей системы, на валу которого установлен тахогенератор, подключенный к входу функционального преобразователя, выход которого соединен через магнитный усилитель со входом счетчика электроэнергии,Регулирование уровня воды обеспечивается механическим путем (вручную) поднятием затвора гидросооружения 11. Это устройство не обеспечивает автоматическое регулирование расхода воды и не обеспечивает достаточную точность поддержания уровня.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования расхода воды, содержащее датчики верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвиж 2ными контактами потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый блок масштабирования, первый блок умножения, второй компаратор, ключевой элемент, широтно-импульсный преобразователь и регулирующий блок связан со входом привода, соединенного с 1 о запорным элементом, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра положения запорного элемента, соединенным через усилитель со вторым входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которого 15 связан через третий компаратор со вторымвходом ключевого элемента, а вход - через второй блок масштабирования с выходом второго функционального преобразователя, причем подвижные контакты потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы с подвижными контактами потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соот9081 50 зом. з 80 ветственно с первым и вторым входами четвертого компаратора 12.Недостатком такого устройства является его ненадежность и неточность в работе, в связи с тем, чо он подает ложные импульсы на увеличение расхода и затем на уменьшение расхода жидкости.Кроме того, применение такого регулятора требует наличия водомерной приставки перед гидросооружением, которая создает дополнительные потери напора воды, что для равнинных оросительных систем ограничивает подачу воды в канал, так как перепады уровней иногда составляют 10 - 20 см. Наличие водомерной приставки усложняет эксплуатацию гидросооружения, очистку от наносов, ремонт затвора.1 ель изобретения - повышение точности устройства для регулирования расхода воды. 5 10 15 20 25 Эо 35 40 45 Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования расхода воды, содержащее датчики верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенцио метров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый блок масштабирования, первый блок умножения, второй компаратор, ключевой элемент, широтно-импульсный преобразователь и регулирующий блок связан со входом привода, соединенного с запорным элементом, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра положения запорного элемента, соединенным через усилитель со вторым входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которого связан через третий компаратор со вторым входом ключевого элемента, а вход - через второй блок масштабирования с выходом второго функционального преобразователя, причем подвижные контакты потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы с подвижными контактами потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответственно с первым и вторым входами четвертого компаратора, содержит пятый компаратор, потенциометры точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель и третий редуктор, электромагнитное реле и вентильный элемент, а также последовательно соединенные источник опорного сигнала и шестой компаратор, второй вход и выход которого через замыкающий и размыкающий контакты электромагнитного реле связаны соответственно с выходом четвертого компаратора и входом второго функционального преобразователя, а обмотка электромагнитного реле 4через вентильный элемент соединена с выходом пятого компаратора, входы которого подключены к подвижным контактам потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, причем ко вторым входам второго и третьего компараторов .подключены подвижные контакты потенциометров точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, связанные посредством третьего редуктора.На чертеже изображена функциональная схема устройства для регулирования расхода воды.Устройство для регулирования расхода воды содержит датчики 1, 2 верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора 5, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь 6, первый блок 7 масштабирования, первый блок 8 умножения, второй компаратор 9, ключевой элемент 10, широтно-импульсный преобразователь 11 и регулирующий блок 12 связан со входом привода 13, соединенного с запорным элементом 14, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра 15 положения запорного элемента, соединенным через усилитель 16 со вторым входом первого блока 8 умножения и первым входом второго блока 17 умножения, выход которого связан через третий компаратор 18 со вторым входом ключевого элемента 10, а вход - через второй блок 19 масштабирования с выходом второго функционального преобразователя 20, причем подвижные контакты потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы 21, 22 с подвижными контактами потенциометров 23, 24 точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответственно с первым и вторым входами четвертого компаратора 25, а также пятый компаратор 26, потенциометры 27, 28 точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель 29 и третий редуктор 30, электромагнитное реле 31 и вентильный элемент 32, а также последовательно соединенные источник 33 опорного сигнала и шестой компаратор 34.Устройство работает следующим обраСигналы с подвижных контактов потенциометров 3, 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды поступают на входы первого компаратора 5, на выходе которого появляется разностное напряжение, которое в первом функциональном преобразователе 6 преобразуется в сигнал, пропорциональный корню квадратному из суммы квадратов на5 809081пряжений на подвижных контактах, потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнегои нижнего уровней воды.Для компенсации различия коэффициеттов передачи выходное напряжение первогофункционального преобразователя 6 поступает на вход первого блока 7 масштабирования, выход которого подключен к одному из входов первого блока 8 умножения,другой вход которого подключен через усилитель 16 к подвижному контакту потенциометра 15 положения запорного элемента. 1 аВыходное напряжение первого блока 8 умножения соответствует величине расходаводы через гидросооружение (по каналугрубого измерения). Это напряжение воздействует на один из входов второго компаратора 9, на второй вход которого поступает напряжение с подвижного контакта потенциометра 28 грубого задания разностиверхнего и нижнего уровней воды, управляемого с помощью задающего электродвига- ттеля 29,гоНапряжения задания, поступаюших с вподвижных контактов потенциометров 28 ги 27 грубого и точного задания разностиверхнего и нижнего уровней воды во втором ни третьем компараторах 9 и 18, сравнивают- нся с выходными напряжениями первого и г 5второго блоков умножения 8 и 17. При этом, ресли разница входных напряжений второго пи третьего компараторов 9 и 18 больше дего порога срабатывания, то их выходные рсигналы поступают на входы ключевого эле- нмента 10. Сигнал управления с выхода вто- ЗО прого компаратора 9, кроме того, поступает рна вход широтно-импульсного преобразова- птеля 11, который через регулирующий блок с12 соединен со входом привода 13, изменяю- пщим положение запорного элемента 14. Кро- мме того, сигнал с выхода второго компара- нтора 9 запирает второй вход ключевого пэлемента 10, не пропуская выходной сигнал нтретьего компаратора 18 на вход широтноимпульсного преобразователя 11 до тех пор, чпока поступает сигнал с выхода второго ком О ппаратора 9.п Когда напряжение сигнала расхода воды (при грубом регулировании), поступающего со второго компаратора 9, будет равно напряжению задания потенциометра 28 грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, второй компаратор 9 прекратит подачу сигнала на широтно-импульсный преобразователь 11 и ключевой элемент 10, который подключает вход широтно-импульсный преобразователь 11 к выходу третьего компаратора 18. Напряжения с подвижных контактов потенциометров 23 и 24 грубого и точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды подается на соответствующие входы четвертого компаратора 25, на выходе которого появляется разностное напряжение, Полученное напряжение поступает на вход второго функционального преобразователя 20, на выходе которого напряжение соответ 6ствует корню квадратному из суммы квадратов напряжений на входах четвертого компаратора 25. Далее, сигнал через второйблок 19 масштабирования поступает на одиниз входов второго блока 17 умножения, второй вход которого связан с подвижным контактом потенциометра 15 положения запорного элемента. Выходное напряжение второго блока 17 умножения соответствует значению расхода воды в режиме точного измерения.Это напряжение подается на один извходов третьего компаратора 18. При отклонении этого напряжения от задания черезключевой элемент 1 О поступает управляющий сигнал на вход широтно-импульсногопреобразователя 11, который посредствомрегулирующего блока 12 управляет приводом 13 запорного элемента 14. В .процессеточного регулирования может быть случай,при котором напряжение с подвижного конакта потенциометра 23 точного отсчета верхнего уровня воды меньше напряжения с подижного контакта потенциометра 24 точноо отсчета нижнего уровня воды, которыйформально означает, что уровень воды вижнем бьефе больше уровня воды в верхем бьефе, чего практически быть не может.Однако при этом срабатывает пятый компаатор 26 и его выходное напряжение постуает через вентильный элемент 32 на вывоы обмотки электромагнитного реле 31, чеез замыкающий контакт которого выходое напряжение четвертого компаратора 25оступает на один из входов шестого компаатора 34, на другой вход которого постуает напряжение источника ЗЗ опорногоигнала, выходное напряжение которогоодается через замыкающий контакт электроагнитного реле 31 на вход второго функциоального преобразователя 20. Дальнейшеерохождение сигнала соответствует приведеному выше описанию.Применение изобретения позволяет знаительно повысить надежность и точностьоддержания расхода воды через водовыускные гидросооружения, что позволит более экономно использовать воду, точно выдерживая график заказа независимо отколебания уровня воды в верхнем бъефе магистрального канала,4 Изобретение позволит более полно использовать запас емкости магистральногоканала, так как расход воды через водовыпуск будет постоянным в широком диапазоне колебания уровня в магистральномканале. Такая работа магистрального канала позволяет меньшее число раз включитьи выключить насосные агрегаты головнойнасосной станции, что повысит надежностьработы насосных агрегатов и сэкономитэлектроэнергию, потребляемую насоснойЫ станцией. Формула изобретения Устройство для регулирования расходаводы, содержащее датчики верхнего и ниж 809081него уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый блок масштабирования, первый блок умножения, второй компаратор, ключевой элемент, широтно-импульсный преобразователь и регулирующий блок связан со входом привода, соединенного с запорным элементом, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра положения запорного элемента, соединенным через усилитель со вторым, входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которого связан через третий компаратор со вторым входом ключевого элемента, а вход - через второй блок масштабирования с выходом второго функционального преобразователя, причем подвижные контакты потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы с подвижными контактами потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответственно с первым и вторым входами четвертого компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит пятый компаратор, потенциометры точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель и третий редуктор, электромагнитное реле и вентильный элемент, а также последовательно соединенные источник опорного сигнала и шестой компаратор, второй вход и выход которого через замыкающий и размыкающий контакты электромагнитного реле связаны соответственно с выходом четвертого компаратора и входом второго функционального преобразователя, а обмотка электромагнитного реле через вентильный элемент соединена с выходом пятого компаратора, входы которого подключены к подвижным контактам 1 з поте нциометров точного отсчета верхнегои нижнего уровней воды, причем ко вторым входам второго и третьего ком параторов подключены подвижные контакты потенциометров точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, связанные посредством третьего редуктора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРМо 291100, кл. 6 01 1. 1/04, 06.0.1966.2. Техническое описание и инструкция поэксплуатации ЗИ.2.399.008 ТУ, 1975, Ташкентский экспериментальный опытно-механический завод Узглавводстрой (прототип).80908119 дСоставитель В. Козлов Редактор А. ВласенкоТехред А. Бойкас Корректор Н, Стен Заказ 1/54 Тираж 951 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4