Диференціатор теплових сигналів

Диференціатор теплових сигналів, що містить перетворювач, виконаний у вигляді двох сильфонів, з'єднаних одними торцями і спільним рухомим фланцем, другий торець першого сильфона зв'язаний з нерухомим фланцем, а другий торець другого сильфона - з рухомим фланцем, і установлених в напрямній, підсумовуючий механізм, виконаний у вигляді сильфона з фланцем, з'єднаним із спільним рухомим фланцем, розміщеного 3 першого сильфона, а другий торець - із спільним рухомим фланцем, утворюючими порожнину із середовищем, коефіцієнт теплопровідності якого значно менший коефіцієнта теплопровідності матеріалу стінок першого, другого і додаткового сильфонів. Робоча рідина із першого у другий сильфон перетворювача перетікає через регульований дросель, установлений у спільному рухомому фланці. У диференціаторі додатково встановлені тяга і підсумовуючий важіль, причому тяга одним кінцем з'єднана із спільним рухомим фланцем, а протилежним кінцем - з нижнім плечем підсумовуючого важеля, середня точка якого зв'язана із рухомим фланцем другого сильфона, а протилежне плече - з вихідною тягою диференціатора. Таке технічне рішення дозволить спростити конструкцію поєднанням перетворювача і вимірювача температури з одержанням вихідних сигналів пропорційних вхідним і першим двом похідним від вхідних сигналів, що підвищить точність, розширить функціональні можливості і область застосування диференціатора. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд диференціатора теплових сигналів. Диференціатор теплових сигналів містить перетворювач 1, в складі першого 2, другого 3 сильфонів і регульованого дроселя 4. Сильфони 2, 3 одними торцями зв'язані між собою спільним рухомим фланцем 5 і з дроселем 4, фланець 5 жорстко з'єднаний з фланцем 6 сильфона 7 підсумовуючого механізму, який другим торцем з'єднаний з рухомим фланцем 8 і тягою 9. Для повернення у вихідне положення тяги 9 і зменшення впливу механічного гістерезису матеріалу стінок сильфонів використана пружина 10. До фланця 5 одним торцем приєднаний додатковий сильфон 11, другий торець якого зв'язаний з нерухомим фланцем 12, з яким також зв'язаний другим торцем сильфон 2. Порожнина "а", утворена внутрішнім 2, зовнішнім 11 сильфонами, спільним рухомим 5 і нерухомим 12 фланцями, заповнюється середовищем, коефіцієнт теплопровідності якого значно менший коефіцієнта теплопровідності матеріалу стінок сильфонів 2, 3, 11. Робоча рідина із сильфона 2 у сильфон 3 і навпаки надходить через регульований дросель 4. Рухомі деталі перетворювача, підсумовуючого механізму і датчика переміщаються в циліндричних напрямних 13, 14. До фланця 5 приєднана одним кінцем тяга 15, протилежний кінець якої з'єднаний з нижнім плечем підсумовуючого важеля 16, середня частина 67286 4 якого зв'язана з тягою 9, а протилежне плече - з вихідною тягою 17 диференціатора. Диференціатор послідовно включений в CAP або САК працює наступним чином. При різкому змінюванні температури носіям в диференціаторі із-за наявності значно термічного опору середовища в порожнині "а" нагрівання, а отже, тиск в сильфоні 2 буде зростати повільніше, ніж в сильфноні 3. В результаті фланець 5 разом із фланцем 6 сильфона 7 будуть переміщатися вправо, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини в сильфоні 3. При цьому фланець 8 сильфона 3 і зв'язана з ним тяга 9 одержать додаткове переміщення. Внаслідок відбувається додавання двох переміщень, тобто вихідний сигнал на тязі 9 буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням температури теплоносія і нагрівання робочої рідини в сильфоні 3 і підвищенням із-за цього її тиску, а також переміщення, викликаного швидкістю нагрівання теплоносія і змінювання її температури і переміщення фланця 6, обумовленого запізнюючим прогрівом робочої рідини в сильфоні 2, і додатковим підвищенням із-за цього тиску в сильфоні 3. При цьому переміщення фланця 5 вправо через тягу 17 також перемістить вправо нижнє плече важеля 16, на середню частину якого діє тяга 9, що переміщається пропорційно змінюванню температури теплоносія і швидкості її змінювання. Від затримки нижнього плеча важеля 16 його верхнє плече і вихідна тяга 17 одержить додаткове переміщення, пропорційне прискоренню змінювання температури теплоносія. В результаті відбувається додавання трьох переміщень, тобто переміщення вихідної тяги 17 (вихідний сигнал) диференціатора буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням температури теплоносія, переміщення, викликаного швидкістю її змінювання і переміщення, викликаного прискорюванням її змінювання. Використання запропонованого диференціатора теплових сигналів, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: розширити функціональні можливості за рахунок формування складової вихідного сигналу, пропорційної прискоренню відхилення вхідних сигналів; підвищити динамічні показники і точність CAP і САК завдяки підвищенню швидкодії вихідних сигналів і зменшення запізнювання і відхилення регульованих параметрів інерційних теплових процесів; розширити область застосування в системах автоматики особливо з динамічними ланками, які мають значну теплову інерційність. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 67286 6 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601