Дистанційний парорідинний терморегулятор прямої дії

Реферат: Дистанційний парорідинний терморегулятор прямої дії містить термобалон, капіляр, перший сильфон з рухомим фланцем, зв'язаний за допомогою капіляра з термобалоном, регулюючий орган з механізмом настройки, взаємодіючий з рухомим фланцем сильфона. Терморегулятор додатково укомплектований другим сильфоном, рухомим і нерухомим фланцями, герметично з'єднаними з торцями другого сильфона, циліндричною напрямною для рухомого фланця, жорстко зв'язаною з нерухомим фланцем, третім сильфоном, один торець якого з'єднаний з рухомим фланцем, а другий торець - з циліндричною напрямною, тягою, підсумовуючим важелем, середня частина якого зв'язана з рухомим фланцем першого сильфона, одне плече його через тягу з'єднано з рухомим фланцем другого сильфона, а друге плече - з регулюючим органом, а також регульованим дроселем, причому порожнина першого сильфона з термобалоном сполучена безпосередньо, а порожнина другого сильфона - через дросель. UA 103204 U (12) UA 103204 U UA 103204 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до засобів гідропневмоавтоматики і може бути використана в системах автоматичного регулювання і керування енергетичних систем і установок об'єктів легкої, хімічної, харчової, переробної та інших видів промисловості, а також в установках вентиляції, мікроклімату, випробувальних стендів та інших випадках, де необхідно автоматично підтримувати заданий тепловий рівень робочого середовища. Відомий, найбільш близький за технічною реалізацією, парорідинний регулятор прямої дії дистанційного типу з дистанційним зв'язком між чутливим елементом і регулюючим органом. Чутливим елементом його є термобалон, для зменшення інерційності і збільшення поверхні стикання якого з регульованим середовищем навколо нього намотана трубка, сполучена з термобалоном. Наповнювачем наповнена сильфонна камера, капіляр і термобалон, причому в останньому залишений паровий простір. Зміна тиску пари наповнювача при зміні температури передається від вимірювального елемента капіляром на сильфон регулюючого органу, забезпечуючи переміщення регулюючих клапанів. Для настройки регулятора використовується муфта, якою змінюється натяг пружини, а для зміни ступеня нерівномірності - втулка, якою змінюється робоче число витків пружини. Ручне керування виконується маховиком, зв'язаним з регулюючими клапанами (див. кн. Андрезен В.А. и др. Автоматизация судовых, энергетических установок и систем. - Л.: Судостроение, 1973. - с. 207-208, рис. 114). Однак, недоліком відомого терморегулятора є його низькі динамічні показники, обумовлені інерційним тепловим запізнюванням і закладеним в ньому принципом регулювання - за відхиленням регульованого параметра. Таким чином, відомий терморегулятор має низьку динамічну точність регулювання і обмежену область застосування. Тому, для підвищення динамічної точності регулювання і розширення області застосування, пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в тому, що в конструкцію терморегулятора додатково залучаються динамічні ланки, які на виході формують регулюючий сигнал, пропорційний не тільки відхиленню регульованого параметра, але й пропорційний швидкості (першій похідній) відхилення регульованого параметра, і підсумовують його з регулюючим сигналом, пропорційним відхиленню регульованого параметра, тобто вихідне переміщення регулюючого органу терморегулятора в такому випадку буде складатися із суми двох переміщень - переміщення, пропорційного змінюванню температурного (теплового) стану робочого середовища, і переміщення, пропорційного швидкості його змінювання. Для реалізації цього відомий терморегулятор додатково укомплектовується другим сильфоном, рухомим і нерухомим фланцями, герметично з'єднаними з торцями другого сильфона, циліндричною напрямною рухомого фланця, жорстко зв'язаною з нерухомим фланцем, третім сильфоном, один торець якого з'єднаний з рухомим фланцем, а другий торець - з циліндричною напрямною, тягою, підсумовуючим важелем, зв'язаним своєю середньою частиною з рухомими фланцем першого сильфона. Одне плече важеля з'єднано через тягу з рухомим фланцем другого сильфона, а друге його плече - з регулюючим органом. Також додатково установлений регульований дросель, причому порожнина першого і третього сильфона з термобалоном сполучена безпосередньо, а порожнина другого сильфона - через дросель. Суть запропонованого терморегулятора пояснюється кресленням, на якому зображено загальний вид терморегулятора. Чутливий елемент терморегулятора виконаний у вигляді термобалона 1, обладнаного, для зменшення інерційності і збільшення поверхні контакту з регульованим середовищем, навитою навколо нього і сполученою з ним трубкою 2. Регулюючий орган терморегулятора містить другий сильфон 3, один торець якого герметично з'єднаний з рухомим фланцем 4, а другий торець - з нерухомим фланцем 5, утворюючи порожнину "А". Фланець 5 жорстко зв'язаний з циліндричною напрямною 6, в якій переміщаються рухомі деталі другого сильфона 3 і установлений третій сильфон 7. Один торець сильфона 7 герметично з'єднаний з циліндричною напрямною 6, а другий торець - з рухомим фланцем 4. До напрямної 6 жорстко приєднана напрямна 8, усередині якої розміщений перший сильфон 9, один торець якого герметично з'єднаний з рухомим фланцем 10, а другий торець - з нерухомим 11, жорстко зв'язаним з напрямною 8. Напрямна 8, сильфони 7, 9, а також рухомі фланці 4, 10 і нерухомий 11 утворюють порожнину "В". Усередині сильфона 9 розміщений вихідний шток 12, з одним кінцем якого зв'язана пружина 13, забезпечуючи постійну взаємодію штока з рухомим фланцем 10. Другий кінець пружини 13 1 UA 103204 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 впирається у втулку 14 з муфтою 15, для змінювання степені нерівномірності регульованого параметра, шляхом змінювання робочої кількості її витків. Ручне керування терморегулятором здійснюється за допомогою маховика 16. Вихідний із сильфона 9 шток 12 з'єднаний із середньою частиною підсумовуючого важеля 17, один кінець якого через тягу з'єднаний з рухомим фланцем 4, а другий кінець - з регулюючими клапанами 19. Порожнина "В" з термобалоном 1 сполучається через капіляри 20 і 21 безпосередньо, а порожнина "А" через капіляри 20 і 22, а також дросель 23. Наповнювачем заповнюють порожнини "А", "В", капіляри 20, 21, 22, а також термобалон 1, забезпечуючи в останньому паровий простір. Працює запропонований терморегулятор в режимах підвищення і пониження температури регульованого середовища наступним чином. В першому режимі, коли температура регульованого середовища підвищується, об'єм наповнювача в термобалоні 1 збільшується і через капіляри 20, 21 поступає в порожнину "В" безпосередньо, а через капіляри 20, 22 і регульований дросель 23 - в порожнину "А", підвищуючи в них його тиск. Однак через наявність дроселя 23 тиск в порожнині "А", в порівнянні з тиском в порожнині "В", буде наростати повільніше, а отже повільніше буде переміщатися рухомий фланець 4 відносно фланця 10. В результаті, здолавши зусилля пружини 13, рухомий фланець 10 і взаємодіючий з ним шток 12 будуть переміщатися, одночасно переміщуючи середню частину підсумовуючого важеля 17 і разом з ним, зв'язані з його другим кінцем, регулюючі клапани 19. Це переміщення клапанів 19 буде пропорційне змінюванню температури регульованого середовища. Крім цього, через затримку від повільного переміщення рухомого фланця 4, через тягу 18 і протилежний кінець підсумовуючого важеля 17, регулюючі клапани 19 отримають ще додаткове переміщення, яке буде пропорційне уже швидкості змінювання температури регульованого середовища. Таким чином, результуюче переміщення регулюючих клапанів в перехідному процесі буде складатися із двох складових переміщень - першого переміщення, пропорційного змінюванню температури, і другого переміщення, пропорційного швидкості (першій похідній) змінювання температури регульованого середовища. При цьому, по мірі вирівнювання тиску в порожнинах "А", "В" і настання усталеного стану, підсумовуючий важіль 17, завдяки переміщенню фланця 4 і тяги 18, займе своє горизонтальне положення, забезпечуючи цим зникнення другої складової переміщення регулюючих клапанів, пропорційної швидкості змінювання температури регульованого середовища. На другому режимі зниження температури регульованого середовища запропонований терморегулятор буде працювати аналогічно, лише з тією різницею, що всі рухомі його деталі будуть переміщуватися в зворотному напрямку. Як на першому, так і на другому режимі перехідних процесів динамічна точність терморегулятора підвищується, скорочуючи при цьому час перехідного процесу і зменшуючи граничне відхилення температури регульованого середовища. Ступінь впливу сигналу за швидкість змінювання температури можна регулювати дроселем 23. Використання запропонованого терморегулятора, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: - за рахунок підвищення швидкодії спрацювання регулюючих клапанів і підвищення точності автоматичного підтримання заданого температурного режиму зменшити час перехідного процесу і стабілізації теплового стану регульованого середовища при переході його із одного температурного рівня на інший; - зменшити ступінь нерівномірності температури регульованого середовища, завдяки чому більш ефективно захистити енергетичні та інші теплові установки як від переохолодження, так і від перегрівання, а також покращити протікання технологічних процесів; - підвищити вихідні техніко-економічні показники енергетичних та інших теплових установок за рахунок автоматичного підтримання оптимального теплового стану їх регульованого середовища на всіх навантажувальних і швидкісних режимах експлуатації; - підвищити надійність і довговічність теплоенергетичних установок і технологічного обладнання за рахунок підвищення динамічної точності регулювання їх теплового стану; - розширити область застосування запропонованого терморегулятора. 2 UA 103204 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Дистанційний парорідинний терморегулятор прямої дії, що містить термобалон, капіляр, перший сильфон з рухомим фланцем, зв'язаний за допомогою капіляра з термобалоном, регулюючий орган з механізмом настройки, взаємодіючий з рухомим фланцем сильфона, який відрізняється тим, що він додатково укомплектований другим сильфоном, рухомим і нерухомим фланцями, герметично з'єднаними з торцями другого сильфона, циліндричною напрямною для рухомого фланця, жорстко зв'язаною з нерухомим фланцем, третім сильфоном, один торець якого з'єднаний з рухомим фланцем, а другий торець - з циліндричною напрямною, тягою, підсумовуючим важелем, середня частина якого зв'язана з рухомим фланцем першого сильфона, одне плече його через тягу з'єднано з рухомим фланцем другого сильфона, а друге плече - з регулюючим органом, а також регульованим дроселем, причому порожнина першого сильфона з термобалоном сполучена безпосередньо, а порожнина другого сильфона - через дросель. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3