Виконавчий механізм систем автоматики із зворотно-обертальним ротором

Реферат: Виконавчий механізм систем автоматики із зворотно-обертальним ротором містить корпус, кронштейн, зв'язаний з корпусом, зворотно-обертальний ротор з валом і лопаттю, установлені в корпусі, взаємодіючі вал з кронштейном, а лопать з корпусом, з утворенням першої і другої ізольованих порожнин, сполучених пневматичними магістралями з пристроєм керування. В кожній порожнині додатково установлені перший і другий диференціюючі блоки, виконані у вигляді з'єднаних між собою жорсткими тягами двох діафрагм, одні з яких герметично з'єднані з корпусом, а другі діафрагми - з циліндричними напрямними, зв'язаними з кронштейном, з утворенням першої і другої камер. При цьому з пневматичними магістралями перша і друга ізольовані порожнини сполучені безпосередньо, а перша і друга камери диференціюючих блоків - через додатково установлені в кронштейні дроселі. UA 103826 U (54) ВИКОНАВЧИЙ МЕХАНІЗМ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ ІЗ ЗВОРОТНО-ОБЕРТАЛЬНИМ РОТОРОМ UA 103826 U UA 103826 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Виконавчий механізм належить до засобів систем пневмоавтоматики регулювання і керування і може бути використаний в системах автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК) теплоенергетичних установок та інших об'єктів промислової пневмоавтоматики для покращення динамічних показників їх перехідних процесів. Відомий виконавчий механізм систем автоматики із зворотно-обертальним ротором містить корпус, кронштейн зв'язаний з корпусом, зворотно-обертальний ротор з валом і лопаттю, взаємодіючими з кронштейном і корпусом з утворенням двох ізольованих порожнин, сполучених пневматичними магістралями з пристроєм керування (див. кн. Крутов В.И., Данилов Ф.М., Кузьмик П.К. и др. Основы теории автоматического регулирования; Под ред. В.И. Крутова. 2-е изд., перераб. и доп. - М: Машиностроение, 1984. - с. 116, рис. 77,а). Однак, недоліком відомого виконавчого механізму є низька швидкодія повертання ротора, викликана запізнювальними сигналами керування, пропорційними тільки змінюванню тиску в підвідних до механізму магістралях. Це понижує точність функціонування пневматичних CAP і САК, ефективність використання оснащених ними об'єктів різних галузей народного господарства, а також обмежує область його застосування. Отже, відомий виконавчий механізм має низьку точність функціонування пневматичних CAP і САК і ефективність використання оснащених ними об'єктів різних галузей народного господарства, а також обмежену область застосування. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищити точність функціонування пневматичних CAP і САК з виконавчим механізмом із зворотно-обертальним ротором і ефективність використання оснащених ними об'єктів, а також розширити область застосування виконавчого механізму. Для вирішення даної задачі пропонується удосконалення відомого виконавчого механізму, суттєві ознаки якого полягають в тому, що в закон керування повертанням його ротора вводиться корегуючий сигнал, пропорційний як змінюванню тиску в підвідних до нього магістралях, так і додатковий, пропорційний швидкості (першій похідній) його змінювання. Це реалізується шляхом установлення в кожній ізольованій порожнині додаткових першого і другого пневматичних диференціюючих блоків, виконаних у вигляді з'єднаних між собою жорсткими тягами двох діафрагм, одні з яких герметично з'єднані з корпусом, а другі діафрагми - з циліндричними напрямними, зв'язаними з кронштейном з утворенням двох камер. Причому з пневматичними магістралями, що йдуть від пристрою керування, перша і друга ізольовані порожнини сполучені безпосередньо, а камери диференціюючих блоків - через додатково установлені в кронштейні дроселі. При такому технічному рішенні, завдяки формуванню додатково корегуючого сигналу, пропорціонального швидкості змінювання тиску, лопать разом з валом, з'єднаним з регулюючим органом, повертається з підвищеною швидкістю, покращуючи динамічні показники перехідних процесів CAP і САК з підвищеною ефективністю використання оснащених ними об'єктів. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд виконавчого механізму із зворотно-обертальним ротором. Виконавчий механізм містить корпус 1, в якому установлений ротор з валом 2 і приєднаною до нього лопаттю 3, що розділяє порожнину корпуса на першу "А" і другу "В" ізольовані порожнини. До корпуса 1 жорстко приєднаний одним торцем кронштейн 4, в якому розміщені канали 5, 6, сполучені пневматичними магістралями 7, 8, що йдуть від пристрою керування. В порожнині "А" установлений перший 9, а в порожнині "В" другий 10 пневматичні диференціюючі блоки. Блок 9 містить діафрагму 11, закріплену на напрямній 12, зв'язаній з кронштейном 1, з утворенням першої камери "С", і через тягу 13 жорстко зв'язану з діафрагмою 14, з'єднаною з корпусом 1. Блок 10 містить діафрагму 15, закріплену на напрямній 16, зв'язаній з кронштейном 1, з утворенням другої камери "D", і через тягу 17 жорстко зв'язану з діафрагмою 18, з'єднаною з корпусом 1. З каналами 5, 6 перша "А" і друга "В" порожнини сполучені безпосередньо, а камери "С" і "D" диференціюючих блоків 9, 10 - через додатково установлені в кронштейні 4 дроселі 19, 20. Герметичність в з'єднанні лопать 3 - корпус 1 забезпечується ущільненням 21 і пружиною 22, а в з'єднанні вал 2 - кронштейн 4 - ущільненням 23 і пружиною 24. В системах автоматичного керування виконавчий механізм працює наступним чином. При різкому зростанні тиску р1 в підвідній магістралі 7 і каналі 5 повітря з нього безпосередньо надходить в ізолюючу порожнину першу "А" і через дросель 19 - в першу камеру "С", підвищуючи в них тиск. Однак, через наявність дроселя 19 тиск в камері "С" зростатиме менш інтенсивно, ніж в порожнині "А". В результаті діафрагма 11 переміститься донизу, і через 1 UA 103826 U 5 10 15 20 25 30 35 40 тягу 13 за собою перемістить діафрагму 14, зменшуючи об'єм порожнини "А", пропорційно підвищуючи в ній тиск, який буде складатися із двох тисків: - першого, пропорційного змінюванню вхідного тиску ρλ в підвідній магістралі 7; - другого, пропорціонального швидкості (першій похідній) його змінювання. Під дією результуючого тиску лопать 3 повернеться із збільшеною швидкістю, створюючи в порожнині "В" надлишковий тиск повітря, яке безпосередньо надійде через канал 6 і магістраль 8 на вихід і частково через дросель 20 в камеру "D". Але завдяки дроселю тиск в ній не буде інтенсивно змінюватися і при досягненні певного значення тиску в порожнині "В" діафрагма 15 опуститься донизу і через тягу 17 перемістить діафрагму 18, додатково збільшуючи її об'єм і відповідно зменшуючи в ній тиск. Останнє в перехідному процесі сприятиме повертанню лопаті 3 разом з валом 2 ротора, з'єднаним з регулюючим органом, з більшою швидкістю до положення, яке відповідатиме рівновазі сил, діючих на лопать. У випадку різкого зростання тиску р2 в підвідній магістралі 8 і каналі 6 виконавчий механізм працюватиме аналогічно, тільки з тією різницею, що в дію вступить диференціюючий блок 10 і всі рухомі деталі механізму будуть переміщатися у зворотному напрямку, також забезпечуючи лопаті 3, валу 2 ротора і регулюючому органу підвищену швидкодію. Таким чином, в обох випадках перехідних процесів на ротор будуть діяти корегуючи сигнали, пропорційні змінюванню тиску в підвідних до нього магістралях і швидкості його змінювання. Використання запропонованого виконавчого механізму, у порівнянні з відомим, дасть можливість: - підвищити точність функціонування пневматичних CAP і САК з виконавчим механізмом із зворотно-обертальним ротором; - підвищити ефективність використання оснащених цими системами об'єктів і технологічних процесів завдяки точному підтримуванню заданих в них технологічних параметрів; - розширити область застосування на об'єктах і технологічних процесах, особливо з підвищеними вимогами, до стабілізації підтримання регульованих параметрів в умовах перемінних режимів їх роботи. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Виконавчий механізм систем автоматики із зворотно-обертальним ротором, що містить корпус, кронштейн, зв'язаний з корпусом, зворотно-обертальний ротор з валом і лопаттю, установлені в корпусі, взаємодіючі вал з кронштейном, а лопать з корпусом, з утворенням першої і другої ізольованих порожнин, сполучених пневматичними магістралями з пристроєм керування, який відрізняється тим, що в кожній порожнині додатково установлені перший і другий диференціюючі блоки, виконані у вигляді з'єднаних між собою жорсткими тягами двох діафрагм, одні з яких герметично з'єднані з корпусом, а другі діафрагми - з циліндричними напрямними, зв'язаними з кронштейном, з утворенням першої і другої камер, причому з пневматичними магістралями перша і друга ізольовані порожнини сполучені безпосередньо, а перша і друга камери диференціюючих блоків - через додатково установлені в кронштейні дроселі. 2 UA 103826 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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