Диференціатор теплових сигналів

Реферат: UA 104996 U UA 104996 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів теплової автоматики і може бути використана в системах автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК) тепловими енергетичними установками та процесами для покращення динамічних показників і підвищення точності їх функціонування. Відомий, близький за суттю і технічною реалізацією, диференціатор не теплових сигналів, що містить рухомий корпус з поршнем з утворенням з ним двох порожнин, сполучених між собою через регульований дросель, підсумовуючий важіль, в поздовжньому пазу якого установлена плоска пружина, жорстко з'єднана в середній своїй частині з віссю підсумовуючого важеля, з якою шарнірно зв'язана вхідна тяга, нижнє плече важеля з'єднане з поршнем, а верхнє плече - з вихідною тягою, двоплечий важіль з'єднаний середньою частиною з нерухомим корпусом, верхнім плечем - з вхідною тягою, а нижнім плечем - з рухомим корпусом (див. Авторське свідоцтво СРСР №467358).Однак, відомий диференціатор має обмежену область застосування, оскільки за своїм призначенням і можливостями тільки диференціює не теплові вхідні сигнали, а також має складну конструкцію. Отже, відомий диференціатор складний за конструкцією, а також має обмежені функціональні можливості і область застосування. Тому, в основу корисної моделі поставлена задача спростити конструкцію, а також розширити функціональні можливості, з підвищенням динамічних показників систем теплової автоматики і розширити область застосування диференціатора, яка вирішується шляхом його удосконалення, суттєвими ознаками якого є те, що в ньому вимірюється відхилення температури і сформований сигнал, пропорційний її відхиленню, далі перетворений в переміщення, диференціюється забезпечуючи на виході сигнал пропорційний відхиленню вхідного сигналу і швидкості його відхилення. Такий диференціатор, при спрощеній конструкції, розширить функціональні можливості і область застосування при високій динамічній точності підтримання CAP і САК заданих параметрів енергетичних установок і протікання інерційних теплових технологічних процесів. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому диференціаторі, який містить рухомий корпус, установлений в ньому поршень з утворенням двох порожнин, сполучених між собою через канал з регульованим дроселем, підсумовуючий важіль з поздовжнім пазом, в якому установлена плоска пружина, жорстко з'єднана в середній своїй частині з віссю підсумовуючого важеля, з якою шарнірно зв'язана вхідна тяга, нижнє плече підсумовуючого важеля з'єднане з поршнем, а верхнє плече - з вихідною тягою, а також двоплечий важіль з'єднаний середньою частиною з нерухомим корпусом, верхнім плечем - з вхідною тягою, а нижнім плечем - з рухомим корпусом. Згідно з корисною моделлю, додатково установлений чутливий елемент змінювання температури теплоносія, виконаний у вигляді замкненого сильфона, один торець якого з'єднаний через фланець з нерухомим корпусом, а протилежний торець - з рухомим фланцем, який переміщується в циліндричній напрямній зв'язаній з нерухомим корпусом, причому порожнина сильфона наповнена робочою рідиною з великим коефіцієнтом об'ємного розширення. Таке технічне рішення дасть можливість спростити конструкцію поєднанням вимірювача температури, з одержанням вихідних сигналів, з диференціатором, їх подальшого диференціювання і підсумовування з одержанням результативних вихідних сигналів пропорційних вхідним і першій похідній від вхідних сигналів, що підвищить динамічні показники перехідних процесів CAP і САК, розширить функціональні можливості і область застосування диференціатора в енергетичних установках та інерційних теплових технологічних процесах. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд диференціатора теплових сигналів. Диференціатор теплових сигналів містить рухомий корпус 1, що переміщується в напрямній 2 нерухомого корпуса 3. В корпусі 1 виконаний отвір, що закривається кришкою 4, в якому установлюється поршень 5 зі штоком 6 з утворенням першої "а" і другої "в" порожнин, сполучених між собою через канал із регульованим дроселем 7. Шток 6 шарнірно з'єднаний з нижнім плечем підсумовуючого важеля 8 з поздовжнім пазом, в який установлена плоска пружина 9, що жорстко з'єднана в середній частині з віссю 10 важеля, з якою шарнірно зв'язана вхідна тяга 11, а верхнє плече підсумовуючого важеля 8 з'єднане з вихідною тягою 12 диференціатора. Рухомий корпус 1 шарнірно зв'язаний з нижнім кінцем двоплечевого важеля 13, середня частина якого шарнірно з'єднана з нерухомим корпусом 3, а верхнім кінцем шарнірно - з вхідною тягою 11. Остання, протилежним від важеля 8 кінцем, з'єднана з чутливим елементом 14 температури теплоносія, виконаним у вигляді сильфона 15, один торець якого через нерухомий 1 UA 104996 U 5 10 15 20 25 30 35 40 фланець 16 зв'язаний з нерухомим корпусом 3, а протилежним торцем - з рухомим фланцем 17, що переміщується в напрямній 18 з'єднаній з корпусом 3. Порожнина сильфона 15, на відміну від порожнин "а", "в", наповнена робочою рідиною з великим коефіцієнтом об'ємного розширення. Диференціатор послідовно включений в CAP або САК працює наступним чином. При різкому змінюванні температури теплоносія, в чутливому елементі 14, внаслідок розширення від нагрівання робочої рідини і підвищення тиску в сильфоні 15, рухомий фланець 17 разом з вхідною тягою 11 переміститься, різко діючи на підсумовуючий важіль 8 і одночасно на двоплечий важіль 13. В результаті цього нижнє плече підсумовуючого важеля, з'єднане через шток 6 з поршнем 5, затримається із-за опору переміщенню поршня, спричиненого дроселюванням рідини в перепускному каналі з дроселем 7. Це викличе додаткове (відносно середньої, з'єднаної з тягою частини важеля) переміщення вихідної тяги 12. Отже, на вихід диференціатора поступить перша похідна від вхідного сигналу, а результуючий вихідний сигнал при цьому буде пропорційний змінюванню температури теплоносія і швидкості його змінювання. В усталеному режимі, коли сили опору перетіканню робочої рідини і жорсткості плоскої пружини зрівнюються, підсумовуючий важіль 8 займе своє положення, при якому він з вхідною тягою 11 утворять прямий кут. Таким чином, диференціатор теплових сигналів працює як пропорційно-диференціююча динамічна ланка. Використання запропонованого диференціатора теплових сигналів, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: при спрощеній конструкції розширити функціональні можливості за рахунок формування складової вихідного сигналу, пропорційної швидкості відхилення температури теплоносія; підвищити динамічні показники і точність CAP і САК завдяки підвищенню швидкодії вихідних сигналів та зменшення запізнювання і відхилення регульованих параметрів енергетичних установок і протікання інерційних теплових технологічних процесів; розширити область застосування диференціатора в системах теплової автоматики, особливо з динамічними ланками, які мають значну теплову інерційність. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Диференціатор теплових сигналів, що містить рухомий корпус з поршнем з утворенням з ним двох порожнин, сполучених між собою через регульований дросель, підсумовуючий важіль, в поздовжньому пазу якого установлена плоска пружина, жорстко з'єднана в середній своїй частині з віссю підсумовуючого важеля, з якою шарнірно зв'язана вхідна тяга, нижнє плече важеля з'єднане з поршнем, а верхнє плече - з вихідною тягою, а також двоплечий важіль з'єднаний середньою частиною з нерухомим корпусом, верхнім плечем - з вхідною тягою, а нижнім плечем - з рухомим корпусом, який відрізняється тим, що в ньому додатково установлений чутливий елемент температури теплоносія, виконаний у вигляді сильфона, один торець якого з'єднаний через фланець з нерухомим корпусом, а протилежний торець - з рухомим фланцем, який переміщується в циліндричній напрямній зв'язаній з нерухомим корпусом, причому порожнина сильфона наповнена робочою рідиною з великим коефіцієнтом об'ємного розширення. 2 UA 104996 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