Регулятор рівня рідини в ємності

Реферат: Регулятор рівня рідини в ємності містить ємність з рідиною, поплавок, двоплечий важіль, з'єднаний одним плечем з ємністю, а другим - з поплавком, клапан і шток, зв'язаний одним кінцем із середньою точкою важеля, а другим кінцем - з клапаном. Між поплавком і клапаном додатково установлений форсуючий перетворювач сигналів переміщення поплавка, виконаний у вигляді нерухомого циліндра, усередині якого розміщені перший рухомий поршень, через шток зв'язаний з двоплечим важелем, нерухомий фланець, з дроселюючим перепускним отвором. Другий рухомий поршень, з'єднаний принаймні двома тягами із середніми точками двох протилежно розміщених важелів, шарнірно з'єднаних одними кінцями з циліндром, а другими кінцями через додаткові тяги - із третім рухомим поршнем підсумовуючого механізму, з'єднаним з напрямною, в якій переміщується виконавчий рухомий поршень, зв'язаний з одним кінцем виконавчого штока і взаємодіючий з одним торцем відновлювальної пружини, протилежний торець якої - з нерухомим торцевим фланцем циліндра, а протилежний кінець штока з'єднаний з клапаном. При цьому порожнина між першим рухомим поршнем і нерухомим фланцем сполучена із порожниною між нерухомим фланцем і другим рухомим поршнем перетворювача через дроселюючий отвір, а з порожниною між другим, третім і виконавчим поршнями через додаткові гідролінії - безпосередньо. UA 118854 U (12) UA 118854 U UA 118854 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до засобів гідроавтоматики і може бути використана для регулювання рівня рідини в ємності при довільному змінюванні її споживання. Відомий, найбільш близький до заявленого, регулятор, стабілізуючий рівень рідини на заданому значенні шляхом змінювання припливу в залежності від відхилення її рівня від заданого значення. Він містить поплавок з'єднаний через важіль з одним кінцем штока, другий кінець якого - з клапаном змінювання витрати рідини на припливі (див. кн. Камразе А.Н., Фитерман М.Я. Контрольно-измерительные приборы и автоматика. - 2-е изд., перераб. и дол. Л.: Химия, 1988, с. 10, рис. 3). Однак, недоліком відомого регулятора є низька точність регулювання через обмежені його функціональні можливості, внаслідок яких клапан змінювання витрати рідини на припливі переміщується тільки за сигналами, пропорційними величині відхилення рівня від заданого значення, що збільшує час перехідних процесів, викликає пересування і обмежує область застосування регулятора. Отже, відомий регулятор має низьку точність регулювання витрати рідини на припливі, а також обмежену область його застосування. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищити точність регулювання і швидкодію вихідних від поплавка сигналів, а також розширити область застосування регулятора, що досягається відповідно до запропонованої конструкції, суттєвими ознаками якої є те, що поплавок вимірює відхилення рівня рідини від заданого значення, за яким формується два незалежних сигнали. Перший з них пропорційний відхиленню рівня рідини, а другий сигнал пропорційний форсованій швидкості його відхилення, які далі підсумовуються і результативний вихідний сигнал подається на клапан змінювання витрати рідини на припливі. Поставлена задача вирішується тим, що у запропонованому регуляторі, що містить ємність з рідиною, поплавок, двоплечий важіль з'єднаний одним плечем з ємністю, а другим плечем - з поплавком, клапан і шток зв'язаний одним кінцем із середньою точкою важеля, а другим кінцем з клапаном, згідно з корисною моделлю, між поплавком і клапаном додатково установлюється перетворювач форсування сигналів від поплавка. Перетворювач виконаний у вигляді нерухомого циліндра, усередині якого розміщені перший рухомий поршень, через шток зв'язаний з двоплечим важелем, нерухомий фланець, з дросельним перепускним отвором, другий рухомий поршень, зв'язаний двома тягами із середніми точками двох протилежно розміщених важелів, шарнірно з'єднаних одними кінцями з циліндром, а другими кінцями через додаткові тяги - із третім рухомим поршнем підсумовуючого механізму. З третім поршнем з'єднана напрямна, в якій переміщується виконавчий рухомий поршень, зв'язаний з одним кінцем виконавчого штока і взаємодіючий з одним торцем пружини, протилежний торець якої - з нерухомим торцевим фланцем циліндра, а протилежний кінець штока з'єднаний з клапаном змінювання витрати рідини на припливі. Порожнина між першим рухомим поршнем і нерухомим фланцем сполучена із порожниною між нерухомим фланцем і другим рухомим поршнем через дроселюючий отвір, а з порожниною між другим і третім поршнями через додаткові гідролінії безпосередньо. Таке конструктивне рішення, в схемі якого між поплавком і клапаном установлений форсуючий перетворювач з одержанням вихідних сигналів пропорційних вхідним і значно збільшеним коефіцієнтом підсилення, швидкості від вхідних сигналів, підвищить точність функціонування регулятора і розширить область його застосування. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого регулятора рівня рідини в ємності. Регулятор містить ємність 1 з рідиною, поплавок 2, двоплечий важіль 3, шарнірно з'єднаний одним плечем з ємністю, а другим плечем - з поплавком, трубопровід 4 підведення від джерела рідини в ємність з клапаном 5 і трубопровід 6 з насосом 7 її відведення до споживача. Між поплавком і клапаном установлений форсуючий перетворювач 8 швидкості сигналів переміщення поплавка, виконаний у вигляді нерухомого циліндра 9, усередині якого розміщені перший рухомий поршень 10, зв'язаний через шток 11 з двоплечим важелем 3, нерухомий фланець 12 з дроселюючим перепускним отвором 13, другий рухомий поршень 14, з'єднаний тягами 15, 16 із середніми точками протилежно розміщених важелів 17, 18, шарнірно з'єднаних одними кінцями з циліндром, а другими кінцями через додаткові тяги 19, 20 із третім рухомим поршнем 21 підсумовуючого механізму. З поршнем 21 з'єднана напрямна 22, в якій переміщується виконавчий рухомий поршень 23, зв'язаний з одним кінцем виконавчого штока 24, і взаємодіє з одним торцем відновлювальної пружини 25, протилежний торець якої - з нерухомим торцевим фланцем 26 циліндра 9, а протилежний кінець штока з'єднаний з клапаном 5. 1 UA 118854 U 5 10 15 20 25 30 35 Порожнина "А" між першим рухомим поршнем 10 і нерухомим фланцем 12 сполучена з порожниною "В" між нерухомим фланцем 12 і другим рухомим поршнем 14 через дроселюючий отвір 13, а з порожниною "G" між другим 14, третім 21 і виконавчим 23 рухомими поршнями через додаткові гідролінії 27, 28 - безпосередньо. Запропонований регулятор рівня рідини в ємності працює наступним чином. У випадку збільшення кількості рідини в ємності її рівень підвищується і поплавок 2 підніметься вгору і через важіль 3, шток 11 перемістить перший рухомий поршень 10, підвищуючи тиск робочої рідини в порожнині "А", а через дроселюючий отвір 13 і гідролінії 27, 28 - в порожнинах "В", "С". Однак через наявність дросельного отвору 13 тиск в порожнині "В" зростатиме повільніше, ніж в порожнині "С". В результаті другий рухомий поршень 14 разом із третім рухомим поршнем 21 будуть переміщатися вниз, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини в порожнині "G". Внаслідок відбувається додавання двох тисків, тобто вихідний підсумовуючий тиск в порожнині "G" буде складатися із тиску, викликаного змінюванням рівня рідини в ємності, а також тиску, викликаного форсованою швидкістю його змінювання, обумовленого переміщенням донизу третього поршня 21 і зменшенням об'єму порожнини "С" і через те додатковим підвищенням в ній тиску. Від дії сумарного тиску виконавчий рухомий поршень 23, долаючи зусилля жорсткості пружини 25, різко підніметься догори і через шток 24 з форсованою швидкістю перемістить перепускний клапан 5 в бік зменшення припливу рідини в ємність, при цьому зменшуючи максимальне відхилення її рівня і тривалість перехідного процесу. У випадку пониження в ємності рівня рідини запропонований регулятор працюватиме аналогічно, але з тією різницею, що всі його рухомі деталі, в тому числі перепускний клапан, будуть переміщатися в протилежний бік. В усіх випадках перемінного рівня рідини в ємності його відхилення буде автоматично компенсуватися регулятором, вихідними з перетворювача сигналами, пропорційними як змінюванню рівня рідини, так і форсованій швидкості його змінювання, забезпечуючи підвищену точність стабілізації. Застосування запропонованого регулятора рівня рідини в ємності, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: розширити функціональні можливості і формувати складову вихідного сигналу, пропорційну форсованій швидкості змінювання рівня рідини в ємності; підвищити точність регулювання рівня рідини при будь-яких різкоперемінних його відхиленнях, завдяки підвищенню швидкодії вихідних з регулятора сигналів і зменшенню запізнення переміщення клапана; розширити область застосування в системах автоматичного регулювання рівня рідини в ємностях при будь-яких коливаннях її споживання. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 Регулятор рівня рідини в ємності, що містить ємність з рідиною, поплавок, двоплечий важіль, з'єднаний одним плечем з ємністю, а другим - з поплавком, клапан і шток, зв'язаний одним кінцем із середньою точкою важеля, а другим кінцем - з клапаном, який відрізняється тим, що в ньому між поплавком і клапаном додатково установлений форсуючий перетворювач сигналів переміщення поплавка, виконаний у вигляді нерухомого циліндра, усередині якого розміщені перший рухомий поршень, через шток зв'язаний з двоплечим важелем, нерухомий фланець, з дроселюючим перепускним отвором, другий рухомий поршень, з'єднаний принаймні двома тягами із середніми точками двох протилежно розміщених важелів, шарнірно з'єднаних одними кінцями з циліндром, а другими кінцями через додаткові тяги - із третім рухомим поршнем підсумовуючого механізму, з'єднаним з напрямною, в якій переміщується виконавчий рухомий поршень, зв'язаний з одним кінцем виконавчого штока і взаємодіючий з одним торцем відновлювальної пружини, протилежний торець якої - з нерухомим торцевим фланцем циліндра, а протилежний кінець штока з'єднаний з клапаном, причому порожнина між першим рухомим поршнем і нерухомим фланцем сполучена із порожниною між нерухомим фланцем і другим рухомим поршнем перетворювача через дроселюючий отвір, а з порожниною між другим, третім і виконавчим поршнями через додаткові гідролінії - безпосередньо. 2 UA 118854 U Комп’ютерна верстка О. Рябко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3