Устройство для регулирования давления

 

Изобретение относится к автомаке и предназначено для автоматического регулирования давления газа в устройствах,газодинамики, системах регулирования давления газовых потоков , для проверки моновакуумметров и

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А2, SU„„1409 (;1) g С 05 D 16/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1190370 (21 ) 41 53320/24-24 (22) 21. 10. 86 (46) 15. 07.88. Вюл. 1Ф 26 (72). В.И.Редченко (53) 62-50 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1190370, кл. С 05 D 16/20, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к автома" ке и предназначено для автоматического регулирования давления газа в устройствах газодинамики, системах регулирования давления газовых потоков, для проверки моновакуумметров И

1409987 датчиков давления, а также для измерителей скорости воздушного потока.

Целью изобретения является повышение надежности, точности и быстродействия, Устройство содержит рабочую камеру 1, камеру 2 сжатого газа, регулирующий, вентиль 3, датчик 4 давления, элемент

5 сравнения,.блоки 6,7 де." чфирования, ! ! блок 8 логики, блок 9 управления, блок 10 контроля исполнительный элеУ мент, например двигатель, датчик 12 положения, выходной узел 13 любого типа, элемент И 14, регистр сдвига

15, элементы 16, 17 запрета, элемент

ИЛИ 18, элемент задержки 19, шину индикации неисправности 20 и элемент

ИЛИ 21. Кроме того, блок 8 логики содержит четыре элемента ИЛИ, два элемента И, два триггера, инвертор, третий элемент, элемент задержки.

Блок контроля 10 содержит два элемен. та задержки, два элемента И-HF два

Изобретение относится к автомати9 ке предназначено для автоматическо i го регулирования давления газа в устройствах газодинамики, системах регулирования давления и расхода газовых потоков, для проверки моновакуумметров и датчиков давлений, а также измерителей скорости воздушного потока и является дополнительным к авт.св. М - 1190370.

Целью изобретения является повышение надежности, точности и быстродействия регулирования.

На фиг. 1 приведена функциональ— ная схема устройства; на фиг. 2 функциональная схема блока логики; на фиг. 3 — схема блока контроля; на фиг. 4 — функциональная схема блока демпфирования; на фиг. 5 пример построения элемента сравнения.

Устройство содержит (фиг,1) рабочую камеру 1, камеру 2 сжатого газа, регулирующий вентиль 3, датчик 4 давления, элемент 5 сравления, блоки б и 7 демпфирования, блок 8 логики, блок 9 управления, блок 10 контэлемента И, четыре ключевых элемента, два резистора, два диода, мультивибратор, элемент ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ и нуль-орган, Блок демпфирования содержит пороговый элемент, ключевой элемент, последовательную RC-цепь (конденсатор и резистор), три диода и резистор. Элемент 5 сравнения содержит подвижную ламель, ламели Мин и "Макс". Новым в устройстве является введение в него элемента И, регистра сдвига, двух элементов запрета, двух элементов ИЛИ, элемента задержки, шины индикации неисправности. Кроме того, в блок логики дополнительно введены третий элемент И и элемент задержки, а элемент сравнения содержит подвижную ламель и ламели "Мин, "Макс", содержащие электрически изолированные вырезы с перекрытием зон ламелей "Мин", "Макс". 2 з.п.ф-лы, 5 ил. роля, исполнительный элемент 11, например двигатель, датчик 12 положения, выходной узел 13 любого типа, элемент И 14, регистр 15 сдвига, элементы 16 и 17 запрета, элемент

ИЛИ .18, элемент 19 задержки, шину

"Индикация неисправности" 20 и элемент ИЛИ 21.

Блок логики (фиг.2) содержит че10 тыре элемента ИЛИ 22-25, два элемента И 26 и 27, два триггера 28 и 29, инвертор 30, третий элемент И 31 и элемент 32 задержки.

Блок контроля (фиг.3) содержит два элемента 33 и 34 задержки, два элемента И-НЕ 35 и 36, два элемента

И 37 и 38, четыре ключевых элемента

39-42, два резистора 43 и 44, два диода 45 и 46, мутивибратор 47, эле мент ИЛИ 48, элемент ИЛИ-HF. 49 и нуль-орган 50.

Блок демпфирования (фиг ° 4) содержит пороговый элемент 51, ключевой элемент 52, последовательную RC-цепь

25 (конденсатор 53 и резистор 54), три диода 55-57 и резистор 58.

09987

20

55

14 3лемент ср; внс ння (фпг. 5) co:t t ржит подвижную ламель 59, соединенную с одной из шнн питания и намели

"Мин" 60 и "Макс" 61, имеющие фигурные вырезы с перекрытием зон "Макс" и "Мин . Зоны Макс и Мин" электрически изолированы между собой.

Устройство работает следующим образом.

Перед подачей питания на устройство подается сигнал исходного состояния (Исх ) на первый управляющий вход блока 8 логики. После подачи питания данный сигнал снимается.

Время снятия сигнала выбирается та— ким, чтобы данный сигнал перекрыл

I ,переходные процессы в устройстве. Триггеры 28 и 29 устанавливаются в со. стояние 0"и разрешаютпрохождение сигнала через элементы И 26 и 27 блока 8 логики. В случае если регулировочный вентиль 3 находится не в закрытом состоянии, то соответственно отклонен и датчик

12 положения, В этом случае с соответствующего выхода датчика 12 положения через второй 23 или третий 24 элементы ИЛИ поступает сигнал, управляющий при помощи блока 9 управления исполнительным элементом 11 до тех пор, пока не появится сигнал на выходе "0" датчика 12 положения.

Связь датчика 12 положения с исполнительным элементом 11, с регулирующим вентилем 3 осуществляется обычнб механически.

При выработке датчиком 12 положения сигнала на выходе "0" на инверторе 30 блока 8 логики появляется сигнал, .запрещающий прохождение информации через элементы И 26 и 27.

В этом случае регулирующий вентиль

3 находится в исходном состоянии (закрыт). При любом последующем отклонении регулирующего вентиля 3 за счет любых помех или любых ненормированных процессов он приводится в исходное состояние аналогично изложенному, а вход устройства закрывается сигналом с триггера 28.

При поступлении на второй управляющий вход блока 8 логики сигнала включения ("Вкл") триггеры 28 и 29

tt юю устанавливаются в состояние 1 и элементы И 2 6 и 2 7 закрываются, т . е . схема установки в исходное состояние отключается, а через первый элемент

ИЛИ 2 2 с единич но го выхода триггера

28 на блс к 9 у lH:аления поступ» т сигнал принудительного открытия регулирующег о вентиля 3 до тех пс р, пока давление в рабочей камере 1, индицируемое датчиком 4, не достигнет номинального значения, поддерживая величину давления номинальной. Номинальное значение давления определяется одновременной выработкой сигналов на выходах "Макс" и "Мин" элемента 5 сравнения. В этом случае на выходе элемента И 14 вырабатывается сигнал, поступающий на дополнительный вход (Вх 7) блока 8 логики, который закрывает входы второго и третьего элементов ИЛИ 23 и 24, запрещая прохождение сигнала через элементы ИЛИ

23 и 24, Далее этот сигнал через элемент 32 задержки, величина кото" рой выбирается . таким образом, чтобы окончились переходные процессы в схеме, вырабатывает на выходе третьего элемента И 31 сигнал, устанавливающий четвертый элемент ИЛИ

25 в состояние "0". Сигнал принудительного открытия вентиля 3 снимается. вход устройства открывается, .и

I схема готова к обработке сигналов, т.е. в зависимости от сигналов датчика 4 давления изменяется сигнал на выходах "Макс" и "Мин" элемента 5 сравнения. При сигнале "Макс" вырабатывается cWíàë закрытия регулирующего вентиля 3 до тех пор, пока не достигнет номинального значения (сигнала "Макс"-"Мин"), при сигнале

Мин" — сигнал открытия регулировочного вентиля 3 до достижения номинального значения. При сигнале номинального значения схема никаких сигналов не вырабатывает. Далее процесс повторяется. Заданный предел регулирования определяется выработкой на выходах "Макс" и "Мин" элемента 5 сравнения дозированных сигналов. Датчик 4 давления обычно механически связан через преобразователь с движком, который, подключая ламели "Макс" и Мин" элемента сравнения, осуществляет выдачу названных дозированных сигналов. Ламели "11àêñ" и "Мин" имеют фигурные вырезы с перекрытием зон

"Макс" и "Мин" на уровне номинального давления (фиг.5) . В этом случае вырабатывается дозированный сигнал номинального значения ("Макс -"Мин ), При возникновении неисправности в устройстве блок 10 контроля форми1409987 ует сигнал неисправности. Анализ еисправностей производится следуюим образом. При поступлении сигна.ha на шину Проверка" ключевой эле5 ент 41 закрывается и последовательо с обмоткой двигателя включается епь из последовательно включенгх первого 43 и второго 44 масштабОс резисторов, величина, которых lO

ыбирается таким образом, чтобы паение на них при нормальном рабоем токе двигателя не вызывало сраба-.

ывание нуль-органа 50, который таке открывается сигналом "Проверка".

При поступлении сигналов реверсиования с выходов блока демпфировасрабатывает ждущий мультивибраор 47 на время, равное по длительости пусковому току, и второй мас- 20 табный резистор 44 будет зашунтироан ключевым элементом 42, т.е. ток ротекает только через один резистор

3, величина которого выбрана так, 4тобы при номинальном пусковом токе 25 нуль-орган 50 не срабатывал. По

< кончании режима пуска (окончание

> тельности импульса, формируемого льтивибратором 47) ключевой элеент 42 размыкается и начинается реим анализа рабочего тока (включено ва масштабных резистора 43 -и 44). ри выходе любого из названных пааметров за пределы допустимых нуль рган 50 срабатывает и на выходе ервого элемента ИЛИ 48 и на соотетствующем выходе ВН формируется игнал неисправности исполнительного лемента 11.

Анализ неисправности датчика 4 дав- 40 ения, блоков 6 и 7 демпфирования и злов блока 8 логики производится ри помощи элементов 33 и 34 задержпричем соответствующий элемент

-НЕ 35 и 36 закрыт сигналом с ра- 4с; (отающего входа Вх 5, Вх 7 блока 10

Ыонтроля. При несовпадении сигналов датчика 12 положения с сигналами

« лемента сравнения по приходу сигнаг а "Опрос 1" происходит выработка с>игнала неисправности. Анализ работы

tIëîêà 9 управления производится анаг огично путем сравнения полярности с игналов с выходов данного блока г ри помощи диодов 45 и 46 и ключевых

« лементов 39 и 40 с сигналами на входах элементов И 37 и 38. При нес овпадении названных сигналов формир уется уровень на выходе второго элемента ИЦИ-НЕ 49 блока 10 контроля, который формирует сигнал неисправности. Сигнал неисправности может появиться и в нормально работающей схеме из-за сбоя, помехи или любого другого процесса, например, при наезжании вала исполнительного элемента на упор, когда токи в обмотке двигателя повышаются и т.д. В этом случае аварийный останов крайне нежелателен. Для устранения этого явления обычно посылается серия сигналов "Опрос 2". Период их следования определяется переходными процессами в устройстве, а количествовременем достижения давления от номинального значения до максимального предела допуска, т.е.:

Т,, n + д С где Т „ — период опроса; ь t — разность между временами достижения процессом максимальной и номинальной величины, n — - количество посылок сигнала

"Опрос 2".

Сигналы неисправности или аварийного закрытия через входной элемент

ИЛИ 18 и первый элемент 16 запрета поступают на входы регистра 15 сдвига. Разрядность регистра 15 сдвига определяется соответственно (и+1), так как в первый разряд регистра сдвига сигналов опроса записывается сигнал "1". Этот сигнал сдвигается в регистре 15 сдвига при приходе сигнала "Опрос 2". Если сигнал неисправности до следующего опроса 2 исчезает, то этим сигналом регистр

15 устанавливается в исходное состояние через элемент 19 задержки, поскольку в этом случае инверсный вход второго элемента 17 запрета разрешает прохождение сигнала "Опрос". Если же сигналы неисправности в течение заданного цикла "Опроса 1" присутствуют, то по каждому сигналу "Опрос 2" производится продвижение разряда, и в случае, когда "1" достигает разряда "+1" регистра 15 сдвига, на вход (Вх 6) блока 8 логики вырабатывает-. ся сигнал приведения в исходное блока 8 логики, а также включается сигнал закрытия исходного вентиля 3 на клеммы (" Закрытие" ) Вых 1 приоритетно. В случае, когда сигнал неисправности исчезает при очередном приходе

09987

5 l0

7 14 сигнала "Опрос 2", регистр сдвига приводится в исходное состояние при помощи элемента 19 задержки. При этом процесс заполнения регистра 15 сдвига начинается сначала. После выработки сигнала на последнем разряде регистра 15 происходит закрытие первого элемента 16 запрета. Регистр 15 устанавливается в исходное также си-.. гналом "Исх." через элемент ИЛИ 21 исходного.

В устройстве имеются две шины

"Опрос 1" и "Опрос 2". Шина "Опрос 1" применяется для экспресс-анализа неисправностей при любом сигнале на выходах ВН блока 10 управления, шина

"Опрос 2"- для предохранения от ложо ного аварийного отключения.

При работе подвижных. частей в условиях вибраций, при соударениях, при избытке кинетической энергии и т.д. на полезный сигнал с выходов . элемента 5 сравнения накладывается сигнал вибраций, прерывая его. Такие вибрации обычно ненамного превышают, частоту полезных сигналов, поэтому борьба с ними при помощи фильтров неэффективна, в систему вносятся значительные запаздывания, и она усложняется. Для ликвидации явлений вибрации и дребезга примейены блоки

6 и 7 демпфирования. В них сигнал с выходов элементов 5 сравнения передним фронтом заряжает".я через диод

55 и резистор 54 конденсатор 53.

Постоянная времени данной цепи выбирается такой, что конденсатор 53 полностью заряжается во время одного дребезга, а процессы в цепи заряда не влияют на входной сигнал, поскольку они развязаны диодом 55. При прекращении сигнала конденсатор 53 разряжается через большой входной импеданс порогового элемента 51, поддерживая на его выходе сигнал, достаточный для срабатывания элементов

ИЛИ устройства. Следующий импульс дре безга приводит к подзаряду конденсатора 53. При изменении выхода блока дешифрования с "Макс" на "Мин" или наоборот конденсатор из блока, с которого снят сигнал, разряжается пу тем включения разрядного резистора

58 соответствующим ключевым элементом 52. Поствянная разряда кала и не влияет на быстродействие. На фиг.4 показано включение диодов для обрабо тки сигналов "-", при отработке сиг-.

8 налов "+" полярность диодов меняется на обратную.

Элемент 5 сравнения (фиг.5) выбран так, что ламели "Макс" и "Мин" имеют электрически изолированные между собой вырезы на величине номинального давления. Это обуславливает возможность индицировать номинальное значение при регулировании.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования давления по авт.св. Ф 1190370, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це-. лью повышения точности, быстродействия и надежности устройства, оно содержит элемент И, последовательно соединенные первый элемент ИПИ, первый элемент запрета и второй элемент

ИЛИ, а также элемент задержки, второй элемент запрета и регистр сдвига, управляющий вход которого подключен к выходу второго элемента запрета, установочные входы — к выходу второго элемента ИЛИ, а выход — к первому входу второго элемента запрета, к третьему входу блока управления и к шестому входу блока логики, входы первого элемента ИЛИ связаны соответственно с первым и вторым выходами блока контроля, а выход с вторым входом второго элемента запрета, третий вход которого соединен с шиной опроса и с входом элемента задержки, подключенного выходом к второму входу первого элемента запрета, второй вход второго элемента

ИЛИ соединен с шиной "Установка в исходное положение", входы элемента

И связаны с соответствующими входами элемента сравнения, а выход — с седьмым входом блока логики.

2. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок логики содержит последовательно соединенные элемент задержки и третий элемент И, второй вход которого подключен к первому входу блока, а выход — к третьему входу четвертого элемента ИЛИ, причем вход элемента задержки соединен с седьмым входом блока н с третьимивходами второго и третьего элементов ИПИ.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что элемент сравнения содержит подвижную ламель, квязанную с входом элемента сравне1409987

@71/Г Z ния, и две ламели Макси и "Мин", I выходы которых подключены к соответствующим выходам элемента сравнения, причем ламели имеют фигурные вырезы, электрически изолированные и перекрывающие друг друга.

1409987

1409987 (М, Рх

Составитель Л.Цаллагова

ТехРед N. Ходанич КоРРектоР В.Гнняк

Редактор E.Êîï÷à

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 3479/43

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4