Регулятор температуры охлаждающей среды тепловой машины

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для автоматического поддержания на заданном уровне температуры охлаждающей среды тепловой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания. В регуляторе температуры охлаждающей среды тепловой машины, содержащем датчик температуры охлаждающей среды, связанный с основным сумматором пневматических сигналов на два входа, датчик температуры наружного воздуха, связанный с дополнительным сумматором пневматических сигналов на два входа, при этом выход которого подключен к основному сумматору пневматических сигналов, который предназначен для подключения к исполнительному механизму привода вентилятора холодильника и к реле давления, включаемого в электрическую цепь управления жалюзи холодильника, снабжен преобразователем температуры охлаждающей среды, включающим в себя датчик температуры охлаждающей среды и усилитель его сигналов, через который датчик связан с верхней пневмокамерой основного сумматора, и преобразователем температуры наружного воздуха, включающим в себя датчик температуры наружного воздуха и усилитель его сигналов, через который датчик связан с верхней пневмокамерой и усилителем дополнительного сумматора, основной сумматор подключен к источнику рабочего тела, к которому подключены и усилители преобразователей температур, а дополнительный сумматор подключен к усилителю преобразователей температуры наружного воздуха и к источнику пневмосигнала по мощности тепловой машины, а своим выходом он подключен к нижней пневмокамере основного сумматора пневматических сигналов. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции регулятора, уменьшение инерционности и повышение его точности регулирования температуры охлаждающей среды тепловой машины. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двигателестроению, и может быть использовано для автоматического поддержания на заданном уровне температуры охлаждающей среды тепловой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания.

Известен регулятор температуры охлаждающей среды тепловой машины, содержащий датчик температуры охлаждающей среды и датчик мощности, снабженные каждый усилителем, связанные между собой при помощи соединительного канала; основной и дополнительный сумматоры, каждый из которых снабжен тремя входными и одним выходным патрубками, вентилятор с приводом, подключенным к выходному патрубку основного сумматора, реле, включенное в электрическую цепь управления жалюзи холодильника и подсоединенное к выходному патрубку основного сумматора, причем основной сумматор подключен при помощи своих входных патрубков к источнику сжатого рабочего тела, усилителю датчика температуры охлаждающей среды и к выходному патрубку дополнительного сумматора, дополнительный сумматор подключен к источнику сжатого рабочего тела и датчику мощности, входные патрубки усилителей датчиков подключены к источнику сжатого рабочего тела (SU, авторское свидетельство 1321864, кл. F 01 P 7/00, опубл. 1987).

Недостатком известного регулятора является отсутствие влияния температуры наружного воздуха на процесс регулирования температуры охлаждающей среды тепловой машины.

Известен регулятор температуры охлаждающей среды тепловой машины, принятый за прототип, содержащий датчик температуры охлаждающей среды и датчик мощности, связанные через основной сумматор на два входа пневматическим сигналом с исполнительным механизмом привода вентилятора системы охлаждения тепловой машины и с реле давления, включенным в электрическую цепь управления жалюзи холодильника, а также содержащий датчик температуры наружного воздуха и дополнительный сумматор пневматических сигналов на два входа с переменным коэффициентом передачи, причем последний выполнен в виде пропорционального звена, состоящего из рычага с двумя опорами, одна из которых подвижна относительно этого рычага и связана с датчиком температуры наружного воздуха, а другая опора в виде мембраны соединена с датчиком мощности машины, и усилителя, вход которого соединен с пропорциональным звеном, а выход - с входом основного сумматора. (SU, авторское свидетельство 1094974, кл. F 01 P 7/00, опубл. 1984).

Недостатками известного регулятора являются сложность его конструкции, недостаточная точность, так как при понижении температуры наружного воздуха возникают значительные обратные динамические забросы регулируемой температуры охлаждающей среды после изменения мощности тепловой машины, а также большая инерционность работы. Значительные колебания температуры охлаждающей среды снижают экономичность и надежность тепловой машины, ее охлаждающего устройства и регулятора температуры.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции регулятора, уменьшение инерционности и повышение его точности регулирования температуры охлаждающей среды тепловой машины.

Указанный технический результат достигается тем, что в регуляторе температуры охлаждающей среды тепловой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащем датчик температуры охлаждающей среды, связанный с основным сумматором пневматических сигналов на два входа, датчик температуры наружного воздуха, связанный с дополнительным сумматором пневматических сигналов на два входа, при этом выход которого подключен к основному сумматору пневматических сигналов, который предназначен для подключения к исполнительному механизму привода вентилятора холодильника и к реле давления, включаемого в электрическую цепь управления жалюзи холодильника, снабжен преобразователем температуры охлаждающей среды, включающим в себя датчик температуры охлаждающей среды и усилитель его сигналов, через который датчик связан с верхней пневмокамерой основного сумматора, и преобразователем температуры наружного воздуха, включающим в себя датчик температуры наружного воздуха и усилитель его сигналов, через который датчик связан с верхней пневмокамерой и усилителем дополнительного сумматора, основной сумматор подключен к источнику рабочего тела, к которому подключены и усилители преобразователей температур, а дополнительный сумматор подключен к усилителю преобразователей температуры наружного воздуха и к источнику пневмосигнала по мощности тепловой машины, а своим выходом он подключен к нижней пневмокамере основного сумматора пневматических сигналов.

На чертеже представлена схема регулятора температуры охлаждающей среды тепловой машины с приводом вентилятора холодильника и реле давления.

Регулятор содержит преобразователь 1 температуры охлаждающей среды и преобразователь 2 среды наружного воздуха, состоящие из датчика 3 температуры охлаждающей среды у преобразователя 1, датчика 4 температуры наружного воздуха у преобразователя 2, а также усилителей 5 и 6 их сигналов, сумматоры пневматических сигналов: основной 7 и дополнительный 8, состоящие соответственно из усилителей 9 и 10, аналогичные усилителям 5 и 6, использующиеся в преобразователях 1 и 2 температуры и двух пневмокамер соответственно нижней 11, верхней 12 и нижней 13, верхней 14.

Преобразователи 1, 2 температуры и основной сумматор 7 соответственно подключены к источнику сжатого рабочего тела (не показано) с давлением Р1 через входящие патрубки 15, 16, 17. Дополнительный сумматор 8 подключен к источнику пневматического сигнала по мощности через входящий патрубок 18.

Датчик 3 температуры охлаждающей среды через свой усилитель 5 связан патрубком 19 с верхней пневмокамерой 12 основного сумматора 7, а датчик 4 температуры наружного воздуха через свой усилитель 6 связан патрубком 20 с верхней пневмокамерой 14 и патрубком 21 с усилителем 10 дополнительного сумматора 8.

Дополнительный сумматор 8 своим выходным патрубком 22 подключен к нижней пневмокамере 11 основного сумматора 7.

Основной сумматор 7 имеет выходящий патрубок 23, который предназначен для подключения к исполнительному механизму привода 24 вентилятора холодильника 25 и к реле давления 26, включаемого в электрическую цепь управления жалюзи холодильника (не показано).

Работа регулятора осуществляется следующим образом.

Регулятор подключается своими входными патрубками 15, 16, 17 к источнику сжатого рабочего тела с давлением Р1, патрубком 18 к источнику пневмосигнала по мощности тепловой машины, выходными патрубками 23 к приводу 24 вентилятора 25 холодильника и реле давления 26. Патрубком 20 преобразователь 2 температуры наружного воздуха подключается к верхней пневмокамере 14 дополнительного сумматора 8, выходным патрубком 19 преобразователь 1 температуры охлаждающей среды тепловой машины подключается к верхней пневмокамере 12 основного сумматора 7, выходным патрубком 22 вспомогательный сумматор 8 подключается к нижней пневмокамере 11 основного сумматора 7.

При работе тепловой машины, например двигателя внутреннего сгорания, при низкой температуре наружного воздуха пневмосигнал давлением Р6 на выходе из преобразователя температуры 2, находящегося в среде наружного воздуха, равен 0. Работа жалюзи и вентилятора холодильника 25 в этом случае осуществляется от преобразователя температуры 1, находящегося в охлаждающей среде тепловой машины. По мере увеличения температуры охлаждающей среды давление Р3 на выходе преобразователя 1 повышается, что вызывает повышение давления Р4 на выходе основного сумматора 7. Достигая заданного значения давления Р4, равного уставке, контакты реле давления 26 замыкаются и жалюзи холодильника открываются. При дальнейшем повышении температуры охлаждающей среды тепловой машины и увеличении давления Р4, поступающего в исполнительный механизм привода 24 вентилятора 25 холодильника, обороты вентилятора 25 начинают увеличиваться и повышение температуры охлаждающей среды прекращается. Несмотря на то что увеличение мощности тепловой машины при этом ведет к увеличению давления Р2 (давление наддувочного воздуха), выходной пневмосигнал от дополнительного сумматора 8 давлением Р5 остается равным 0, поскольку давление питания дополнительного сумматора 8 также равно 0. Таким образом, при низкой температуре наружного воздуха повышение давления наддува при увеличении мощности тепловой машины не приводит к дополнительному увеличению частоты вращения вентилятора 25 холодильника, что предотвращает переохлаждение теплоносителя тепловой машины. По мере увеличения температуры наружного воздуха увеличивается величина пневмосигнала давлением Р6 и соответственно начинает расти степень воздействия пневмосигнала по мощности давлением Р2, так как датчик 4 преобразователя 2 температуры наружного воздуха все больше воздействует на усилитель 6 преобразователя 2. Складываясь, пневмосигналы давлениями Р3 и Р5 в основном сумматоре 7, воздействуя на усилитель 9, увеличивают величину сигнала давления Р4. При достижении заданного значения пневмосигнала давлением Р4 контакты реле давления 26 также замыкаются и жалюзи холодильника открываются. При дальнейшем повышении температуры охлаждающей среды тепловой машины пневмосигналы давлениями Р3 и Р5, продолжая складываться, увеличивают величину пневмосигнала давлением Р4, что ведет к увеличению числа оборотов вентилятора 25 и, как следствие, плавному уменьшению температуры охлаждающей среды тепловой машины. В случае дальнейшего повышения температуры наружного воздуха увеличивается степень воздействия мощности тепловой машины через пневмосигнал давлением Р5, поступающий в основной сумматор 7, на частоту вращения вентилятора холодильника 25.

В результате, данный регулятор температуры охлаждающей среды автоматически, независимо от режима работы тепловой машины и температуры окружающей среды, обеспечивает требуемую подачу вентилятором холодильника охлаждающего воздуха, вследствие чего повышается устойчивость и качество регулирования температуры охлаждающей среды, а также надежность работы тепловой машины.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить быстродействие регулятора, уменьшить его инерционность, упростить конструкцию, так как по сравнению с прототипом в предлагаемом регуляторе отсутствует сложное пропорциональное звено.

Формула изобретения

Регулятор температуры охлаждающей среды тепловой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащий датчик температуры охлаждающей среды, связанный с основным сумматором пневматических сигналов на два входа, датчик температуры наружного воздуха, связанный с дополнительным сумматором пневматических сигналов на два входа, при этом выход которого подключен к основному сумматору пневматических сигналов, который предназначен для подключения к исполнительному механизму привода вентилятора холодильника и к реле давления, включаемого в электрическую цепь управления жалюзи холодильника, отличающийся тем, что он снабжен преобразователем температуры охлаждающей среды, включающим в себя датчик температуры охлаждающей среды и усилитель его сигналов, через который датчик связан с верхней пневмокамерой основного сумматора и преобразователем температуры наружного воздуха, включающим в себя датчик температуры наружного воздуха и усилитель его сигналов, через который датчик связан с верхней пневмокамерой и усилителем дополнительного сумматора, основной сумматор подключен к источнику рабочего тела, к которому подключены и усилители преобразователей температур, а дополнительный сумматор подключен к усилителю преобразователя температуры наружного воздуха и к источнику пневмосигнала по мощности тепловой машины, а своим выходом он подключен к нижней пневмокамере основного сумматора пневматических сигналов.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Прежний патентообладатель:Федеральное государственное унитарное предприятие Всероссийский научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава Министерства путей сообщения Российской Федерации

(73) Патентообладатель:Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава"

Договор № РД0041905 зарегистрирован 10.10.2008

Извещение опубликовано: 20.11.2008        БИ: 32/2008

---