Патент ссср 88280

 

Класс 14с, 8в4

Эй 88280

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М. 3. Хейфец

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИЛИ УПРАВЛЕНИЯ

Заявлено 8 декабря 1945 г. за Иа 342602 в Народный комиссариат тяжелого машиностроения СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений и товарных знаков» Ма 20 за 1964 г.

Изобретение относится к устройствам для регулирования или управления с применением опережающих воздействий от производных по времени, например, для регулирования паровой, водяной или газовой турбины по скорости и ускорению, для регулирования давления пара или газа по давлению и быстроте изменения давления, для управления гидравлическим приводом режущего инструмента станка по положению и скорости копировального щупа.

Указанный принцип регулирования по скорости и ускорению не находил применения ввиду отсутствия простых средств для его реализации. Известный принцип инерционного регулятора с вращающимисядеталями, принадлежащий Сименсу, ставит более сложную конструкторскую задачу, чем простое решение, даваемое настоящим изобретением.

Отличительной особенностью описываемого ниже устройства является применение гидравлического или пневматического серводвигателя с обратной связью, включенного таким образом, что перемещение его поршня (мембраны, лопасти) и изменение фактора, вызывающего его перемещение, изменяет состояние последующего звена устройства посредством изменения положения одного или нескольких распределительных органов, управляющих указанным звеном (например, золотников, сопел, струйныхтрубок, кранов реостатов и т. п.) или непосредственно.

На фиг. 1 изображена простейшая схема устройства: на фиг. 2, 3 и 4 — схемы устройств, усиливающих действие фактора, вызывающего перемещение серводвигателя.

Поршень 1 копирует движение ведущей точки 2 и его скорость приблизительно пропорциональна скорости точки 2. С другой стороны, скорость поршня приблизительно пропорциональна открытию окна в рубашке 3 золотником 4. Поэтому относительное смещение деталей и зо№ 88280 лотника приблизительно пропорционально скорости точки 2 и фактору, вызывающему перемещение сервомотора, т. е. представляет собой измеритель производной по времени, от перемещения ведущей точки.

Отличительным звеном систем, представленных на фиг. 2, 3 и 4, является дополнительный элемент, обеспечивающий воздействие на последующие звенья устройства, как дифференцируемый по изменению величины фактора, вызывающего перемещение сервомотора, так и диференциатора. Таким образом, перемещение последующих звеньев устройства при изменениях величины фактора, ведущего сервомогор, совершается быстрее, чем в обычных системах с многократным усилением. Последнее обстоятельство имеет весьма существенное значение, например, и повышении быстроты действия регулирования паровых турбин для снижения времени разгона ротора во избежание отключений по пару при аварийных сбросах электрической нагрузки.

На фиг. 2, 3 и 4 через Х обозначена координата последующего звена устройства, через 11 — фактор, вызывающий перемещение серводвигателя и подлежащий дифференцированию; — некоторая безразмерная координата поршня сервомотора: б — координата измерителя производной.

На фиг. 2 изображен серводвигатель дифференциатор с подвижной рубашкой золотника, жестко соединенной с поршнем сервомотора. Внутри рубашки находится тело золотника. Верхняя часть золотника служит для управления движением поршня 5, а нижняя — для управления движением последующего звена устройства поршня Х, нагруженного пру>Ниной. Для управ чeния поршнем Х слу?кит еще Один золотник, жестко соединенныи с поршнем или рубашкой. Открытие регулирующих окон в верхней и нижней частях рубашки золотника зависит от смешения золотника относительно рубашки, открытие же регулирующих окон золотника, жестко соединенного с рубашкой, зависит только от положсv.èÿ рубашки.

Таким образом, имеется три распределительных элемента: верхний (открытие которого зависит от 1 — ), управляющий поршнем 1, средний (открытие которого также зависит от 1 — 5), управляющий поршнем Х, и нижний (открытие которого зависит от 5), также управляющий поршнем Х.

Рассматриваемое устройство отличается от обычных наличием среднего распределительного элемента. Этот элемент и предназначен для

dn реализации воздействия производной (где t — время) на движение

dt поршня Х.

На фиг. 3 представлен случай, когда фактор, вызывающий перемещение серводвигателя, выра>кается в виде изменения некоторой силы.

При увеличении силы P золотник 5 смещается книзу, и рабочая жидкость поступает через него под поршень 1 н поднимает его.

Поршень 1 поднимается до тех пор, пока возрастающая сила пружины не вернет золотник в прежнее место (так называемое среднее, или нейтральное положение). При подъеме поршня 1 нижний его шток, выполненный в виде золотника, уменьшает сечение для подвода и увеличивает сечение для слива рабочей жидкости. Поэтому подъем поршня 1 вызывает подъем поршня Х. На движение поршня Х влияет еще слив рабочей жидкости через нижнюю часть золотника 5. Этот слив тем больше, чем больше смещен золотник 5, т. е. чем быстрее опускается поршень 1, (а он опускается тем быстрее, чем быстрее увеличивается сила P).

¹ 88280

На фиг. 4 представлен случай, когда фактор, вызывающий перемещение сервомотора, выражается изменением расхода жидкости или газа.

Задача схемы — сделать положение серводвигателя Х зависящим от некоторого расхода (объема, протекающего в единицу времени) жидкости (газа) и его первой производной по времени. Эта задача усложнена еще требованием, чтобы давление в потоке было постоянным (не зависело от Q) при всех стационарных режимах.

Для управления серводвигателем Х служит серводвигатель с 30лотником 6. С серводвигателем жестко связаны два золотника. Через верхний поступает переменная часть расхода Q (чем и обеспечивается постоянное стационарное давление в потоке), через нижний подводится напорная жидкость, служащая для управления серводвигателем Х.

Жидкость для управления серводвигателем разветвляется на два потока: один проходит через дроссель неизменного сечения и второй -— через дополнительные окна, имеюгциеся в золотнике 6. Эти дополнительФ ные окна и реализуют влияние — на движение серводвигателя Х, так

dt как смещения золотника 6 пропорциональны скорости серводвигателя r.

Из предыдущего следует, что для реализации импульса производной от некоторого фактора достаточно применить серводвигатель, ведомый этим фактором и включенный так, что на состояние последующего звена оказывает влияние перемещение серводвигателя.

Предмет изобретения

Устройство для регулирования или управления с применением опережающих воздействий от производнои по времени, например, для рсгулирования паровой, водяной или газовой турбины по скорости и ускорению, для регулирования давления пара или газа по давлению и быстроте изменения давления, для управления гидравлическим приводом режущего инструмента станка ПО положеншо и скорости копировального щупа, о т л и ч а ю щ е е с я применением гидравлического или пневматического серводвигателя с обратной связью, включенного таким ооразом, что перемещение поршня (мембраны, лопасти) серводвигателя и изменение фактора, вызывающего перемещение последнего, изменяют состояние последующего звена устройства, изменяя положение одного или нескольких распределительных органов, управляющих указанным звеном (золотников, сопел, струйных трубок, кранов, реостатов и т. и. !, или непосредственно. № 88280

Фиг.2

Ф г 3

Редактор Н. Копылова Техред А. А. Кудрявицкая Корректор О. Б. Тюрина

Поди. к печ. 24/VIII — 64 г. Формат бум, 70 108 1/i6 Объем 0,35 изд. л.

Зак. 1909/17 Тираж Цена 5 коп.

ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2