Читальный зал -->  Пневматические приборы низкого давления 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

ламинарным дросселем в множительной схеме. Так называемая обратная связь с криволинейной плоской пружиной служит для реализации нелинейностей. Она может быть введена во многих случаях в вычислительную схему для извлечения квадратного корня или возведения в степень. Регулирующее управляющее устройство в основном является не чем иным, как решающим усилителем.

Эти вносящие путаницу примеры технических реализаций можно продолжать и далее. Однако попытаемся освободиться от понятий и обозначений, связанных с техническими особенностями приборов, чтобы видеть вычислительную операцию, а не те технические средства, с помощью которых она выполняется.

Если известно, какие вычислительные операции должны выполняться, легко может быть собрано необходимое вычислительное устройство. Кроме того, довольно просто, исходя из решения одной специальной технической задачи, сделать вывод о другой и установить, что за неясным понятием часто скрывается только простая вычислительная операция, осуществление которой не представляет никаких трудностей.

/. Регулирование соотношения 1.1. Регулирование соотношения между двумя величинами

При регулировании соотношения между двумя величинами необходимо, чтобы одна величина находилась в определенной зависимости от другой. Заставим одну величину действовать на одно плечо рычага аптекарских весов, а другую -на другое плечо, причем последняя величина будет изменяться до тех пор, пока рычаг не придет в равновесие. Мы уже установили, что процесс взвешивания определяется равенством а = сЬ, где а и b - величины, действующие на плечи рычага. Речь идет об умножении, причем коэффициент с зависит от отношения обоих плеч. При равных плечах с = 1.

На фиг. 2.1,0 показано так называемое управляющее устройство струйного регулятора соотношения; отношение величин Xgj и устанавливается при помощи

движка соотношения. В данном случае речь идет о рычажной системе. Если она находится в равновесии (это имеет место в том случае, когда струйная трубка занимает среднее положение), выполняется равенство Agi-= сХе2, причем с устанавливается при помощи движка соотношения.

у (К исполнительному I механизму)

кГКисполиитель- мом)! механизму)

±

=txi=

Фиг. 2.1. Схема управляющего устройства регулятора соотношения со струйной трубкой (а) и пневматического вещающего усилителя для регулирования соотнощения (б).

Рычажную систему, изображенную на фиг. 2.1,о, не следует рекомендовать для регуляторов соотношения, что показывает сопоставление гидравлического регулятора соотношения, представленного на фиг. 2.1,6, с аналогичным пневматическим вычислительным звеном.

Оба показанных на фиг. 2.1 прибора могут быть описаны одинаковой математической формулой. Струйной трубке на фиг. 2.1,о соответствует переменный дроссель на фиг. 2.1,6. Движок соотношения (фиг. 2.1,о) заменен на регулируемый ламинарный дроссель (фиг. 2.1,6).

Поясним регулирование соотношения на простом практическом примере.

Установка, предназначенная для получения пара, нагревается углем; для каждой порции поступающего угля должно автоматически при помощи регулятора отмеряться пропорциональное количество воздуха. Число оборотов угольного питателя, измеряемое пневматическим датчиком и пропорциональное подаваемому коли-

честву угля, связано квадратичной зависимостью с измеряемым давлением. То есть

Pi = сп = cQl,

где Pi измеренное давление датчика числа оборотов; л -число оборотов угольного питателя; Qfe -количество подаваемого угля.

Фиг, 2,2. Общий вид гидравлического управляющего устройства (слева) и пневматического решающего усилителя (справа).

На одной чаше весов как бы будет находиться величина

Pi = cQ\,

а на другой -расход воздуха, измеряемый с помощью диафрагмы. Отсюда следует

Ql = cVIJ,

или после преобразования

где Ар -разность давлений на диафрагме, а 0-~ расход воздуха,

Обе сравниваемые величины, а именно расход угля и расход воздуха, находятся- в нелинейной зависимости от измеренных величин pi и Др. Однако сравниваются друг с другом не Qkn Ql, а величины, эквивалентные им, р1 и Др. Очевидно необходимо устранить нелинейные зависимости между Qk и pi и Qt и Ар, для этой цели вводят решающий усилитель, работающий в режиме прибора, служащего для извлечения квадратного корня из р1 и Ар, и, таким образом, получают линейные зависимости.

Однако алгебраическое равенство подобно весам, и если произвести одинаковые изменения с обеих сторон, то результат не изменится. Поэтому можно извлечь квадратный корень из обоих членов равенства.

Так как pi и Ар находятся в квадратичной зависимости с расходом угля и воздуха, то

Pl = CiAp2,

Ql = Фк-

Для настройки, соотношения расходов коэффициент соотношения Сг должен непрерывно изменяться в определенных пределах, чтобы получился оптимальный процесс горения.

Решение этой задачи регулирования так же просто, как и реализация необходимой вычислительной операции.

На фиг. 2.3 показана схема вычислительного звена для регулирования соотношения. Давления pi и Ар,

Давление питания 11>егулир1/ется)

К исполнительному механизму воздушного клапана

Ap-pacxoS воздуха р,-расход угля

Фиг. 2.3. Основная схема регулятора соотношения для регу-воздух

лироваиия соотношения уд при производстве пара (регулирование процесса горения).

пропорциональные расходу угля и воздуха, сравниваются между собой. При отклонении от равновесия регулятор перемещает воздушную заслонку до тех пор, пока не восстановится положение равновесия и вместе с ним установленное соотношение воздух - уголь. Коэффициент соотношения с может непрерывно изменяться в широких пределах с помощью обычного дросселя.

к исполнительному меха- низм у воздушного клапана

> Ар-расход воздуха

> рурасход угля

I Давление питания

Фиг. 2.4. Дополнительная вычислительная схема регулятора соотношения (фиг. 2.3).

Схема регулятора соотношения, показанного на фиг. 2.3, предполагает наличие преобразователя измеряемой величины для преобразования и передачи разности давлений. В этом случае в качестве преобразователя измеряемой величины может быть использован двухмембранный решающий усилитель, или, как его часто называют, датчик. Наконец, возможна схема, изображенная на фиг. 2.4, в которой преобразователь является излишним.

1.2. Регулирование соотношения между одной величиной и суммой из двух различных физических величин

Существует условие: нагрузка котла, обогреваемого углем и газом, может изменяться. Требуется, чтобы расход горючего вещества, т. е. расход угля и газа, изменялся пропорционально нагрузке. Нагрузка определяется

количеством пара, отобранного из общего паропровода. Регулирование осуществляется путем вмешательства в угольный питатель, так как все имеющееся в распоряжении количество газа сжигается.

Поступающая от датчика числа оборотов измеренная величина находится в квадратичной зависимости от расхода угля; давление в трубопроводе, подводящем газ, находится в квадратичной зависимости от расхода газа, и, наконец, давление в общем паропроводе, зависящее от нагрузки, находится в квадратичной зависимости от расхода пара.

Если сложить измеренные величины, соответствующие расходу угля и расходу газа, и затем приравнять расходу пара, то получим уравнение регулирования в следующей форме:

QD=cfik + c,Qa - (1)

где Qd - расход пара, являющийся мерой нагрузки, Qk - расход угля и Q - расход газа. Так как общий расход горючего вещества составляет Qb =Qk+Qc, то должно существовать равенство

QD = c{Qk + Qa)\

При данном расходе горючего вещества Qb требуемая величина Qd получается только тогда, когда регулятор работает согласно равенству (2), Структура уравнения (2) указывает на то-, каким образом следует решать задачу в техническом отношении.

Из каждой измеренной величины, соответствующей расходу угля и расходу газа, нужно извлечь квадратный корень и затем уже полученные результаты сложить, а сумму снова возвести в квадрат.

В этом случае будут необходимы только два решающих усилителя для извлечения квадратного корня и один для суммирования и соответственно для возведения в степень.

На фиг. 2.5 показана схема, выполненная с использованием пневматических вычислительных звеньев.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.