Устройство для регулирования расхода кондиционированного воздуха в пассажирской кабине

Устройство для регулирования расхода кондиционированного воздуха в пассажирской кабине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU 1037217, g(sg G 05 0 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -.

t (1

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВЪГ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3421853/18-24 (22) 06.04.82 (46) 23.08.83. Бюл. 31 (72) Э.Э Ветчинкин, В.Л.Гудименко, В.И.Жульков и Н.А.Тюльпаков (53) 621.555.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке и 2762226/18-24, кл. 0 05 D 16/20, 1979.

2. Литипенко И.Н. и др. Эксплуатационная надежность высотного оборудования пассажирских самолетов. М., 1978, с.29 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РАСХОДА КОНДИЦИОНИРОВАННОГО ВОЗДУХА

В ПАССАЖИРСКОЙ КА6ИНЕ, содержащее первь1й и второй датчики и исполнительный элемент регулятора расхода воздуха в трубопроводе, включенные последовательно датчик и исполнительный орган регулятора температуры воздуха в трубопроводе, первый, второй, третий и четвертый инверторы, первый, второй, третий и четвертый элементы И и ИЛИ, причем первый выход первого датчика регулятора расхода воздуха в трубопроводе соединен с первыми входами первого и третьего элементов И и через первый инвертор - с первым входом четвертоro элемента И, второй выход первого датчика регулятора расхода воздуха в трубопроводе соединен с вторым входом четвертого элемента И и через второй инвер ор - с вторыми входами первого и третьего элементов

И, первый выход. второго датчика регулятора расхода воздуха в трубопрово" де связан с первым входом второго элемента И и через третий инверторс третьим входом четвертого элемента

И, второй выход второго датчика регулятора расхода воздуха в трубопроводе подключен через четвертый инвертор к третьему входу первого элемента И и к второму входу второго элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов И через элемент

ИЛИ соединены с первым входом исполни" тельного органа регулятора расхода воздуха в трубопроводе,о т л и ч а ю щ ее с я тем.что,с целью повышения точности устройства, оно содержит включенный между выходом датчика регулятора температуры воздуха в трубопроводе и третьим входом второго элемента И пятый инвертор, четвертый элемент И и второй элемент ИЛИ, выходом подключенный к второму входу исполнительного органа регулятора расхода воздуха в трубопроводе, а входами - к выходам четвертого и пятого элементов И, при ем первый вход пятого элемента И соединен с выходом первого инвертора, второй — с входом второго инвертора, третий — с выходом четвертого инвертора, а четвертый - с выходом датчика регулятора температуры воздуха в трубопроводе и четвертым входом третьего элемента И, третий вход которого подключен к выходу третьего инвертора.

10372 7

Изобретение относится к области автоматического регулирования.

Известно устройство для регулиро" вания параметров воздуха в системе кондиционирования воздуха пассажир- 5 ской кабины, например для регулирова" ния расхода воздуха, которое содержит установленные в трубопроводе клапан, датчик расхода с плюсовым и минусовым выходами, соответствующими повы- >0 шению и понижению расхода от номинального значения, и датчик скорости изменения давления с плюсовым и минусовым выходами, соответствующими повышению и понижению давления за 15 клапаном, а также линии связи с логическими элементами, обеспечивающими определенную зависимость между сигналами, поступающими на обмотки кла" пана, и сочетаниями сигналов датчи- 20 ков Г1.3 .

Недостатком этого устройства является то, что в нем не учитывается температура воздуха в системе кондиционирования.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для кондиционирования воздуха пассажирской кабины, содержащее по. следовательно установленные в трубо30 проводе регуляторы расхода и температуры, причем регулятор расхода включает в себя клапан с приводом с обмотками на закрытие и открытие клапана, а регулятор температуры - теплоЗ5 обменник, турбохолодильник, исполнительный механизм и датчик температуры с блоком управления, соединенный линией связи с исполнительным механизмом Г2 .

В указанной системе при работе регулятора расхода обеспечивается устойчивое регулирование расхода воздуха без автоколебаний и с небольшими забросами расхода.Это объясняется тем, 45 что при изменении давления на входе в систему и в переходных процессах изменению расхода соответствует такое же по знаку изменение давления за клапаном, и датчик скорости, являющийся 50 дифференциальным звеном, выдает сигнал, соответствующий знаку изменения расхода ° При одновременной же работе регуляторов расхода и температуры это соответствие нарушается. Например, 55 при перекладке исполнительного механизма регулятора температуры с увеличением гидравлического сопротивления давление перед регулятором температуры и за клапаном регулятора расхода растет, в то время как вследствие уменьшения перепада давлений на клапане расход уменьшается. При падении же давления за клапаном вследствие работы регулятора температуры расход в системе увеличивается, в то время как датчик скорости выдает сигнал, что расход уменьшается. Поэтому при одновременной работе регуляторов наблюдаются забросы расхода, s несколько раз превышающие допустимые пределы.

Цель изобретения - повь|шение точ1. ности устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования расхода кондиционированного воздуха в пассажирской кабине, содержащее первый и второй датчики и исполнительный элемент регулятора расхода воздуха в трубопроводе, включенные последовательно датчик и исполнительный орган регулятора температуры воздуха в трубопроводе, первый, второй, третий и ,четвертый инверторы, первый, второй, ! третий и четвертый элементы И и элемент ИЛИ, причем первый выход первого датчика регулятора расхода воздуха в трубопроводе соединен с первыми входами первого и третьего элементов И и через первый инвертор — с первым входом четвертого элемента И, второй выход первого датчика регулятора расхода воздуха в трубопроводе соединен с вторым входом четвертого элемента

И и через второй инвертор — с вторыми входами первого и третьего элементов И, первый выход второго датчика регулятора расхода воздуха в трубопроводе связан с первым входом второго элемента И и через третий инвертор - с третьим входом четвертого элемента И, второй выход второго датчика регулятора расхода воздуха в трубопроводе подключен через четвертый инвертор к третьему входу первого элемента И и к второму входу второго элемента И, выходы первого, второй и третьего элементов И через элемент

ИЛИ соединен с первым входом исполнительного органа регулятора расхода воздуха в трубопроводе, содержит включенный между выходом датчика регулятора температуры воздуха в трубопроводе и третьим входом второго элемента И пятый инвертор, четвертый we1 3 103721 мент И и второй элемент ИЛИ, выходом подключенный к второму входу исполнительного органа регулятора воздуха в трубопроводе, а входами - к выходам четвертого и пятого элементов И, причем первый вход пятого элемента И соединен с выходом первого инвертора, второй - с входом второго инвертора, третий - с выходом четвертого инвертора, а четвертый - с выходом датчика 1р регулятора температуры воздуха в трубопроводе и четвертым входом третьего элемента И, третий вход которого подключен к выходу третьего инвертора.

На чертеже приведена блок-схема устройства для регулирования расхода кондиционированного воздуха в пассажирской кабине. .Устройство состоит из регулятора 1 расхода и регулятора 2 температуры воздуха в трубопроводе 3. Регулятор

1 состоит из расположенных в трубопроводе исполнительного элемента 4, первого датчика 5 (расхода) и датчика второго 6 (скорости изменения давления).

Исполнительный 4 элемент содержит заслонку 7 и привод 8 с первым входом 9 и вторым входом 10, при подаче ! сигнала на которые клапан соответственно закрывается или открывается.

Датчик 5 имеет первый и второй выходы, сигнал на которых появляется при отклонении величины расхода в большую или меньшую сторону от номинального значения. Датчик 6 имеет первый и второй выходы, сигнал на которых появляется соответственно при повышении и понижении давления °

Регулятор 2 состоит из соединенных, трубопроводами теплообменника 11, исполнительного органа 12 и турбохолодильника 13, а также датчика температуры 14 и блока управления 15. На входе в регулятор 2 трубопровод 3 раз- 4 ветвляется на два трубопровода 16 и17, Трубопровод 16 проходит через теплообменник 11 и разветвляется на входе в исполнительный орган 12, который имеет два параллельные заслонки

18 и 19, причем выход заслонки 18

7 трубопроводом 20 соединен с трубопроводом 17 на выходе регулятора температуры.

Турбохолодильник 13 состоит из. установленных на общем валу турбины

21 и вентилятора 22, причем турбина соединена трубопроводом 23 с заслонкой 19 и трубопроводом 20, а вентилятор 22 установлен в трубопроводе 24, проходящем через теплообменник 11 и имеющем открытые в атмосферу вход 25 и выход 26. Датчик 14 установлен на выходе трубопровода и соединен через блок управления 15 с исполнительнвм органом 12.

Первый 27 выход датчика 5 соединен с первыми входами первого 28 и третьего 29 элементов И и через первый инвертор 30 - с первыми входами четвертого 31 и пятого 32 элементов

И. Второй 33 выход датчика 5 соединен ео вторыми входами четвертого 31 и пяпятого 32 элементов И и через второй инвертор 34 - с вторыми входами элементов И 28, 29. Первый 35 выход датчика 6 соединен с первым входом второго 36 элемента И и через третий инвертор 37 - с третьими входами элементов И 29, 31, Второй 38 выход датчика 6 подключен через четвертый инвертор 39 к третьим входам элементов И 28, 32, 36. Выход блока 15 через пятый инвертор 40 подключен к третьему входу элемента И 36 и непосредственно - к четвертым входам элементов И 29, 32. Выходы элементов

И 28, 29, 36. через первый 41 элемент

ИЛИ подключены к первому входу 9 исполнительного элемента 4. Выходы элементов И 31, 32 через второй элемент

ИЛИ 42 связаны со вторым 10 входом элемента 4 °

Выходные сигналы датчиков 5, 6 и блока 15 управления могут быть представлены как дискретные сигналы, принимающие значени 0 и 1, при этом сигналы У,..., У, поступающие на

11 В а 1 входы исполнительного элемента 4, также выражаются через 0 и 1, В таблице показано прохождение сигналов в устройстве.

1037217

Номер сочетания

Хз Х

Х1

Х, сигналов

0 0 0 0 0 0 0

ы 0

Ъ !

1 0 0

0 0 0 0

В 1 0 0 0 0 1 0

1 0 0

0 I 0 0 ъ 0

d 0

0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 0

:к 1 В 1 0 0

3 1 0 0 1 0 и 0 0 0 к 0 1 1 0 0

0 1 0 1 0 0 1 0 р 0 1 0 0 1 0 1 1 и 0 0 1 0 1 0 0 1 о 0 0 0 1 1 0 0 1 и 1 0 1 0 1 1 0 1 р 1 В 0 1 1 1 0 1 с 0 1 1 0 1 0 1 1 т 0 1 0 1 1 0 1

Далее воздуха поступает в регулятор 2, в котором разделяется на два потока в трубопроводах 16 и 17. Проходящий по трубопроводу 16 воздух предварительно охлаждается в теплообменнике 11 воздухом, прокачиваемым по трубопроводу 24, затем поступает в исполнительный орган 12, где разделяется на два потока, проходящие через заслонки 18 и 19. Воздух иэ заслонки 19 поступает по трубопроводу .23 8 турбину 21 турбохолодйльника 13, вращающую вентилятор 20, На вращение вентилятора и прокачивание

Устройство работает следующим образом.

На вход трубопровода 3 поступает под давлением горячий воздух. Со входа воздух поступает в регулятор .1, причем величина расхода измеряется

50 датчиком 5, а производная расхода по времени - датчиком 6. Сигналы с выходов датчиков после преобразования в элементах устройства поступают на входы 9 или 10 привода 8 клапана, за- 55 слонка 7 которого изменяет проходное сечение трубопровода 3 и регулирует расход воздуха в нем, 0 0 1

1 0 0

В 0 0

1 0 1

1 0 0

10372

7 по трубопроводу 24 окружающего воздуха затрачивается работа, поэтому воздух в турбине охлаждается. Затем он смешивается с воздухом в трубопроводе 20 и поступает на выход регу- 5 лятора, где смешивается с горячим воздухом в трубопроводе 17, Сигнал с выхода датчика 14 поступает в блок 15 который управляет работой исполнительного оргаНа l2. Последний регули- 1О рует соотношение горячего и охлажденного воздуха в трубопроводе и поддерживает требуемую температуру воздуха на выходе устройства.

В устройстве при различных сочетаниях сигналов, указанных я таблице, за исключением сочетаний н, р и с, регулирование расхода воздуха происходит в зависимости от сочетаний сигналов датчиков 5 и 6, сигналы блока юо

15 на работу регулятора расхода не влияют. При сочетаниях сигналов н, р, с при работе регулятора температуры блок l5 запирает сигнал датчика 6, на входы элемента 4 поступают сигналы, соответствующие сигнала датчика 5.

Например, при сочетании сигналов н при повышении давления за клапаном из-за работы исполнительного органа

12 расход воздуха вследствие умень- 30 шения перепада давлений на заслонке

17 8

7 имеет тенденцию к уменьшению, rto"" этому закрытие заслонки, ведущее к уменьшению расхода, привело бы к черезмерному уменьшению расхода. Поэтому сигналы на вход клапана в этом случае не поступают. °

При сочетании сигналов р падение давления за элементом 4 из-за . работы регулятора 2 температуры вызывает увеличение расхода, и отсутствие входного сигнала на элементе 4 также привело бы к забросу расхода, причем тем большему, чем больше время работы регулятора 2 температуры. Поэтому на вход 9 подается сигнал на закрытие, предотвращающий увеличение расхода.

При сочетании сигналов с повышение, давления за элементом 4 также из-за работы регулятора 2 температуры вызы-, вает уменьшение расхода, что регистрируется датчиком 5, при этом подается сигнал на вход 10 на открытие клапана и увеличение расхода.

Применение предлагаемого устройства регулирования расхода кондиционированного воздуха в пассажирской кабине позволяет в несколько раз снизить забросы расхода и. вследствие этого повысить качество регулирования параметров воздуха, тем самым улучшить условия в пассажирской кабине.

1037217

ВНИИПИ. Заказ 6008/48 Тираж 874 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4