Устройство для регулирования расходаводы

Устройство для регулирования расходаводы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

()809081

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.05.79 (21) 2782658/18-24 . с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

G 05 D 7/00

Гееударстеенный комитет ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 10.03.81 (53) УДК 621.646 (088.8) t

Ф I

I (72) Автор изобретения

Ю. И. Сучков

1 з -1

1

Кубанский государственный проектный и научноисследовательский институт «Кубаньги (роводхоз»> и Трест «Югводмонтажавтоматика» (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

РАСХОДА ВОДЫ

Изобретение относится к автоматике, а именно к устройствам, обеспечивающим регулирование расхода воды, и может применяться, в частности, в гидротехнике.

Известен расходомер, содержащий V-o6разный дифференциальный датчик давления, следящую систему и счетно-решающее устройство, а также фотоэлектрический интегратор, связанный с гидрокомпенсатором следящей системы, на валу которого установлен тахогенератор, подключенный к входу функционального преобразователя, выход которого соединен через магнитный усилитель со входом счетчика электроэнергии.

Регулирование уровня воды обеспечивается механическим путем (вручную) поднятием затвора гидросооружения 11) .

Это устройство не обеспечивает автоматическое регулирование расхода воды и не обеспечивает достаточную точность поддержания уровня.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования расхода воды, содержащее датчики верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвиж2 ными контактами потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый блок масштабирования, первый блок умножения, второй компаратор, ключевой элемент, широтно-импульсный преобразователь и регулирующий блок связан со входом привода, соединенного с щ запорным элементом, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра положения запорного элемента, соединенным через усилитель со вторым входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которого

15 связан через третий компаратор со вторым входом ключевого элемента, а вход — через второй блок масштабирования с выходом второго функционального преобразователя, причем подвижные контакты потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы с подвижными контактами потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соот9081

50 зом. з 80 ветственно с первым и вторым входами четвертого компаратора (2).

Недостатком такого устройства является его ненадежность и неточность в работе, в связи с тем, ч о он подает ложные импульсы на увеличение расхода и затем на уменьшение расхода жидкости.

Кроме того, применение такого регулятора требует наличия водомерной приставки перед гидросооружением, которая создает дополнительные потери напора воды, что для равнинных оросительных систем ограничивает подачу воды в канал, так как перепады уровней иногда составляют 10—

20 см. Наличие водомерной приставки усложняет эксплуатацию гидросооружения, очистку от наносов, ремонт затвора.

1 ель изобретения — повышение точности устройства для регулирования расхода воды.

15 ю

Эо

Указанная цель достигается тем, что устройство для регулирования расхода воды, содержащее датчики верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый блок масштабирования, первый блок умножения, второй компаратор, ключевой элемент, широтно-импульсный преобразователь и регулирующий блок связан со входом привода, соединенного с запорным элементом, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра положения запорного элемента, соединенным через усилитель со вторым входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которого связан через третий компаратор со вторым входом ключевого элемента, а вход — через второй блок масштабирования с выходом второго функционального преобразователя, причем подвижные контакты потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы с подвижными контактами потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответственно с первым и вторым входами четвертого компаратора, содержит пятый компаратор, потенциометры точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель и третий редуктор, электромагнитное реле и вентильный элемент, а также последовательно соединенные источник опорного сигнала и шестой компаратор, второй вход и выход которого через замыкающий и размыкающий контакты электромагнитного реле связаны соответственно с выходом четвертого компаратора и входом второго функционального преобразователя, а обмотка электромагнитного реле

4 через вентильный элемент соединена с выходом пятого компаратора, входы которого подключены к подвижным контактам потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, причем ко вторым входам второго и третьего компараторов .подключены подвижные контакты потенциометров точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, связанные посредством третьего редуктора.

На чертеже изображена функциональная схема устройства для регулирования расхода воды.

Устройство для регулирования расхода воды содержит датчики 1, 2 верхнего и нижнего уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора 5, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь 6, первый блок 7 масштабирования, первый блок 8 умножения, второй компаратор 9, ключевой элемент 10, широтно-импульсный преобразователь 11 и регулирующий блок 12 связан со входом привода 13, соединенного с запорным элементом 14, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра 15 положения запорного элемента, соединенным через усилитель 16 со вторым входом первого блока 8 умножения и первым входом второго блока 17 умножения, выход которого связан через третий компаратор 18 со вторым входом ключевого элемента 10, а вход — через второй блок 19 масштабирования с выходом второго функционального преобразователя 20, причем подвижные контакты потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы 21, 22 с подвижными контактами потенциометров 23, 24 точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответственно с первым и вторым входами четвертого компаратора 25, а также пятый компаратор 26, потенциометры 27, 28 точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель 29 и третий редуктор

30, электромагнитное реле 31 и вентильный элемент 32, а также последовательно соединенные источник 33 опорного сигнала и шестой компаратор 34.

Устройство работает следующим обраСигналы с подвижных контактов потенциометров 3, 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды поступают на входы первого компаратора 5, на выходе которого появляется разностное напряжение, которое в первом функциональном преобразователе 6 преобразуется в сигнал, пропорциональный корню квадратному из суммы квадратов на5 809081 пряжений на подвижных контактах, потенциометров 3 и 4 грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды.

Для компенсации различия коэффициеттов передачи выходное напряжение первого функционального преобразователя 6 поступает на вход первого блока 7 масштабирования, выход которого подключен к одному из входов первого блока 8 умножения, другой вход которого подключен через усилитель 16 к подвижному контакту потенциометра 15 положения запорного элемента. 1о

Выходное напряжение первого блока 8 умножения соответствует величине расхода воды через гидросооружение (по каналу грубого измерения). Это напряжение воздействует на один из входов второго компаратора 9, на второй вход которого посту- 15 пает напряжение с подвижного контакта потенциометра 28 грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, управляемого с помощью задающего электродвигателя 29. го

Напряжения задания, поступаюших с в подвижных контактов потенциометров 28 г и 27 грубого и точного задания разности верхнего и нижнего уровней воды во втором н и третьем компараторах 9 и 18, сравнивают- н ся с выходными напряжениями первого и 25 второго блоков умножения 8 и 17. При этом, р если разница входных напряжений второго п и третьего компараторов 9 и 18 больше д

его порога срабатывания, то их выходные р сигналы поступают на входы ключевого эле- н мента 10. Сигнал управления с выхода вто- ЗО п рого компаратора 9, кроме того, поступает р на вход широтно-импульсного преобразова- п теля 11, который через регулирующий блок

12 соединен со входом привода 13, изменяю- п щим положение запорного элемента 14. Кро- м ме того, сигнал с выхода второго компара- н тора 9 запирает второй вход ключевого п элемента 10, не пропуская выходной сигнал н третьего компаратора 18 на вход широтноимпульсного преобразователя 11 до тех пор, ч пока поступает сигнал с выхода второго ком- 4о п паратора 9. п

Когда напряжение сигнала расхода воды (при грубом регулировании), поступающего со второго компаратора 9, будет равно напряжению задания потенциометра 28 грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, второй компаратор 9 прекратит подачу сигнала на широтно-импульсный преобразователь 11 и ключевой элемент 10, который подключает вход широтно-импульсный преобразователь 11 к выходу третьего компаратора 18. Напряжения с подвижных контактов потенциометров 23 и 24 грубого и точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды подается на соответствующие входы четвертого компаратора 25, на выходе которого появляется разностное напряжение.

Полученное напряжение поступает на вход второго функционального преобразователя

20, на выходе которого напряжение соответ6 ствует корню квадратному из суммы квадратов напряжений на входах четвертого компаратора 25. Далее, сигнал через второй блок 19 масштабирования поступает на один из входов второго блока 17 умножения, второй вход которого связан с подвижным контактом потенциометра 15 положения запорного элемента. Выходное напряжение второго блока 17 умножения соответствует значению расхода воды в режиме точного измерения.

Это напряжение подается на один из входов третьего компаратора 18. При отклонении этого напряжения от задания через ключевой элемент 10 поступает управляющий сигнал на вход широтно-импульсного преобразователя 11, который посредством регулирующего блока 12 управляет приводом 13 запорного элемента 14. В .процессе точного регулирования может быть случай, при котором напряжение с подвижного конакта потенциометра 23 точного отсчета верхнего уровня воды меньше напряжения с подижного контакта потенциометра 24 точноо отсчета нижнего уровня воды, который формально означает, что уровень воды в ижнем бьефе больше уровня воды в верхем бьефе, чего практически быть не может.

Однако при этом срабатывает пятый компаатор 26 и его выходное напряжение постуает через вентильный элемент 32 на вывоы обмотки электромагнитного реле 31, чеез замыкающий контакт которого выходое напряжение четвертого компаратора 25 оступает на один из входов шестого компаатора 34, на другой вход которого постуает напряжение источника ЗЗ опорного игнала, выходное напряжение которого одается через замыкающий контакт электроагнитного реле 31 на вход второго функциоального преобразователя 20. Дальнейшее рохождение сигнала соответствует приведеному выше описанию.

Применение изобретения позволяет знаительно повысить надежность и точность оддержания расхода воды через водовыускные гидросооружения, что позволит более экономно использовать воду, точно выдерживая график заказа независимо от колебания уровня воды в верхнем бъефе магистрального канала.

4> Изобретение позволит более полно использовать запас емкости магистрального канала, так как расход воды через водовыпуск будет постоянным в широком диапазоне колебания уровня в магистральном канале. Такая работа магистрального канала позволяет меньшее число раз включить и выключить насосные агрегаты головной насосной станции, что повысит надежность работы насосных агрегатов и сэкономит электроэнергию, потребляемую насосной станцией.

Формула изобретения

Устройство для регулирования расхода воды, содержащее датчики верхнего и ниж809081 него уровней воды, кинематически связанные с подвижными контактами потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды, которые подключены соответственно к первому и второму входам первого компаратора, выход которого через последовательно соединенные первый функциональный преобразователь, первый блок масштабирования, первый блок умножения, второй компаратор, ключевой элемент, широтно-импульсный преобразователь и регулирующий блок связан со входом привода, соединенного с запорным элементом, кинематически связанным с подвижным контактом потенциометра положения запорного элемента, соединенным через усилитель со вторым, входом первого блока умножения и первым входом второго блока умножения, выход которого связан через третий компаратор со вторым входом ключевого элемента, а вход — через второй блок масштабирования с выходом второго функционального преобразователя, причем подвижные контакты потенциометров грубого отсчета верхнего и нижнего уровней воды связаны через первый и второй редукторы с подвижными контактами потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, соединенных соответственно с первым и вторым входами четвертого компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит пятый компаратор, потенциометры точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, последовательно соединенные задающий электродвигатель и третий редуктор, электромагнитное реле и вентильный элемент, а также последовательно соединенные источник опорного сигнала и шестой компаратор, второй вход и выход которого через замыкающий и размыкающий контакты электромагнитного реле связаны соответственно с выходом четвертого компаратора и входом второго функционального преобразователя, а обмотка электромагнитного реле через вентильный элемент соединена с выходом пятого компаратора, входы которого подключены к подвижным контактам потенциометров точного отсчета верхнего и нижнего уровней воды, причем ко вторым входам второго и третьего компараторов подключены подвижные контакты потенциометров точного и грубого задания разности верхнего и нижнего уровней воды, связанные посредством третьего редуктора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 291100, кл. G 01 F 1/04, 06.0?.1966.

2. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗИ.2.399.008 ТУ, 1975, Ташкентский экспериментальный опытно-механический завод «Узглавводстрой» (прототип).

809081

73

79 д

hz

Составитель B. Козлов

Редактор А. Власенко Техред А. Бойкас Корректор Н. Степ

Заказ 1/54 Тираж 951 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4