Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11025
.pdf
устройство, предназначен для отображения значения температуры, к которой чувствителен термоэлемент 4.
При каждом изменении температуры на термопаре 4 мы вызываем угловое смещение ротора 8, прямо
пропорциональное изменению потенциала термопары, путем существенного обесточивания одной или другой
из обмоток возбуждения 6, 7 способом, который будет объяснен далее.
Кроме того, в зависимости от температуры, измеряемой термопарой 4, подключенной параллельно двигателю
5, мы используем двигатель 13 для позиционирования в нужном направлении и регулирующий клапан подачи
топлива 3. Двигатель 13 имеет обмотку возбуждения постоянного тока 14 и обмотку якоря ротора,
соединенную в цепь с источником переменного тока.
Вкратце, якорь 13 обычно неподвижен и не подвергается вращению ни в одном направлении под действием
равных противоположных моментов, совпадающих с полупериодами волны переменного тока; якорь обычно
подключен к цепи переменного тока. Вращение в одном или другом направлении осуществляется путем
снятия с якоря одного из противодействующих моментов, при этом приложение к якорю оставшегося момента,
представляющего собой пульсирующий постоянный ток в одном направлении, вызывает вращение в
желаемом направлении. Когда якорь i;:
Если при вращении якоря возникает импульс пульсирующего постоянного тока в заданном направлении, 90, и
требуется остановить вращение якоря, мы прикладываем к якорю вторую половину переменного тока, в
результате чего к якорю практически мгновенно прикладывается равный противодействующий момент плюс
95 противо-ЭДС, что приводит к практически мгновенной остановке его вращения, и после этого.
Якорь не приводится во вращение на 100 градусов ни в одном направлении до тех пор, пока не будет снята
одна из полуволновых сил пульсирующего постоянного тока.
Якорь 13 соединен на одном выводе непосредственно с источником переменного тока 15 через
токоограничивающий реактор 16 замкнутого типа, а на другом выводе последовательно с парой
термоэлектронных разрядных устройств 17, 18, соединенных параллельно друг другу, но последовательно
между источником питания 15 и якорем 13. Реактор 16 позволяет подавать на якорь 13 полноволновой
переменный ток без его перегорания.
В то время как устройства электронного разряда 17.
18 При каждом прохождении через якорь половины волны переменного тока, представляющей собой
пульсирующий постоянный ток и будучи параллельно соединенными в противоположных направлениях, когда
оба устройства проводят ток, к якорю подается полный волновой переменный ток. Настоящий вариант
осуществления нашего изобретения предусматривает управление [25] устройствами 17, 18, позволяющее
одному или обоим устройствам быть проводящими, благодаря чему двигатель 13 может вращаться в
желаемом направлении или не подвергаться принудительному вращению.
Следует отметить, что схема 417,204 устроена таким образом, что при изменении температуры на термопаре
4 в цепи термопары возникает электродвижущая сила незначительного значения, которую мы, с помощью
соответствующих средств, которые будут описаны ниже, можем усилить для управления вращением на
величину в направлении двигателей 5 и 1:3 одновременно и параллельно для индикации и регистрации
температуры O10 в печи, а также для управления клапаном подачи топлива 3, чтобы поддерживать
температуру практически постоянной.
В связи с термопарой 4 и двигателями 5, 13 мы используем единый гальванометр и щуп, с помощью которых
периодически определяем, по отклонению стрелки гальванометра от нейтрального положения, изменение
величины температуры печи. Обнаружив, что стрелка отклонилась в одном или другом направлении от
нейтрального положения, мы приводим ротор 8 или ротор 138 в положение для индикации и регистрации
новой температуры, а также, через клапан 3, регулирующий подачу топлива в печь, стремимся вернуть
температуру к заданному значению.
В схеме термопары 4 мы используем хорошо известный метод нулевого баланса или метод обнуления. В
соответствии с этим методом потенциал, создаваемый термопарой, уравновешивается падением потенциала
на участке потенциометра с подвижной проволокой или резистора известной длины и величины на единицу
длины.
При изменении потенциала, создаваемого термопарой, гальванометр в цепи показывает своим колебанием
стрелки отклонение от равновесия и косвенно влияет на движение ползункового потенциометра, в результате
чего достигается нулевое равновесие или потенциал. Физическое положение точки контакта ползункового
потенциометра может быть дополнительно использовано в качестве индикатора температуры, эквивалентной
потенциалу на термопаре.
В целом, именно такую систему мы используем. Постоянное падение потенциала на сопротивлении
потенциометра с ползунковым проводом поддерживается с помощью соответствующего источника тока, и
очевидно, что величина или длина сопротивления, необходимая для уравновешивания потенциала,
создаваемого термопарой, будет пропорциональна этому потенциалу и может быть использована путем
соответствующей калибровки для определения его величины и, соответственно, величины температуры, к
которой чувствительна термопара. На рис. 1 представлена схема потенциометра, в основном состоящая из
батареи источника тока 19, соединенной последовательно с ползунковым потенциометром 20. Гальванометр,
обозначенный динамически как -21, соединен последовательно с термопарой 4, и вместе они охватывают ту
часть цепи потенциометра, которая находится между контактным плечом 20A и переменным сопротивлением
22, которое будет описано позже. Контактный рычаг 20A монета-7 представляет собой продолжение
индикаторного рычага 9, изолированное от него и приспособленное для фрикционного зацепления вдоль
направляющей с сопротивлением 20 при угловом положении ротора S. Когда разница в 75.
Если потенциал, возникающий в той части цепи потенциометра между рычагом 20A и переменным
сопротивлением 22, равен потенциалу, создаваемому термопарой 4, стрелка гайванометра 23 останется
неподвижной посередине между двумя подвижными контактами 24 и 25, как показано на рисунке.
При изменении температуры внутри печи, что приводит к соответствующему увеличению или уменьшению
потенциала 85.
При возникновении разницы температур, создаваемой термопарой 4, стрелка гальванометра 23 будет
отклоняться либо вправо, либо влево на чертеже на величину, существенно пропорциональную изменению
температуры. 90 При таком отклонении стрелки гальванометра будет периодически происходить зацепление
стрелки гальванометра с контактом 24 или контактом 25, в результате чего вращение ротора 8 и
одновременно ротора 13 будет осуществляться в нужном направлении для перемещения индикатора 9 для
считывания новой температуры и позиционирования клапана подачи топлива 3 для изменения подачи 100.
топлива и перемещать контактный рычаг 20A вдоль скользящего проволочного резистора 20 до тех пор, пока
разность потенциалов в этой части цепи потенциометра между контактным рычагом 20A и переменным
резистором 22 снова не станет равной разности потенциалов, создаваемой термопарой. Очевидно, что
величина перемещения рычага 20A будет пропорциональна изменению температуры внутри печи 110, и,
соответственно, точное отображение новой температуры будет осуществляться на графике 11 относительно
индекса 10 посредством перемещения индикаторного маркера 9. Одновременно с этим подача топлива Jt5 в
печь будет изменена на величину, в направлении которой будет скорректирован нагрев печи таким образом,
чтобы температура на термопаре 4 вернулась к заданному желаемому значению f12.
На рисунке схематически показан механизм, посредством которого мы можем периодически преобразовывать
механическое проявление 125 стрелки гальванометра — изменения потенциала, генерируемого
подключенной к ней термопарой, — в электрическое проявление постоянной величины, которое
продолжается в течение приращения времени 130 417,204, пропорционального механическому проявлению
стрелки гальванометра. Данный механизм щупа описан, проиллюстрирован и конкретно заявлен в нашей
параллельно рассматриваемой заявке 11,092133 (серийный номер 417,203). Полученное таким образом
электрическое излучение мы затем используем для управления включением двигателей 5 и 13.
Обращаясь к схематическому изображению на рис. 1, элементы, изображенные в виде ножничных стержней
26 и 27, оба шарнирно закрепленные в точке 28, периодически перемещаются навстречу друг другу и от себя
под действием аналогичных, но расположенных в противоположных направлениях кулачков 29, 30, жестко
прикрепленных к валу 31, вращающемуся с постоянной скоростью непрерывно работающим двигателем 32.
На нижних концах ножничных направляющих 26 и 27 расположены ролики, один из которых скользит по
поверхности кулачка 29, а другой — по поверхности кулачка 30; кроме того, ножничные направляющие имеют
контакты 24 и 25, изолированные от них и друг от друга.
Гальванометр 21, как показано на рисунке, имеет подвесную конструкцию и установлен относительно
постоянного магнита известным образом. В норме стрелка 23 гальванометра может свободно отклоняться в
соответствии с разностью потенциалов, создаваемой источником, к которому подключен гальванометр, и той
частью цепи потенциометра, которая охватывается этим источником.
Однако периодически игла 23 зажимается между неподвижной частью 33 и подвижным стержнем 34, который
совершает возвратно-поступательное движение с помощью постоянно вращающегося кулачка 35,
закрепленного на валу 31. Таким образом, периодически при каждом обороте кулачка 35 игла 23 будет слегка
зажиматься между неподвижным элементом 33 и подвижным возвратно-поступательным стержнем 34, и в
течение части каждого оборота кулачка 35.
Сразу после того, как игла 23 будет зафиксирована таким образом, положение кулачков 29 относительно
кулачка 35 таково, что рычаги ножниц 26, 27 перемещаются навстречу друг другу. Когда, как показано на
рисунке, стрелка гальванометра 23 находится в среднем положении, указывая на баланс между двумя
потенциалами, рычаги 26.27 будут следовать по всей периферии кулачков 29, и ни контакты 24, ни контакты
25 не будут зацепляться со стрелкой 23. Однако, если стрелка отклоняется под действием гальванометра 21
вправо или влево, то прилегающий рычаг ножниц будет следовать по периметру соответствующего кулачка
до тех пор, пока контакт, осуществляемый рычагом ножниц, не достигнет стрелки. Дальнейшее движение
этого рычага ножниц в сторону другого будет предотвращено стрелкой гальванометра, и контакт останется в
зацеплении со стрелкой до тех пор, пока рычаг ножниц снова не будет захвачен соответствующим контактом и
перемещен. В заранее определенной точке на пути перемещения рычагов ножниц наружу, стрелка
гальванометра 7 освободится от зажимного зацепления и сможет свободно отклоняться либо в сторону, либо
возвращаться в заранее определенное нейтральное положение, пока снова не будет зафиксирована, когда
рычаги ножниц будут двигаться навстречу друг другу на следующем цикле вращения кулачка. Очевидно, что
благодаря правильной форме кулачков 29, 30, время контакта рычагов ножниц со стрелкой 23 может быть
прямо пропорционально величине отклонения стрелки от среднего положения, которая, в свою очередь,
пропорциональна разности противодействующих потенциалов.
При желании один из 85 кулачков, например 29, может быть выполнен другой формы, чем другой кулачок,
например 30, благодаря чему длительность контакта для заданного отклонения стрелки гальванометра в
одном направлении может отличаться от длительности контакта для того же количества.
отклонение стрелки гальванометра в противоположном направлении. Также очевидно, что кулачки 29, 30
могут быть изготовлены любой желаемой формы, так что длина зацепления 95 между контактами,
установленными на рычагах ножниц и стрелке гальванометра, будет иметь любое желаемое функциональное
соотношение с величиной отклонения от нейтрального или среднего положения стрелки гальванометра.
Мы используем описанный выше прибор для измерения и измерения электрического тока, который имеет
определенную связь с отклонением стрелки гальванометра 105 от нейтрального положения, а также для
управления работой двигателей 5 и 13.
Промежуточное звено между устройством измерения и упомянутыми двигателями, управляемое небольшой
электрической силой, возникающей в результате контакта стрелки гальванометра 23 либо с контактом 24,
либо с контактом 23, мы nierp.
Устройства электронно-разрядной обработки или термоэлектронные лампы 17, lS для управления усиленным
сигналом 115:
или существенно большей электрической силы, которая должна быть непосредственно приложена к
упомянутым двигателям. В нашей параллельно рассматриваемой заявке № 120 описаны и заявлены
некоторые особенности схемы управления двигателем, включая устройства электронного разряда.
11,092133 (Серийный номер 417203). Теперь мы подробно объясним принцип работы этого устройства, чтобы
оно было понятно в контексте настоящего заявления № 25, хотя следует понимать, что данное устройство
более подробно описано в вышеупомянутом параллельно рассматриваемом заявлении.
Стрелка гальванометра 23 имеет обозначение con417,204.
подключен непосредственно к одной стороне источника переменного тока 15 через соответствующий
резистор.36. Разрядные устройства 17, 18 снабжены анодами 37, 38, сетками 39, 40 и катодами 41, 42
соответственно. Источником тока для нагрева катодов 41, 42 служат вторичные обмотки трансформаторов 43,
44, подключенные параллельно источнику переменного тока 15. Устройства 17 и 18, как уже упоминалось,
соединены параллельно друг другу в противоположных направлениях:
То есть анод 37 соединен с катодом 4, а анод 38 соединен с катодом 41.
Сетки 39 и 40 соединены между собой и поддерживаются в нормальном потенциальном соотношении
относительно катодов 41 и 42 с соответствующими импедансными устройствами, показанными здесь в виде
резисторов 36 и 45. Потенциальная связь, поддерживаемая резисторами 36, 45, такова, что в течение
половины цикла переменного тока устройство 17 будет пропускать ток через свою выходную цепь, а в течение
второй половины цикла переменного тока устройство 18 будет пропускать ток в противоположном
направлении через свою выходную цепь. Таким образом, обычно переменный ток будет подаваться на якорь
18, который подключен последовательно к источнику питания с параллельно соединенными устройствами 17,
18.
Если одно из устройств 17, IS не проводит ток, то на якорь 18 будет подаваться постоянный ток в одном
направлении, который будет вращаться в заданном направлении. Управление устройствами 17, 18,
определяющее, проводят ли они ток по отдельности, осуществляется посредством управления
потенциальным соотношением между сеткой и катодом соответствующего устройства, и такое потенциальное
соотношение между сетками 39, 40 и соответствующими катодами 41, 42 определяется резисторами 36. 45.
Если напряжение на сетке достаточно отрицательно по отношению к соответствующему катоду, то ток от
анода к катоду протекать не будет.
В течение приращения вращения кулачков 29, 30, когда стрелка гальванометра 23 находится в зацеплении
либо с контактом 2-4, либо с контактом 25, нормальное потенциальное соотношение между сеткой и анодом
каждого термоэлектронного устройства изменяется таким образом, что в течение этого приращения времени
одно из разрядных устройств будет непроводящим, в зависимости от того, находится ли стрелка в зацеплении
с контактами 24 или 25. Это достигается путем соединения стрелки гальванометра с сетками 39, 40, контакта
24 с катодом 42 и контакта с катодом 41. Вследствие относительно высоких значений сопротивлений 36, 45,
когда стрелка гальванометра находится в контакте 24, на сетки 39, 40 будет воздействовать потенциал, по
существу равный потенциалу катода 42, что сделает разрядное устройство 18 непроводящим в течение той
части цикла переменного тока, в которой оно обычно проводило ток ранее. Однако разрядное устройство 17
будет оставаться проводящим на протяжении половины цикла переменного тока, поскольку потенциал сетки
39 будет положительным относительно катода 41, когда анод 37 будет положительным.
Когда стрелка гальванометра находится в зацеплении с контактом 25, происходит аналогичное действие, при
котором разрядное устройство 17 будет непроводящим на протяжении всего цикла переменного тока.
Как уже объяснялось ранее и более подробно в нашей параллельно рассматриваемой заявке № 11092/33
(серийный номер 4172083), когда одно из устройств 17 или 18 не проводит ток, однонаправленный или
пульсирующий постоянный ток от проводящего устройства 90 будет подаваться на ротор 13, в результате
чего ротор будет вращаться в заданном направлении для управления клапаном подачи топлива 3. Такое
вращение будет продолжаться до тех пор, пока одно из устройств 17, 18, 95 остается непроводящим. Однако
вращение практически мгновенно прекратится, как только оба устройства 17, 18 станут проводящими, каждое
на полпериода волны переменного тока. Поскольку устройства 17 и 18 соединены параллельно и
последовательно с якорем 13 в противоположных направлениях, к якорю 13 подается однонаправленный
пульсирующий постоянный ток от одного из устройств в направлении, вызывающем вращение в одном
направлении, и от другого устройства в направлении, вызывающем вращение в противоположном
направлении.
Когда оба устройства проводят ток.
На якорь 13 наложен полноволновой переменный ток, и равные противоположные моменты сил стремятся
компенсировать друг друга.
без стремления к вращению якоря.
Особенность изобретения заключается в том, что одновременно с управлением двигателем 13 мы
предусмотрели управление двигателем 5, благодаря которому пульсирующий постоянный ток, проходящий
через выходные цепи разрядных устройств 17-18, эффективно управляет работой самозапускающегося
реверсивного двигателя переменного тока 5. Последовательно с анодами 37 и 83 соединены насыщающие
катушки 46 и 47 реакторов с насыщаемой катушкой, соответствующие катушки 48 и 49 которых,
соответственно, соединены последовательно с 125 противоположными полями 6 и 7 двигателя 5,
подключенными к источнику питания 15.
Когда: термоэлектронные разрядные устройства 17, 18 проводят ток. i30 тогда, в силу хорошо известных
характеристик, обычно находится под напряжением. В то время как поле 6 тиков реакторов с насыщаемым
сердечником, iur- будет существенно обесточен из-за относительно высокого импеданса обмоток 48, 49,
достаточно низкой величины, чтобы позволить обмотке 48 реактора с насыщаемым сердечником нормальное
и равное напряжение связанного с ней элемента. Вращение двигателя 5 70 полей 6, 7, в результате которого
ротор вызовет перемещение контактного рычага 20А.
8 не будет принуждаться к вращению. Вдоль сопротивления проволоки скользящего элемента 20 до
уменьшения. Однако, когда либо уменьшается потенциал, приложенный к гальванометру 17, либо устройство
18 становится неработоспособным из-за тока в потенциометре, как объяснялось ранее, тогда измерительный
прибор будет соответствовать импедансу насыщаемой катушки, измеренному термопарой. Когда обмотка
насыщения гальванометра соединена последовательно с анодом разрядного устройства 20A, эти потенциалы
снова уравновешиваются, и стрелка гальванометра 2:3 будет находиться в нейтральном положении, что
практически обесточит обмотку двигателя, соединенного последовательно с ней. При дальнейшем
зацеплении стрелки гальванометра с ней не будет никакого повышения напряжения. Этот дисбаланс и
контакт 24 до тех пор, пока не произойдет дальнейшее возбуждение полей 6, 7, приведет к уменьшению
потенциала термопары.
Вращение ротора 8 в заданном направлении движения индикаторной печи и соответствующее увеличение
сопротивления 85-го рычага 9 и контактного рычага скользящей проволоки, а также потенциала термопары,
приведет к смещению стрелки гальванометра из ее среднего положения относительно контакта 25. Как
показано на рисунке, при изменении потенциала термопары на величину, пропорциональную изменению
потенциала цепи потенциометра, стрелка будет находиться в нейтральном или среднем положении и будет
зацепляться с контактом 3 в течение 90 секунд. При любом повышении температуры стрелка гальванометра
будет смещаться из своего нейтрального или среднего положения. Терапевтическое размещение. В
результате работы устройств ионного разряда 17 18 двигатель 13 будет пропускать попеременные полуволны
переменного тока в противоположном направлении от заданного цикла (генерируя волну тока в течение
описанного цикла), при этом регулирующий клапан 3 будет установлен для уменьшения температуры печи, а
ротор 8 не будет принуждаться к вращению и останется неподвижным.
Пульсирующий прямой ток повышал температуру. Аналогично, будет ли напряжение в выходной цепи
контактного плеча 20А устройства двигаться в противоположном направлении? 10 I7, 18 будет иметь
достаточную величину, чтобы вдоль сопротивления скользящего провода поддерживать импеданс
насыщаемого 20.
Катушечные реакторы 48. 49 при достаточно низкой точности потенциометра могут иметь такое значение, что
поля 6, 7 двигателя могут существенно влиять на работу двигателя, вызывая скрежет в нем.
40.5 В нормальных условиях будет находиться под напряжением, в результате чего падение потенциала на
проводнике скольжения будет препятствовать уравновешиванию противоположных сил, так что...
Желательно, чтобы периодическая армирующая схема 8 не требовала вращения. Стандартизируйте или
сравните потенциал. При понижении температуры, например, при падении сопротивления скользящей
проволоки внутри печи, стрелка гальванометра 23 будет смещена относительно своего потенциала
известного значения. В этом случае, при среднем положении, величина, пропорциональная изменению
потенциала термопары, обеспечивается постоянно вращающимся кулачком 50, приводимым в движение с
надлежащей скоростью через зубчатую передачу 51 от вала 31. Цикл вращения вала 31 может быть таким,
что цепь 50 совершает, пропорционально величине перемещения, скажем, один оборот за три или четыре
часа.
Контакт 24 будет взаимодействовать с иглой 23 или с любой желаемой скоростью.
и на сетке будет нанесено оттиск. При взаимодействии с поверхностью кулачка 50 потенциал, по существу
косвенный одному концу переключающей планки 52, вращается потенциал катода 42, благодаря чему
устройство 18, к которому прикреплены контактные пальцы 53, станет непроводящим. 54 и 55, каждый из
которых вращается отдельно. В течение промежутка времени, относительно переключающей планки 52, когда
игла находится в зацеплении с контактом 24 для каждого цикла, пульсирующий постоянный ток будет
вызывать вертикальное возвратно-поступательное движение на один оборот якоря на конце каждого из
контактных пальцев.
60n o eaho'1 otatfnes25 двигатель 13, осуществляющий вращение в направлении, дополнительно
поддерживаемом переключающей планкой 52, предназначен для повышения температуры в термо-жестком
рычаге 56. Такое возвратно-поступательное движение приведет к тому, что конец каждого контактного пальца
будет вращаться от одного контакта к другому, так что 6d5 будет иметь тот же шаг, что и поле 7, при этом
некоторые цепи будут замкнуты.
417,204 417,204 «1 цепь замыкается, а через равные промежутки времени замыкаются и другие цепи».
На рис. 1 показана планка переключателя 52 в самом нижнем положении, где контактный палец 53 соединяет
катушку 49 с обмоткой возбуждения двигателя 7, контакт 54 соединяет катушку 48 с обмоткой возбуждения
двигателя 6, а контактный палец 55 соединяет гальванометр 21 с термопарой 4. В показанном положении
контактный палец 56 не замыкает никакую цепь.
При повороте кулачка 50 в положение на 180 градусов относительно показанного на иллюстрации, указанные
цепи размыкаются; контактный палец 53 соединяет катушку 49 с полем 57 двигателя переменного тока 58;
контактный рычаг 54 соединяет катушку 48 с полем 59 двигателя 58; контактный палец 55 соединяет
гальванометр с соответствующим резистором 60 и стандартным элементом 61; а контактный рычаг 56
замыкает накоротко якорь 13, чтобы электрически зафиксировать гальванометр в нужном положении и
предотвратить перемещение клапана 3 во время операции стандартизации.
Затем потенциал между точками соединения 62 и 10А подается на гальванометр в противовес потенциалу
стандартного элемента 61. Если эти потенциалы имеют неравную величину, что указывает на отсутствие
необходимого тока в цепи потенциометра, стрелка гальванометра сместится из среднего положения в одном
или другом направлении в зависимости от преобладающего потенциала. В таком случае стрелка
гальванометра зацепится либо за контакт 24, либо за контакт 26 периодической диаграммы! для интервалов
времени, пропорциональных величине смещения плитки. В ходе такого взаимодействия двигатель 5S будет
приводиться в действие для перемещения контактного рычага 63 вдоль резистора 22 с целью изменения тока
в цепи потенциометра до тех пор, пока между соединениями 62 не возникнет заданная разность потенциалов.
10А, когда противоположные потенциалы, приложенные к стрелке гальванометра, будут равны по величине.
Благодаря правильному выбору шестерен 51 и кулачка 50, переключающие элементы 53, 54, 55, 56 могут
зацеплять контакты, расположенные в верхней части чертежа, для стандартизации, при любом желаемом
количестве колебаний ножничных рычагов 26, 27, прежде чем снова зацепить контакты, расположенные в
нижней части чертежа, для нормальной работы.
Как известно, потенциал, развиваемый термопарой, зависит не только от температуры, которой подвергается
горячий спай, и от температуры, которую необходимо измерить, но и от температуры холодного спая. Для того
чтобы потенциал термопары, приложенный к гальванометру 6t5 в противовес потенциалу, создаваемому
током в цепи потенциометра, был пропорционален только изменениям температуры вокруг горячего спая.
Необходимо компенсировать потенциал термопары с учетом изменений температуры холодного
70-градусного перехода. В нашем усовершенствованном устройстве мы используем токопроводящую
жидкость, такую как ртуть, для шунтирования сопротивления в цепи потенциометра, пропорционального
изменению температуры холодного спая относительно эталонной или калибровочной температуры.
В цепь потенциометра между контактом 10А и контактом скользящего провода сопротивления 20 подключен
провод сопротивления 63А 80, проходящий через ртутный термометр 64. Обычно мы предпочитаем
использовать резистивную проволоку 63A из манганина или другую аналогичную резистивную проволоку с
пренебрежимо малым температурным коэффициентом. Как известно, при повышении температуры ртуть
внутри термометра поднимается на величину, пропорциональную повышению температуры, погружая в себя
большую часть проволоки 63А. Из-за относительно большей площади поперечного сечения ртути
сопротивление в этой части цепи, состоящей из ртути и погруженной проволоки, можно считать пренебрежимо
малым. Таким образом, очевидно, что линейное расширение ртути на 95°, вызванное колебаниями
температуры, приведет к изменению сопротивления цепи потенциометра, которое при надлежащей
калибровке может точно компенсировать изменения потенциала, создаваемого термопарой из-за колебаний
температуры холодного спая.
Резистивная проволока 683A предпочтительно размещается в цепи потенциометра, как показано на рисунке,
между L[ соединением 10A и сопротивлением ползункового провода 20, поскольку изменения падения
потенциала, необходимые для компенсации изменений температуры окружающей среды, могут быть
настолько незначительными, что не окажут существенного влияния на падение потенциала через
сопротивление ползункового провода 20.
В целом, на рис. 1 показан позиционный тип управления; то есть, для каждой температуры 115 на термопаре 4
существует определенное положение открытия клапана 3. При таком способе управления диапазон
регулирования, а именно, изменение температуры во всем диапазоне положения клапана 120, может быть
уменьшен до тех пор, пока внутри печи не будет поддерживаться практически равномерная температура.
Далее мы иллюстрируем и описываем в связи с рис. 1 одновременное периодическое использование
эффекта, представляющего собой температуру, для регулирования величины температуры и для контроля
температуры, причем периодичность соответствует временному циклу вращения кулачков 29; 30, 35.
На рис. 2 в целом показана аналогичная печь с пирометром 4, чувствительным к температуре внутри, и с
регулирующим клапаном 3 для подачи топлива, который может быть установлен для регулирования подачи
топлива в печь. Однако здесь мы демонстрируем не одновременную запись и управление, а попеременное
переключение, при котором механизм переключения tO периодически активируется, чтобы термопара 4
работала сначала для записи, затем для управления и так далее, попеременно. Кроме того, согласно рис. 2,
мы предлагаем так называемый плавающий регулятор i5, который стремится всегда поддерживать
постоянную заданную температуру внутри печи. Схема разработана таким образом, что мы можем вручную
регулировать или изменять значение поддерживаемой температуры.
Детали, изображенные на рис. 2, такие как печь, двигатель 13, узел регистрации и индикации и механизм
датчика, которые идентичны аналогичным деталям на рис. 1, мы обозначаем одинаковыми позиционными
номерами.
Для периодического переключения режима работы термопары 4 между режимами записи и управления мы
замедляем вращающийся кулачок 65, приводимый в движение через шестерню 66 от вала 31 механизма
щупа, чтобы периодически совершать возвратно-поступательное движение переключающей планки 67. К
переключающей планке шарнирно закреплены контактные рычаги 08, 69, 70 и 71, каждый из которых
неподвижно закреплен на одном конце таким образом, что при возвратно-поступательном движении
переключающей планки 67 свободный конец каждого из контактных рычагов перемещается от нижнего
показанного клеммного разъема к верхнему показанному клеммному разъему.
минал. Как показано на рис. 2, переключатель 67 находится в самом нижнем положении, благодаря чему
замыкаются соответствующие цепи, обеспечивающие эффективную работу пирометра 4] через щуповой
механизм для регистрации температуры печи.
Когда кулачок 65 перемещается в положение, при котором рычаг переключателя 67 находится в своем
верхнем положении возвратно-поступательного движения, цепи замыкаются, и термопара 4 из телячьей ткани
через щуповой механизм становится эффективной для управления клапаном 3.
Для приведения в действие двигателя 5, отвечающего за измерение температуры, мы используем
термоэлектронные разрядные устройства 72, 73, в которых мы контролируем соотношение потенциалов
между сеткой и катодом.
виброгаситель для устройства, проводящего или непроводящего ток, тем самым изменяя импеданс
первичной обмотки соответствующего трансформатора 74 или 75, что приводит к существенному
обесточиванию либо обмотки возбуждения.
6 или поле 7, в котором неравные противоположные моменты сил, действующие на ротор g, позволяют ротору
вращаться в желаемом направлении. Мы подробно объяснили понятие tEfs относительно рис. 1, а также
дополнительно разъяснили, проиллюстрировали и описали особенности этого типа контроля в нашей
параллельно рассматриваемой заявке № 11092/33, серийный номер.
417,203) Ранее упомянутый. 70 В течение чередующихся периодов времени, когда кулачок 65 перемещает
рычаг переключателя 67 в верхнее положение, при котором термопара 4 эффективно работает через
щуповой механизм для позиционирования клапана 3 7i5, мы используем в таком управлении
термоэлектронные разрядные устройства 76, 77. Управление этими устройствами осуществляется путем
изменения потенциального соотношения между соответствующей сеткой и катодом для того, чтобы сделать
устройство проводящим или непроводящим, как было объяснено ранее. Устройства соединены параллельно
друг другу в противоположных направлениях и последовательно с якорем 13 для подачи на якорь 13
переменного тока полной волны, когда оба устройства проводят ток, или пульсирующего постоянного тока в
желаемом направлении, когда проводит ток только одно из устройств, а также для обеспечения вращения
якоря 13 в заданном направлении.
Как уже было описано, схема на рис. 2 аналогична схеме на рис. 1, за исключением того, что мы попеременно
используем одну пару устройств термоэлектронного разряда для этих 95 средств записи, а затем
попеременно используем вторую пару устройств разряда в связи со средствами управления. В данном
документе не показана схема периодической стандартизации цепи потенциометра, как на рис. 00 1, поэтому
следует понимать, что ее можно легко добавить к схеме на рис. 2, как это будет наглядно показано.
Конструкция, показанная на рис. 1, и описанная выше на рис. 2 такова, что при снижении температуры внутри
печи относительно предыдущей температуры возникает дисбаланс потенциалов в цепи термопары, после
чего механизм датчика и усилительные средства приводят к перемещению вдоль контактного рычага из
проволоки для восстановления баланса потенциалов. Новое положение контактного рычага из проволоки
после достижения баланса потенциалов является показателем температуры, и одновременно может
осуществляться перемещение в нужном направлении для контроля температуры и ее возвращения к
заданному значению 120, или же управление может осуществляться попеременно и периодически в
зависимости от показаний. Таким образом, все изменения в показаниях или управлении осуществляются в
ответ на отклонение температуры от предыдущей. В схеме 125 на рис. 2 мы дополнительно активируем
управление в ответ на отклонение температуры относительно заданной температуры, желательно равной
130. Для этого мы подключаем в цепь дополнительные скользящие проволочные резисторы 78 и 79,
пропорциональные их эффективному значению в цепи в соответствии с величиной отклонения температуры
от заданного стандарта, и, таким образом, введя в цепь смещение или дисбаланс потенциала,
представляющий величину отклонения от заданной температуры, мы не позволяем потенциалу цепи 75
уравновеситься до тех пор, пока этот дисбаланс смещения не будет устранен и температура не вернется к
стандартной или желаемой температуре.
Таким образом, будет видно, что дисбаланс 80 потенциала после отклонения температуры возникает между
потенциалом термопары, возникающим в результате отклонения на 2 °F, а также потенциальным смещением
сопротивлений 78, 79 при отклонении на 6 °F 85 от заданного стандарта; при этом используется температура,
указанная в приведенном выше примере.
Потенциал термопары, воздействующий на гальванометр, будет противоположен потенциалу, создаваемому
током в цепи потенциометра, определяемому положением контактного рычага 80, расположенного
относительно клапана 3 двигателем 13 и относительно сопротивления скользящей проволоки 81.
Сопротивления 78, 79 соединены последовательно с сопротивлением 81 и распределяются в цепи
посредством расположения относительно них контактных рычагов 82, 83, изолированных друг от друга, но
установленных вместе в положении двигателем 100 84, аналогичным двигателю 5 и имеющим
противоположные обмотки 85, 86. Когда обмотка 85 находится под напряжением, контактные плечи...
82, 83 Например, при включении в цепь большего сопротивления 78 и 105 будет происходить перемещение
большего сопротивления 79, а при подаче напряжения на поле 86 произойдет обратное действие.
Последовательно с резисторами 78, 79 и контактными рычагами 82, 83 соединены контактные рычаги 87, 88,
предназначенные для одновременного перемещения относительно дополнительных резисторов 90 89. Таким
образом, мы предоставляем удобное средство для регулирования температуры, в соответствии с которым
должно функционировать управление. Контактные рычаги 87, 88 соединены между собой хомутом 91, через
который ввинчивается винт 92, имеющий рифленую или иную рукоятку.
вращение, при котором ярмо 91 перемещается вдоль винта. На ярме 91 расположен указатель,
взаимодействующий с индексом 93, который градуирован в градусах Фаренгейта и обозначает стандартную
или желаемую температуру, которую необходимо поддерживать на термопаре 4 в печи J25.
Предпочтительно, сопротивление скользящего провода 81 пропорционально потенциалу, генерируемому
термопарой, так чтобы поддерживался относительно небольшой диапазон температур 1,30.
Проще говоря, можно сказать, что расположение элементов на рис. 1 таково, что стабильные условия могут
существовать при температуре в печи в любом диапазоне от 1500 до 1520 °F. То есть, условия
стабилизируются при определенном открытии топливного клапана и температуре 1500 °F, или они станут
стабильными при другом открытии топливного клапана и температуре 1520 °F, или в любой промежуточной
точке, при этом существует определенная зависимость между диапазоном 1500-1520 °F и полным ходом
регулирующего клапана. Такое соотношение может изменяться путем регулировки, при этом диапазон
регулирования, а именно 1500-1520 °F для полного перемещения клапана, может быть расширен или сужен, и
по мере сужения этого диапазона условия приближаются к поддержанию постоянной заданной температуры.
Однако такое условие никогда не будет достигнуто, поскольку это означало бы управление топливным
клапаном по принципу «вкл/выкл» или «полностью открыто/плотно закрыто», а не регулирование дроссельной
заслонки.
При расположении, показанном на рис. 1, если температура оставалась стабильной на уровне 1500 °F и по
какой-либо внешней причине отклонялась до 1502 °F, это изменение температуры, воздействующее на
термопару 4, приводит к несбалансированному потенциалу в цепи термопары, и, как описано, сопротивление
скользящего провода 20 будет изменяться в цепях потенциометра и термопары с одновременным
изменением показаний температуры и управления печью. Таким образом, работа всего аппарата
осуществляется в соответствии с изменением величины температуры по сравнению с предыдущей
величиной, а изменение показаний и управления пропорционально величине этого изменения.
В схеме, показанной на рис. 2, мы дополнительно предусмотрели расположение только управляющего
элемента, реагирующего на изменение величины температуры относительно заданной стандартной
температуры.
Таким образом, если в определенный момент времени температура внутри печи составляет 15040°F, а затем
изменяется до 1506°F, то отклонение по величине от состояния равновесия к новому состоянию составляет
2°F, а отклонение по величине последней температуры от заданной температуры составляет 6°F. Мы
используем отклонение по величине 2°F для активации индикации последней температуры, и мы используем
его в следующем цикле переключения 67 для активации управляющего двигателя 13, и мы дополнительно
активируем управляющий двигатель 13 в соответствии со значением отклонения по величине 6°F от заданной
температуры, а именно 1500°F.
417,204 0417,204 эффективно для позиционирования клапана при перемещении из одного крайнего
положения в другое. Таким образом, мы получаем значительное изменение скорости подачи топлива при
изменении температуры на единицу, в результате чего температура внутри печи может поддерживаться с
незначительным отклонением от стандартной или желаемой температуры.
Для управления двигателем 84 мы предусмотрели ртутный выключатель 94, имеющий три клеммы, а именно,
одну, соединенную с обмоткой возбуждения.
85, один провод подключен к полю 86, а нейтральный провод — к источнику питания 15. Если ртутный
переключатель наклонить в одном направлении, цепь замкнется, и поле 85 будет активировано, а если
наклонить его в противоположном направлении, то поле 86 будет активировано.
Ртутный выключатель 94 установлен на рычаге 95, свободный конец которого упирается в кулачковую
поверхность 96. Кулачок 96 крепится установочным винтом 97 к индикаторному рычагу 9 измерительного
устройства таким образом, что кулачок может вращаться относительно точки опоры на рычаге 9 и
удерживаться в нужном положении установочным винтом -97. Кулачок оснащен указателем 98,
предназначенным для взаимодействия с индексом 99, который жестко закреплен на рычаге 9 и удерживается
им.
Когда указатель 9 считывает на индексе 10 и диаграмме 11 желаемую стандартную температуру, например,
1500 °F, кулачок 96 и указатель 98 будут расположены таким образом относительно рычага 9 с помощью
установочного винта 97, так что указатель покажет на индексе 99 температуру 1500 °F, а ртутный
выключатель 94 будет находиться в среднем или нейтральном положении, при котором цепь не замкнута
между нейтральным контактом и контактом обмотки возбуждения или обмотки возбуждения 86.
При отклонении температуры от стандартной 1500 °F (760 °C) новая температура будет отображаться
положением рычага 9, и одновременно кулачок 96 будет перемещен относительно рычага 95 для наклона
ртутного выключателя 94, что вызовет включение поля 85 или поля 86, после чего двигатель 84 установит
контактные рычаги 82–83 для включения в цепь потенциометра части сопротивлений 78–79 для смещения
цепи, чтобы показать величину отклонения температуры от заданной стандартной температуры.
В течение тех периодов времени, которые определяются кулачком 65 и переключателем 67, когда термопара
4 эффективна для позиционирования двигателя 5, ртутный переключатель 94 будет находиться в положении,
соответствующем величине существующей температуры. В течение тех же периодов времени, а также в
чередующиеся периоды времени, ртутный выключатель будет эффективен для управления двигателем 84,
Соседние файлы в папке патенты