Преобразователь давления Советский патент 1983 года по МПК G01L7/08 G01L1/02 

Изобретение огносигся к компенсационным силовым преобразователям, п|эедназначено для измерения давления газообразных и жицких срец и может найти применение в системах автомати- ческого и дистанционного управления .и контроля машинами и механизмами, работающими в тяжелых условиях эксплуатации, например, в угольных шахтах Устройство работает по принципу преобразования давления рабочей среды в силу с последующим измерением последней компенсационным силовым преоб разователем. Известен силовой преобразователь, содержащий корпус, мембранный узел, подвижное сопло, соединенное с атмосферой, струну, пропущенную сквозь сопло и прикрепленную одним концом к жесткому центру мембраны, и выходной канал, подключенный через дроссель к источнику питания Ci3. Недостатком его является то, что пр отсутствии давления питания и наличии измеряемого давления его усилием де- формируется заслонка, что приводит к увеличению погрешности преобразования и снижению надежности. . , Наиболее близким к изобретению по технической суишости является компенсационный силоизмеритель, состоящий из корпуса с дросселем, элемента соплозаслонка, мембранного блока, взаимодей ствующего с силовоспринимаюшим щтоком. При работе устройства мембранному блоку через шток передаётся измеряемо усилие, а в камеру отрицательной обрат ной связи через дроссель подводится пи тание, давление в сопловой камере буде расти до тех пор, пока сила давления, действующая на мембранный блок, не станет равна измеряемому усилию. При возрастании измеряемого усилия заслонка перекрывает сопло до тех пор, пока не наступит равновесие сил, а при умен шении измеряемого усилия заслонка под нимается над соплом, и часть воздуха стравливается через сопло в атмосферу до. тех пор, пока .не наступит указанное условие равновесия - равенство сил со стороны штока и со стороны жесткого центра С.2 ., К недостаткам известного устройства следует отнести возникающие большие контактные напряжения на границе сопло заслонка при наличии измеряемого давления и отсутствии давления питания ил при резком увеличении измеряемого дав- ления. Это приводит к деформации либо сопла, либо заслонки и, следовательно, к снижению надежности и точности измерения. Целью изобретения является повышение надежности и точности измерения давления. Эта цель достигается тем, что преобразователь давления, содержащий корпус, разделенный мембраной с жестким центром на две полости, в первой из которых рюзмещено сопло, связанное с атмосферой, а во второй - силоперецаюший шток.связанный с жестким центром мембраны, источник питания, подключенный через дроссель к первой полости корпуса, и выходной канал, соединенный с измерительным прибором, снабжен направляющей втулкой и заслонкой, выполненной в виде подпружиненного штока, пропущенного через отверстие, выполненное в направляющей втулке, которая установлена в жестком центре мембраны, имеющему форму колпачка, при этом конец подпружиненного штока снабжен ограничивающим упором, расположеннымв полости колпачка, а первая камера снабжена ограничителями хода жесткого центра мембраны. На чертеже представлено предлагаемое устройство. В состав преобразо вателя входят корпус 1 с выходным каналом 2, поаключенным через дроссель 3 к источнику питания, элемент сопло-заслонка, содержащий сопло 4, выход которого сообщен с атмосферой, и заслонку 5, расположенную в мембранном блоке, взаимодействующим с силопередающмм щтоком 6. Мембранный блок содержит защемленную мембрану 7, направляющую втулку 8, укрепленную з жестком центре 9, имеющем форму, колпачка. Заслонка 5 выполнена в виде штока, расположенного в направляющей втулке 8, подпружиненного со стороны втулки возвратной пружи ной 1О. Конец штока снабжен ограничивающим упором 11, упирающимся в торец направляющей втулки 8. В камере отрицательной обратной связи 12 преобразователя укреплены ограничители 13 хода жесткого центра 9 мембранного блока. Преобразователь работает следующим образом: В камеру отрицательной обратной связи 12 через ц россе ль 3 и выходной канал 2 подводится питание. При отсутствии измеряемого давления мембранный блок перемешается вверх, заслон- , 31 ка 5, увлекаемая мембранным блоком, припоанимается нац соплом 4, и возаух из камеры 12 через сопло 4 буаег сбра сываться в атмосферу. Таким образом, давление на выхоце 2 преобразователя будет равно нулю. Измеряемое давление через силопе рецаюший ипчжбв виде силы передаётся мембранному блоку. JV{eM6paHHbift блок перемешается вниз, и заслонка 5 перекрывает сопло 4. В камере отриоательно обратной связи 12.начинает увеличиваться давление цо тех пор, пок сила давления не уравновесит измеряем усилие, после чего, заслонка 5 припод- нимается над соплом 4 на величину, не обходимую для стравливания избытка воздуха через сопло 4 в атмосферу и поддержания постоянного давления в ка мере отрицательной обратной связи 12, которое снимается через выходной канал 2 и подается на регистрирующий прибор (не показан). При увеличении или уменьшении измеряемого давления мембранный блок будет соответственно перемешаться вниз, уменьшая дроссельную шель между соплом 4 и заслонкой 5, или вверх, увеличивая указанную I д.россельную шель. Таким образом, выходное давление, снимаемое через канал 2 будет изме52няться пропорционально изменению измеряемого давления. Если выходного давления недостаточно для уравновешивания силы давления, действующей на силопе- редаюший шток 6, либо, если отсутстйу- ет питание и приложено измеряемое дав ление, то жесткий центр 9 перемешается в сторону сопла 4, заслонка 5 перекрььвает сопло и утапливается в направляющую втулку 8 до тех пор, пока направляюо1ая втулка 8 не упрется нижним торцом в ограничители i 13 хода. Следовательно, максимальные контактные напряжения на границе сопло-заслонка будут обуславливаться силой сжатия BoaBpaiw |ной пружины, а некомпенсированное усилие будет восприниматься ограничителя- i ми 13 хода. При снятии критического давления возвратная пружшш lO перемео.тит шток вниз до тех iiop, пока последний своим ограничивающим упором if не упрется в верхний торец направляющей втулки 8, и он примет относительно мембранного блока исходное положение. Положительный эффект предлагаемого изобретения заключаетсй в защите вэмери-тельных и следяших устройств от преждевременного выхода из строя, что выражается в. сохранении точности в продления срока службы этих устройств.

ПРЕОБРАЗСеАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ, соцержаший корпус, разцеленный мембраной с жестким центром на две полости, в первой из которых раз 7. Од О1 ю мешено сопло, связанное с атмосферой, а во второй - силопередакшшй шток, связанный с жестким центром мембр ы, источник питания, поаключенный через дроссель к первой полости корпуса, в вь1хоаной канал, соециненный с взме рительным прибором, отличаю щ и и с я тем, что, с пеяью повышения нааежности и точности измерения цв)ления, он снабжен направляющей втулкой и заслонкой, выполненной в виде поапружинерного штока, пропущенного через отверстие, выполненное в направ лякщей втулке, которая установлена в жестком центре мембраны, вмёюшем форму колпачка,. при этом конец поопружиненного штока снабжен ограничиваю- шим упором, расположенным в полости колпачка, а первая камера снабжена . ограничителями хода жесткого пёатрв мембраны.