Пневматический усилитель давления Советский патент 1983 года по МПК F15C3/14 F15C3/04 

Изобретение относится к средства пневмоавтоматики, а именно к усилит лям давления, и может также использ ваться в качестве преобразователя входных воздействий в виде усилия или перемещения в дискретный пневма тический сигнал. Известен пневматический усилител содержащий установленные в корпусе первый чувствительный эле-ент, сопло, размещенное на втором упругом чувствительном элементе, полость пе ред которым соединена через дроссел с источником питания, а через сопло и промежуточную камеру с выходным каналом. При воздействии преобразуе мого параметра на чувствительный элемент увеличивается сопротивление истечению струи воздуха через сопло увеличивается давление в полости перед соплом, что приводит к деформ ции второго чувствительного элемент в направлении к первому чувствитель ному элементу. Так как описанный процесс протекает лавинообразно, то через очекь малый промежуток времен сопло закрывается и давление в полости перед ним увеличивается до максимального значения fj . Недостаток известного преобразователя состоит в недостаточной чувствительности, так как движение обеих чувствительных элементов происходит при давлении в промеясуточной камере, больше атмосферного, и под воздействием только преобразуемого параметра и давления в полости перед соплом. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является пневматический усилитель, содержащи размещенные в корпусе первый и второй упругий чувствительные элементы например мембраны, сопло, установленное на втором чувствительном эле менте и сообщенное с одной стороны с камерой между чувствительными эле ментами, а с другойс выходной каме рой, соединенной с выходным каналом и входную камеру, расположенную межд корпусом и первым чувствительным элементом и соединенную с входным каналом, канал питания, соединенный через дроссель с выходным каналом Недостаток известного устройства состоит в недостаточных чувствительности и быстродействии. Объясняется это тем, что деформация первого чувствительного элемента происходит только под воздействием преобразуемого параметра, а второго чувствительного элемента под воздействием увеличивающегося давления в полости перед соплом. Кроме того, обоим чув ствительным элементам приходится преодолевать давление, создаваемое струей, вытекающей из сопла, в промежуточной камере. Более того, пере мещению первого чувствительного элемента препятствует давление струи, действующее непосредственно на него. Последнееобстоятельство создает зону нечувствительности, т.е. до какого-то значения изменение преобразуемого параметра не приводит к изменению зазора между соплом и первым чувствительным элементом. Цель изобретения - повысить чувствительность и быстродействие известного преобразователя. Указанная цель достигается тем, что пневматический усилитель давления, содержащий размещенные в корпусе упругий первый и второй чувствительные элементы, например мембраны, сопло, установленное на второй мембране и сообщенное с одной стороны с камерой между мембранами, а с другой - с выходной камерой, соединенной с выходным каналом, и входную камеру, расположенную между корпусом и первой мембраной и соединенную с входным каналом, снабжен насосом, вход которого связан с камерой между мембранами, а выход - с выходным каналом усилителя. На чертеже представлена схема пневматического усилителя давления. Усилитель состоит из корпуса 1, в котором размещены упругий первый чувствительный элемент - мембрана 2 и второй чувствительный элемент мембрана 3, сопло 4, установленное на мембране 3 и сообщенное с одной стороны с расположенной между мембранами 2 и 3 камерой 5, а с другой с выходной камерой 6, в которой подключен выходной канал 7, насоса 8, вход 9 которого сообщен с камерой 5, а выход 10 - с выходным каналом 7, входную камеру 11, соединенную с входным каналом 12. К насосу 8 подведен канал 13 питания. Контроль выходного сигнала осуществляется по прибору 14, Усилитель работает следующим образом. При отсутствии воздействия на мембрану 2 насосом 8 через выходную камеру 6, сопло 4 и камеру 5 :прокачивается воздух,при этом на мембране 3i с соплом 4 имеется небольшой перепад давления. При наличии воздействия на мембрану 2 со стороны преобразуемого параметра (давления, силы, перемеа1ения) зазор между ней и соплом 4 уменьшается, сопротивление истечению струи воздуха через сопло 4,увеличивается, давление в выходной камере б увеличивается и мембрана 3 начинает деформироваться в направлении к мембране 2, Увеличение сопротивления истечению струи воздуха через сопло 4 и уменьшение объема камеры 5 способствует увеличению разрежения в последней и еще большему

перемещению мембраны 2 и 3 в направлении друг к другу и очень быстро сопло 4 закрьшается мембраной 2, при этом давление в кгшере б и канал 7 резко возрастает/ сигнализируя о достижении преобразуемым параметром заданного значения. При уменьшении или сбросе воздействия со стороны преобразуемого параметра мембрана 2 возвращается в исходное положение, а сопло 4 ртрьшается от нее, так как параметры мембраны 3 и зазор между соплом 4 и мембраной 2 выбираются такими, чтобы после срабатывания преобразователя возможность движения мембраны 3 в сторону мембраны 2 были ограничены, т.е. чтобы после зтого жесткость ее резко возросла.

Предлагаемый усилитель имеет по сравнению с известным большие чувствительность и быстродействие. Деиствительно, в известном усилителе из-менение зазора мехсду соплом и первой чувствительной мембраной происходит только за счет изменения воздействия на первую чувствительную мембрану со стороны преобразуемого парг1метра и изменения давления в выходной камере. В предложенном устройстве этот за™ зор уменьшается дополнительно и за счет увеличения разрежения в промежуточной камере при воздействии на первую чувствительную мембрану преобразуемого параметра. Создание разрежения в промежуточной камере 5 уменьшает и силовое воздействие струи воздуха, вытекающего из сопла, на первую чувствительную мембрану.

Кроме того быстродействие предложенного усилителя, т.е. закрытие сопла происходит за более малое время.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ :ДАВЛЕНИЯ, содержащий размещенные в корпусе первый и второй упругие чувст-витальные элементы, например мембраны, сопло, установленное на второй мембране и сообщенное с одной стороны с камерами между мембранами, а с другой - с выходной кс1мерой,соединенной с выходным каналом, и входную камеру, расположенную между корпусом и первой мембраной и соединенную с выходным каналом, отличаюцийс я тем, что, с целью повышения чувствительности и быстродействия, усилитель снабжен насосом, вход которого связан с камерой между мемб- ранами, а выход - с выходным каналом усилителя. (Л с ю 42k. О) о 00