Пневматический управляющий элемент Советский патент 1983 года по МПК F15C3/14 G06G5/00 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в пневматических системах дистанцион.ного управления и индикации техничес ких параметров.

Известны пневматические управляющие элементы 1 3

Наиболее близким к предлагаемому является пневматическиР управляюций элемент датчика частоты вращения, со Стоящий из постоянного дросселя, нэ ходящегося на в проточную камеру, и переменного дросселя в виде сопла с заслонкой иа выходе из нее

Недостатком известных пневматических управляющих элементов является нелинейность их статических характеристик.

Цель изобретения - линеаризация статической характеристики элемента.

Поставленная цель достигается тем что в пневматический управляющий эле мент, содержащий постоянный дроссель , подключенный с одной стороны к каналу питания и с другой стороны к проточной камере, на выходе из которой установлен переменный дроссель сопло-заслонка, и выходной канал, по;ключенный к проточной камере между дросселями, установлены дополнительный постоянный дроссель, подключенный с одной стороны к каналу питания , сопло дополнительного переменного дросселя соосное основному, заслонкой которого является заслонка основного переменного дросселя, дополнительная проточная камера, подключенная с одной стороны к дополнительному постоянному дросселю, с другой стороны - к соплу дополнительного переменного дросселя, и корректирующий дроссель, вы.полненный в виде двухмембранного элемента с пружиной и разными эффективными площадями мембран, причем межмембранная камера подключена к дополнительной проточной камере между дополнительными дросселями, крайние камеры соед иены между собой, сопло, в камере которого расположена пружина, соединен с каналом питания QO дополнительного постоянного дросселя, а сопло в другой крайней камере соединено с каналом питания после постоянного дросселя .

На фиг.1 приведен предлагаемый пневматический управляющий элемент, принципиальная схема; на фиг. 2 график, пояснящий работу.

Устройство состоит из двух управляющих элементов, включенных параллельно на одну управляющую заслонку причем один из управляющих элементов выполняет основную, а .второй дополнительную (вспомогательную функцию.

Основной управляющий элемент включает в себя постоянный дроссель 1 и переменный дроссель, состоящий из сопла 2 с заслонкой 3. Проточная камера элемента, представлящая собой определенный замкнутый объем между дросселем 1 и соплом 2, связана с вы-. „ ходным каналом Р ыхДополнительный управляющий элемент состоит из дополнительного постоянного дросселя и дополнительного переменного дросселя, состоящего из . сопла 5 с заслонкой 3. Дополнительная проточная камера дополнительного управляющего элемента сообщена связью 6 с управляющей межмембранной камерой корректирующего дросселя 7, представляющего собой двухмембранный элемент, состоящий из трех камер, разделенных между собой двумя эластичными мембранами, жесткие центры ког торых служат заслонками для входного (верхнего )и выходного (ниХ(него)сопяа. Жесткие центры (заслонкиJ постоянно на одятся под воздействием пружины установленной в крайней камере входного сопла и уравновешивающейся давлением в межмембранной камере за счет разности площадей мембран. Крайние камеры дросселя сообщены. Выходное сопло дросселя связано с проточной камерой основного управляющего элемента, т.е. с каналом питания после дросселя 1. Входное сопло корректирующего дросселя, а также постоянные дроссели обоих основного и дополнительного управляющих элементов сообщены с -ИСТОЧНИКОМ питания Р итНа графике (фиг.2) по оси абсцисс отложено перемещение (в относительных единицах ) заслонки .на величину h, по оси ординат - давление в проточных камерах (фиг.2Х

Кривые 8 и 9 отражают характеристики обоих управляющих элементов без кррректирукяцего дросселя 7.

Если принять за характеристику ос норного управлякйдего элемента кривую 8, то из фиг.2 следует, что крирая 9инвертированное отображение кризой 8 (к(5ивая 9 развернута на 180° относительно плоскостями чертежа ). Для получения линейной характеристики управляющего элемента в виде прямой 10 не обходимо добавление давления в прото ной камере основного элемента по определенной закономерности. Характер изменения- добавочного давления определяется разностью . Рц Р - Pg. J ; где дололнительное давление изображено на .графике в виде кривой 11 и обеспечивается корректирующим дросселем 7 при управлении им инвертированным сигналом дополнительного управляющего элемента. В корректирующем дросселе 7 между заслонками и соплами устанавливается зазор S, величина которого определяв ется при настройке. Изменение управляющего сигнала от ма.ссимума до мини мума и наоборот обеспечивает перемещение заслонок на величину зазора 5. Наибольшая пропускная способность сжатого воздуха через дроссель фиг. 2 ) наблюдается в среднем положении заслонок относительно сопел. Работа устройства осуществляется следующим образом. . . , При наличии давления питания и верхнем исходном положении заслонки 3 давление на выходе основного элемента равно нулю, а давление в проточной камере дополнительного управляющего элемента равно 1,0 кгс/см. Это давление, установившееся в упрад ляющей камере корректирующего дросселя 7, преодолевая усилие пружины, смещает заслонку корректирующего дро селя.в верхнее положение, прикрывая при этом отверстие входного сопла. Таким образом, давление на выходе ко ректирующего дросселя 7 равно нулю. При перемещении управляющей, заслонки 3 вниз давление на выходе основного управляющего элемента возрастает, а давление в проточной камере дополнительного управляющего элемента снижается, при этом заслонка корректирующего дросселя под воздействием пружины перемещается вниз, приоткрывая отверстие входного сопла, обусловливая прохождение сжатого воздуха через корректирующий дроссель в проточную камеру основного управляющего элемента. Давление на выходе основного элемента, например, составляет не 0,2 кгс/см2, что соответствует точке C5I , лежащей на кривой 8, а в два раза больше, т.е. точке ,Ъ на прямой 10. .При дальнейшем смещении заслонки 3 вниз, например в положение-более половины хода /Ь , давление в проточной камере основного управляющего элемента продолжает возрастать,а велдчйна инвертированного сигнала (кривая 9)) снижается у вместе с ним снижается и пропускная способность корректирующего дросселя 7, так как спаренная заслонка корректирующего дросселя, смешаясь вниз, прикрывает отверстие нижнего выходного сопла. Результирующее давление на выходе основного управляющего элементна формируется по закону прямой 10 при любоМ; положении заслонки 3. Работа устройства при перемещении заслбнки 3 вверх производится аналогичным образом. Использование прёдлагаеьмого устройства позволяет преобразоввваты криволинейные статические характеристики в линейные в пнематических приборах с управляющими элементами открытого типа.

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УПРАВЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ, содержащий постоянный дрос сель, подключенный с одной стороны к каналу питания и с другой стороны к проточной камере, на выходе из которой установлен переменный др6ссе1ль сопло-эаслонка, и выходной канал, подключенный к проточной камере между дросселями, отличающийся тем, что, с целью линеаризации статической характеристики элемента, в нем установлены дополнительный постоянный дроссель, подключенный с одной стороны к каналу питания, сопло : дополнительного переменного дросселя соосное основному,.заслонкой которого является заслонка основного переменного дросселя, дополнительная проточная камера, подключенная с одной стороны к дополнительному постоянному дросселю, с другой стороны - к соплу дополнительного переменного дpocteлЯj и корректирующий дроссель выполненный в виде двухмембранного элемента с пружиной и разными .эффек(Л тивными площадями мембран, причем меж 1ембранная камера подключена к дополнительной проточной камере мевду дополнительными дросселями, крайние камеры соединены между собой, сопло в камере которого расположена пружина, соединено с каналом питания дополнительного постоянного дросселя , а сопло в другой крайней камере соединено с каналом питания после м постоянного дросселя. О5