Обратимый следящий привод Советский патент 1983 года по МПК F15B9/02 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для механизации и автоматизации производственных процессов в опасных для человека зонах, и может быть использовано в дистанционных манипуляторах. Известен обратимый следящий привод, содержащий корпус, выполненный в виде двух стаканов, герметично соединенных между собой, один из которых установлен с возможностью осевого перемещения относительно другого, и распределительное устройство с камерой, расположенное в корпусе, кинематически связанное с задающим органом, а пневматически - с источником питания и атмосферой 1. Недостатком известного устройства является зона нечувствительности, которая определяется перекрытием следящего золотника. Кроме того, золотники и гильзы должны быть выполнены по высокому классу точности, что приводит к повышению стоимости и требований к чистоте рабочего тела и снижает надежность привода. Цель изобретения - повыщение точности слежения и надежности работы. Указанная цель достигается тем, что обратимый следящий привод, содержащий корпус, выполненный в виде двух стаканов, герметично соединенных между собой, один из которых установлен с возможностью (х;евого перемещения относительно другого, и распределительное устройство с камерой, расположенное в корпусе, кинематически связанное с задающим органом, а пневматически - с источником питания и атмосферой, снабжен распределительным устройством, выполненным в виде двухмембранного элемента с полым штоком и подпружиненного пластинчатого клапана, седло которого жестко связано с корпусом, распределительная камера выполнена в виде трех полостей: полости питания, образованной седлом и корпусом, проточной полости, образованной седлом и первой мембраной, и по лости сброса, расположенной между двумя мембранами, мембраны выполнены с жесткими центрами, полый шток проходит через жесткие центры обеих мембран, один конец его выполнен закрытым и взаимодействует с задающим органом, а на открытом конце установлен пластинчатый клапан, причем полость сброса сообщена с полостью штока, а рабочая полость образована между второй мембраной и корпусом и сообщена с проточной полостью. Кроме того, задаюпхий орган выполнен в виде линейного сельсина. При этом герметичное соединение стаканов корпуса выполнено в виде сильфона. На фиг. 1 и 2 приведены схемы различных конструкций обратимого следящего при вода; на фиг. 3 - одна из конструкций задающего органа. Обратимый следящий привод содержит корпус (не обозначен), выполненный в виде двух стаканов 1 и 2, герметично соединенных между собой, один из которых установлен с возможностью осевого перемещения относительно другого, задающий орган 3 и распределительное устройство (не показано), выполненное в видедвухмембранного элемента с полым штоком 4 и подпружиненного пластинчатого клапана 5, седло 6 которого жестко связано с корпусом. Распределительная камера выполнена в виде трех полостей: полости 7 питания, образованной седлом 6 и корпусом, проточной полости 8, образованной седлом 6 и первой мембраной 9, и полости 10 сброса, образованной мембранами 9 и 11. Мембраны выполнены с жесткими центрами (не показано) полый щток 4 проходит через жесткие центры обеих мембран 9 и 11 выполненные закрытыми, и взаимодействует с задающим органом 3, а на открытом конце 12 установлен пластинчатый клапан 5, причем полость 10 сброса сообщена с полостью штока 4, а рабочая полость 13 образована между второй мембраной 11 и корпусом и сообщена с проточной полостью 8. Привод работает следующим образом. В исходном положении открытый конец 12 штока 4 и седло 6 прикрыты подпружиненным пластинчатым клапаном 5, и полости 7, 8 и 10 не сообщаются. - При воздействии задающего органа 3 на шток 4 последний перемещается, например, вверх (фиг. 1). При этом открытый конец 12 штока 4, упершись в пластинчатый клапан 5, смещает его вверх и отры ает от седла 6, а полость 7 питания проточная полость 8 становятся сообщающимися. Давление в проточной полости 8 и, следовательно, в рабочей полости 13 повышается, причем скорость наполнения зависит от открытия проходного сечения между седлом б и клапаном 5. По мере увеличения давления в рабочей полости 13 увеличивается и сила, раздвигающая стаканы 1 и 2. Если один из них зафиксировать (например, 2), то стакан 1 приходит движение. Двигаясь вверх, стакан 1 приближает седло 6 к клапану 5 и закрывает отверстие между полостью 7 питания и проточной полостью 8. При этом давление в рабочей полости 13 определяется нагрузкой ..,.Действующей вниз на стакан 1. Такое же давление, установится в проточной полости 8. Если эффективные площадки мембран 9 и 11 различны (площадь мембраны 9 больше площади мембраны 11), то результирующая сила, действующая на шток 4, направлена вниз. Эту силу должен компенсировать задающий орган 3. Таким образом, привод является обратимым, т.е. на шток 4 действует сила, Цропорциональная нагрузке на привод (коэффициент Яропорциональности зависит от соотношения эффективных площадей мембран 9 и 11). Если задающий орган 3 не может удержать шток 4, или его усилие, направленное вверх, равно нулю, или он увлекает шток 4 вниз, то клапан 5 ложится на седло б, закрьюая проходное отверстие между полостями 7 и 8. При этом открытый конец штока 4 отрывается от клапана 5, и проточная полость 8, а с ней и рабочая полость 13 оказываются через полость штока 4 сообщенными с полостью 10 сброса и, в конечном итоге, с атмосферой. При этом давление в рабочей полости 13 начинает падать, и стаканы 1 и 2 под действием нагрузки РН начинают сдвигаться навстречу друг другу. При этом расстояние между клапаном 5 и открытым концом 12 штока 4 уменьшается до нуля. Тогда наступает новое согласованное положение штока 4 и стакана 1. Таким образом, стакан 1, а с ним и силовая нагрузка . «следят за положением штока 4. Возможно конструктивное выполнение соединения стаканов Ги 2 при помощи сильфона 14, играющего роль их герметичного соединения (фиг. 2). При подаче давления в рабочую полость 13 сильфон 14 растягивается, и стаканы 1 и 2 расходятся в стороны. Задающий орган 3 может быть выполнен различными способами (например линейный сельсин). При подаче давления от источника давления 15 в поршневую полость 16 цилиндра 17 поршень 18 перемещается вверх(фиг. 3J. Управляя источником давления 15, можно остановить поршень 18 в любой заданной точке цилиндра 17 и тем самым задать положение нагрузке. При этом давление в поршневой полости 16 цилиндра 17 определяется нагрузкой Я«гр. и соотношением площадей мембран 9 и 11. Если их эффективные площади одинаковы, приюд становится необратимым, а шток 4 - разгруженПри появлении возмущения по нагрузке в случае жестко зафиксированного штока 4 любое «проседание сткана 1 вызывает либо подпитку рабочей - полости 13, либо сброс из нее таким образом, что указанное возмущение по нагрузке компенсируется. Применение предлагаемого привода позволяет достичь по сравнению с известными более- высокую точность, поскольку примененяемое распределительное устройство имеет меньшую зону нечувствительности, точность его выполнения значительно ниже, чем щелевого золотника, что понижает стоимость привода и снижает требования к чистоте рабочего тела, а это в свою очередь приводит к повышению надежности работы устройства.

1. ОБРАТИМЫЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД, содержащий корпус, выполненный в виде двух стаканов, герметично соединенных между собой, один из которых установлен с возможностью осевого перемещения относительно другого, и распределительное устройство с камерой, расположенное в корпусе, кинематически связанное с задающим органом, а пневматически с источником питания и атмосферой, отли- . чающийся тем, что, с целью повышения точности слежения и надежности работы. распределительное устройство выполнено в виде двухмембранного элемента с полым штоком и подпружиненного пластинчатого клапана, седло которого жестко связано с корпусом, распределительная камера выполнена в виде трех полостей: полости питания, образованной седлом и корпусом, проточной полости, образованной седлом и первой мембраной, и полости сброса, расположенной между двумя мембранами, мембраны выполнены с жесткими центрами, полый щток проходит через жесткие центры обеих мембран, один конец его выполнен закрытым и взаимодействует с задающим орfaaoM, а на открытом конце установлен пластинчатый клапан, причем полость сброса сообщена с полостью штока, а рабочая полость образована между второй мембраной с ю и корпусом и сообщена с проточной поло(Л стью. 2.Привод по п. 1, отличающийся тем, что задающий орган выполнен в виде линейного сельсина. 3.Привод по п. 1, отличающийся тем, что герметичное соединение стаканов корпуса выполнено, в виде сильфопа.

/ ML

17