Устройство для контроля давления Советский патент 1983 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах автоматического контроля давления.

Известно устройство для контроля давления, содержащее корпус, разделенный двумя мембранами, на первой из которых закреплено сопло, на три каморы, из которых крайняя глухая камера сообщена с полостью контролируемого изделия, связанной через клапан с каналом питания, крайняя проточная камера сообщена через дроссель и задатчик давления с источником питания, а через сопло, укрепленное на первом чувствительном элементе, и промежуточную камеру - с атмосферой, устройство для периодического выравнивания давлений в крайней проточной и в промежуточных камерах, состоящее из клапана на выходе промежуточной камеры и клапана на линии, соединяющей крайнюю проточную камеру с промежуточной, и генератор давления 1.

Однако устройство недостаточно чувствительно, что объясняется больщим ходом первой мембраны до закрытия yкpeплefннoгo йа ней сопла и соответственно больщим перемещением ее, необходимым для регистрации уменьшения контролируемого давления. Недостаточная точность работы в основном объясняется тем, что первая мембрана с укрепленным на ней соплом установлена свободно, без предварительного натяга, а потому дестабилизирующие факторы (колебания, давления питания, вибрация, удары и т. д.) будут приводить к дополнительным погрещностям. Сложность конструкции устройства вызвана наличием дополнительных клапанов, для автоматического управления которыми приходится усложнять схему управления устройством.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для контроля давления, содержащее корпус, разделенный двумя чувствительными элементами, выполненными в виде мембран, на три камеры, из которых крайняя глухая камера соединена с контролируемым объектом, соединенным через вентиль с каналом питания, крайняя проточная камера сообщена с пневмоэлектропреобразователем, через дроссель - с каналом питания и через сопловое отверстие в первой мембране и промежуточную камеру - с атмосферой (2.

О:анако устройство недостаточно чувствительно, что объясняется тем, что при возникновении внещних колебаний первая мембрана соверщает колебательные движения с определенной амплитудой, такой, что при движении ее в сторону крайней глухой камеры происходит закрытие сопла. Движению первой мембраны в сторону крайней проточной камеры ничто не мещает и происходит дополнительная раскачка ее. Чтобы сорвать генерацию необходимо изменить

давление в крайней глухой камере и соот.ветственнр положение второй мембраны Настолько, чтобы при движении первой мембраны в сторону глухой камеры не происхолило закрытие сопла, т. е. чтобы упругость первой мембраны была выбрана полностью и дальнейщее движение ее в сторону глухой ка.меры было невозможно. При этом первая .мембрана, свободно отклонивщись в сторону крайней проточной камеры, соверщает движее ние в сторону крайней глухой камеры под воздействием увеличивающегося давления в первой из них, так что для срыва генерации необходимо изменить положение второй мембраны на большую величину, чем для ее возник новения, отсюда появляется и дифференциальность хода сопла (петля гистерезиса между давлением срабатывания и отпускания ус, тройства). Недостаточная точность работы устройства объясняется тем, что первая мембрана, установленная в полости корпуса

0 свободно, реагирует на изменение давления питания, возможные посторонние щумы, вибрацию, удары и другие дестабилизирующие факторы, в результате чего появляется дополнительная несистематическая погрешность..

Кроме того, устройство сложно.

Цель изобретения - повыщение чувствительности и точности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для контроля давления, содержащее корпус, разделенный двумя чувствительными элементами, выполненными в виде мембран на три камеры, из которых крайняя глухая камера соединена с контролируемым объектом, соединенным через вентиль с каналом питания крайняя проJ точная камера сообщена с пневмоэлектропреобразователем, через дроссель - с каналом питания и через сопловое отверстие в первой мембране и промежуточнукэ камеру-с атмосферой, дополнительно содержит третью мембрану и жестко соединенный с

корпусом центральный упор, одна торцевая поверхность которого расположена напротив первой мембраны, а другая - напротив третьей мембраны, в которой выполнено центральное сопловое отверстие, соединенное с атмосферой, причем соосно сопловому отверстию в первой мембране в центральном упоре выполнен .канал, соединенный с проточной камерой, а жесткость третьей мембра ны больше жесткости первой мембраны. Кроме того, третья мембрана закреплена

0 на гайке, связанной с корпусом.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит корпус I, разделенный двумя чувствительными элементами, выполненными в виде мембран 2 и 3, на

5 три камеры 4-6, из которых крайняя глухая камера 4 соединена с контролируемым объектом 7, соединенным через вентиль 8 и первый клапан 9 с каналом 10 питания.

крайняя проточная к;1мер;| t сообшеня с пйевмоэлектр()11ре(;б().1ем 11, через дроссель 12 и второй K;iaiiaH 13 -- с касалом 10 питания и через сопловое отверстие 14 в первой мембране 2 и промежуточную камеру 5 - с атмосферой. Кроме этого, устройство содержит третью мембрану 15 и жестко соединенный с корпусом центральный упор 16, одна торцевая поверхность 17 которого контактирует с первой мембраной, а другая 18- с третьей мембраной, в которой выполнено центральное сопловое отверстие 19, соединенное с атмосферой, при этом соосно сопловому отверстию 14 в первой мембране в центральном упоре 16 выполнен канал 20, соединенный с проточной камерой 6, а жесткость третьей мембраны 15 больше жесткости первой мембраны 2, причем третья мембрана 15 закреплена на гайке 21, связанной с корпусом 1.

Пневмоэлектропреобразователь 11 электрически связан с блоком управления и сигнализации (не показаны), в котором установлены сигнальные лампочки 22 и 23. Глухая камера 4 связана с атмосферой через вентиль 24.

Устройство работает следующим образом.

Когда давление в крайнюю глухую камеру 4 не подается, воздух, поступающий через второй клапан 13, дроссель 12, проточную камеру 6, канал 20 в центральном упоре 16, сопловое отверстие 14 в первой мембрале 2 и промежуточную камеру 5 выходит в атмосферу. После открытия вентиля 8 полость объекта 7 и крайняя глухая камера 4 заполняются воздухом, мембрана 3 прогибается в сторону соплового отверстия 14 в первой мембране 2, что приводит к увеличению сопротивления истечению струи воздуха через сопловое отверстие 14, увеличению давления в крайней проточной камере 6 и перемещению первой мембраны 2 в сторону второй мембраны 3. Параметры мембран 2 и 3 и зазор между ними устанавливаются

такими, чтобы при заданной величине контролируемого давления произошло закрытие соплового отверстия 14 второй мембраной 3 и срабатывание ппевмоэлектропреобразователя 11. После этого вентиль 8 сигналом от блока управления автоматически закрывается, одновременно происходит подготовка узла сигнализации. Дальнейшее увеличение давления в проточной 1 амере 6 приводит к тому, что третья мембрана 15 отходит от торцевой поверхности 18 упора 16, н воздух из проточной камеры 6 через образовавшийся зазор между третьей мембраной 15 и торцевой поверхностью 18 упора 16 стравливается в атмосферу. При некотором уменьшении давления в проточной камере 6

первая мембрана 2 за счет своих упругих свойств отходит от второй мембраны 3, сопловое отверстие 14 открывается н давление в проточной камере 6 понижается до атмосферного.

Если объект 7 герметичен, положение второй мембраны 3 остается неизменным, а мембрана 2 в это время будет совершать возвратно-поступательное движение, закрывая и открывая при этом сопловое отверстие 14. При этом средняя величина давления

в прочтоной камере 6 и, следовательно, на входе в электропневмопреобразователь 11 будет такой, что во время выдержки объекта , 7 под давлением электропневмопреобразователь 11 сработает и загорится лампочка 22. После окончания времени выдержки объекта 7 воздух из его полости через вентиль 24 стравливается в атмосферу. Пневмоэлектропреобразователь 11 отключается. При наличии утечки в объекте 7 положение мембраны 3 изменяется и среднее давление в проточной камере 6 уменьшается и до окончания времени выдержки достигает такого значения, при котором сработает пиевмоэлектропреобразователь 11 и загорится лампочка 23, что и укажет на брак изделия 7.

Устройство просто по конструкции и надежно в работе.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ, содержащее корпус, разделенный двумя чувствительными элементаМи, выполненными в виде мембран, на три Камеры, из которых крайняя глухая камера соединена с контролируемым объектом, соединенным через вентиль с каналом питания, .в /У tSJ-X-il крайняя проточная камера сообщена с пневмоэлектропреобразователем, через дроссельс каналом питания и через сопловое отверстие в первой мембране и промежуточную. камеру - с атмосферой, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности и точности устройства, оно содержит третью мембрану и жестко соединенный с корпусом центральный упор, одна торцевая поверхность которого расположёна напротив первой мембраны, а другая - напротив третьей мембраны, в которой выполнено центральное сопловое отверстие, соединенное с атмосферой, причем соосно сопловому отверстию в первой мембране в центральном упоре выполнен канал, соединенный с проточной камерой, а жесткость третьей мембраны больше жесткости первой мембраны. 2. Устройство по п. 1-. отличающееся тем. что третья мембрана закреплена яа гайке, связанной с корпусом.