Многоканальное устройство для сопряжения абонентов с цифровой вычислительной машиной Советский патент 1984 года по МПК G06F3/04 

I , , Изобретение относится к npeo6i5aзователям рода энергии сигналов и может быть применено для связи электрических систем с гидравлическими и пневматическими. Известны электропневматические преобразователиэ содержащие мембранный блок 5 расположенный между двумя соплами и связанный с якорем электромагнита 1 . Недостатком этих преобразователей является постоянный расход воздуха: Наиболее близким к изобретению является преобразователь электрического сигнала в давление газа,, содержащий установленные в корпусе блок преобразования входного электрического сигнала в усилие две мембрань с разными эффективными площадями, жесткие центры которых соединены - „ между собой штоком, связанны с якорем блока преобразования электрического сигнала в yci-uiHe, и узел форми рования выходного сигнала, выполнен ный в виде двух коаксиально расположенных седел с общей подпр-ужинанно заслонкой, внутреннее седло неподвиж но соединено с корпусом, а внешнее седло выполнено в торце штока„ причем внутреннее седло сообщено с кяналом питания, внешнее седло - с полостью отрицательной обратной свя зи, расположенной между мембранам, и с выходным каналом, а камера сбро са, в которой размещена заслонка, подключена к атмосфере L2, Недостатком известного преобразователя, содержащего узел формирования выходного сигнала ,который состоит из двух сопел - подвижного и неподвижного, является неразгруженность заслонки от величины выходного давления, что приводит к гистерезису статической характеристики. и как следствие, уменьшает точность устройства. Кроме того, на точность влияет нестабильность величины давл ния питающей сети. Цель изобретения - повышение точ ности устройства. Указанная цель достигается тем, что в преобразователе электрическог сигнала в давление жидкости или газ содержащем установленные в корпусе блок преобразования входного электрического сигнала в усилие, две мем раны с разными эффективными площадя ми, жесткие центры которых соединены штоком, связанным с якорем блока ripen5pa30FiaHn:: пл-к-ричегко си-нл-ла в усилие, н узел формирования выходного сигН 1ла , выполненный Р ви.где двух ксакснально расположеннях седел с общей подпружиненной заслонкой, внутреннее; седло неподвижно соединено с корпусом, а виешнсе седле выполнено в торце штока, причем внутренне седло сооб-цено с кан.-1лом питания 5 внеци-зее седло - с пологлг ыс отрицательной обратной сияя;;., рл;-положенной Me;sUiV мембранами, и : вь;ходным ка1-:ало; 1 , а камера сброса п которой рдзме1и,ена зас:лонка ,- под-лючена к атмосф ;рр, в корпусе уста новпен первь Й до полните-ггьный мембранный блок из двух мембран раяличной чф-фективной плоцади5 жесткие центпл которых соединены между собой и связаны с заслонк: зй через опорную сферическую поверхность, причем камепа мембран, первого дополни-т-ел -ного мембракнпто блока спелинрнл ; каналом Кроме того J в корпусе усТяноллл; второй дополкнтельньй мембранный блок гдз двух .ембран различной --ншективной п.пс1дад {,, жесткие центры оторьщ соединены собой и слчзань; 2 жесткими центрами иервог ,лополнительно::с) мекбранного бгуо через опорную сферическую поверхность, причем камера между мембранами второго дополнительного мембранного блока соединена с каналом питания , На чертеже приведена схема преобразовател51. В корпусе i преобразователя установлен блок 2 преобразования входного электрического сигНаг а в уси.пие. Блок 2 может быть выполнен, например, 3 виде катушки с магнитопроводом, постоянного магнита и якоря, узел фор «ирования выходного сигнала состоит из двух коаксиальных седел 3 и 4, заслонки 5,, подпружиненной пружиной 6 со стороны камеры 7 сбро-са. Внутреннее седло 3, неподвижно соединенное с корпусом 1, соединено с кан,злом 8 питания, а внешнее седло 4 - с полостью 9 отрицательной обратной связи,, расположенной между мембранами 10 и 11, жесткие центры которых соединены мея(ду собой штоком 12, связанным с якорем 13 блока 2, В торце штока 12 выполнено седло 4. эффективная площадь мембраны 10 больше эффективной площади мембраны 11. В корпусе установлены первый дополнительный мембранный блок из мембран 14 и 15 и второй дополнительный мембранный блок из мембран 16 и 17. Эффективная площадь мембра 14 и 16 больше эффективной площади соответственно мембран 15 и 17. Мембраны 14 и 15 соединены штоком 18, который контактирует через I сферическую поверхность 19с заслонкой 5. Мембраны 16 и 17 соединены штоком 20, который контактирует со штоком 18 через сферическую поверхность 21 (возможно применение шарика 22 между штоками 18 и 20). Полость 9 соединена с выходным каналом 23 и с камерой 24, камера 24 - с каналом 8 питания. Устройство работает следующим об разом. В исходном положении пружина 6 компенсирует силу, возникающую при действии давления питания на площад круга, образованного касанием заслонки 5 и неподвижного сопла 3. Подвижное сопло 4 также контактиру с заслонкой 5. Б результате взаимодействия магнитного поля, возбуждаемого вход ным сигналом, возникает усилие, пе даваемое через шток 12 на внешнее седло 4, в результате чего заслонк 5 преодолевает действие пружины 6 и отходит от неподвижного седла. Давление питания поступает в полос 9, одновременно воздействуя на мем раны 10 и 11. При уравновешивании этих сил заслонка 5 закрывает неподвижное сопло 3, разрывая связь полости 9 npeo6pa3OBaTej.H с канало 8 питания. При уменьшении величины преобразуемого тока мембраны 10 и 11 приподнимают наружное седло 4 и сбрасывают часть давления в камеру 7 сброса. Разгрузка заслонки от действия выходного давления в процессе регу рования осуществляется элементами 124 включающими п себя мембранный блок из мембран 14 и 15. При увеличении выходного давления, действующего на рабочую площадь заслонки 5 (под рабочей площадью понимают площадь кольца, образованного касанием заслонки 5 и подвижного 4 и неподвижного 3 седел) , изменяется момент открытия заслонки. Для компенсации этого полость 9 соединена с камерой 24. Результирующее силовое воздействие со стороны мембран 14 и 15 противодействует через шток 18 усилию, возникающему на рабочей площади заслонки. Изменение величины давления питания меняет момент открытия заслонки и существенно влияет на точность работы устройства. Так, увеличение давления питания может вызывать открытое положение клапана, а уменьшение давления питания приводит к появлению зоны нечувствительности. При соединении линии питания с вторым дополнительным мембранным блоком, результирующее усилие, развиваемое мембранами 16 и 17, передается через шток 20, сферическую поверхность 21, шток 18 и заслонку 5. Так, при увеличении давления питания относительно номинального увеличивается сила, действующая на площадь круга, образуемого при касании неподв1и;ного седла 3 с заслонкой 5. Соответственно этой силе увеличивается усилие на заслонку 5, развиваемое вторым дополнительным мембранным блоком, состоящим из мембран 16 и 17, т.е. результирующее усилие, действующее на заслонку остается постоянньм. При уменьшении величины питающего давления относительно номинального принци работы аналогичен. Большие проходные сечения клапана обеспечивают высокое быстродействие преобразователя. Наличие в предлагаемом устройстве - дополнительных мембранных блоков позволяет существенно улучшить его статическ то точность и применять в устройствах, в которых нет возможности обеспечения стабильного давления питания.

If

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СИГНАЛА В ДАВЛЕНИЕ ЖИДКОСТИ ИЛИ ГАЗА, содержащий установленные в корпусе блок преобразования входного электрического сигнала в усилие, две мембраны с разными эффективными площадями, жесткие центры которых соединены штоком, связанным с якорем блока преобразования электрического сигнала в усилие, и узел формирования выходного .игнала, выполненный в виде двух коаксиально расположенных седел с общей подпружиненной заслонкой, внутреннее седло неподвижно соединено с корпусом, а внешнее седло выполнено в торце штока, причем внутреннее седло сообщено с каналом питания, внешнее седло - с полостью отрицательной обратной связи, расположенной между мембранами, и с выходным каналом, а камера сброса, в которой размещена заслонка, подключена к атмосфере, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, в корпусе установлен первый дополнительный мембранный блок из двух мембран различной эффективной площади, жесткие центры которых соединены между собой и связаны с заслонкой через опорн то сферическую поверхность, причем каi мера между мембранами первого дополнительного мембранного блока соеди(Л нена с выходным каналом. 2. Преобразователь по п.1, о т личающийся тем, что в корпусе установлен второй дополнительный мембранный блок из двух мембран различной эффективной площади, жесткие центры которых соединены между -обой и связаны с жесткими центрами первого дополнительного мембранного блока через опорную сфе00 tsD рическую поверхность, причем камера между мембранами второго дополнительного мембранного блока соединена с каналом питания.