Пневматическое реле Советский патент 1988 года по МПК F15C3/04 

(21)4169703/24-24

(22)24.12,86

(46) 30.09.88. Бкш. № 36 (72) А.Я.Коган

(53)621.3.182.525(088.8)

(56)Универсальная система элементов промьшшенной пневмоавтоматики УСЭ- ППА. - Каталог ГСП. М.: ЦНИИТЭИ приборостроения,- 1980, вып. 1, № 10,

т. 7, с. 18-19. П1Р.З. П1Р.1.

(54)ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ

(57)Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к пневматическим дискретным элементам. Цель изобретения - повышение надежности

работы реле. В пневматическом реле во второй глухой камере установлен клапанный элемент, состоящий из вставки с коническим седлом 7 и эластичной втулки 6. Вставка 7 выполнена с прямоугольными каналами 28-31, имеющими сообщающиеся радиальные и осевые отверстия. Осевые отверстия расположены на разных расстояниях от оси клапана, в одном из радиальных отверстий установлена заглушка 34, а к другому подведен канал 33 подпора. Эластичная втулка имеет различную толщину - утоньшается к центральному отверстию 26 в клапанном элементе. На работу реле не влияют колебания и временные потери давления питания. 8 ил.

(Л

1U

Изобретение относится к дискрет- Ным элементам пневмоавтоматики и мо- йет быть использовано для обработки Информации, построения логических устройств, а также в качестве усилителя пневматических сигналов в система автоматизации технологических процессов.

изобретения - повышение на- дежности работы реле. I На фиг. 1 изображена конструктив- рая схема предлагаемого реле с под- включениями для замыкания контактов;

«а фиг. 2 - пневматическая схема реле j5 тию 26, подобраны таким образом, что.

Гс подключениями для замыкания кон- (тактов; на фиг. 3 - схема включения jpene с замыкающим контактом и одним }вводом питания; на фиг. 4 то же, 1C размыкающим контактом; на фиг.5 - JTO же, для реализации логической (функции запрет ; на фиг. 6 то же, I для реализации логической функции дизъюнкция, на фиг. 7 - то же, : для реализации логической функции : импликация ; на фиг. 8 - то же, для реализации логической функции память . . I

30

Пневматическое реле содержит следующие собранные путем набора в кор- .пусе датели (фиг. 1): фланец 1, мембрану 2, проставку 3, мембрану 4, про- ставку 5, эластичную втулку 6, вставку 7, проставку 8, мембрану 9 и фланец 10. Мембраны 2. и 9 имеют меньщую 35 эффективную площадь по сравнению с мембраной 4. Все мембраны закреплены на оси 11 и образуют единый мембран- ньй блок с двумя жесткими центрами, на торцах которых установлены проклад-40 ки 12 и 13. Фланец 1 имеет сопло 14, через которое проходит канал 15. Внутренняя полость фланца 1 и поверхность мембраны 2 образуют первую проточную

втулка 6 установлен седле с определенны внешнему контуру на выступ 27, предназн

20 метичного уплотнени костей проставки 5 вставке 7 выполнены верстия 28 и 29 и о 30 и 31, выходящие

25 нического выступа. тия связаны с осевы Вставка 7 с системо и эластичная втулка собой клапанный эле функции обратного к ка давления, так ка может проходить тол 28-31 в глухую каме выходить из этой ка направлении. -Кроме от местоположения о по отношению к оси различное давление ратного клапана. По отверстия от оси 11 вания увеличивается отверстие 30 распол

на расстоянии Р . П вается давление сра

камеру 16, связь которой с монтажными 45 f° клапана, равное

коммуникациями осуществляется через канал 17. Сопло 14 и прокладка 12 образуют пневматический клапан типа сопло-заслонка.

Внутренняя поверхность проставки 3 и поверхности мембран 2 и 4 образуют первую глухую камеру 18, связь которой с монтажными коммуникациями осуществляется через канал -19. Вторая глухая камера 20 образована внут- ренними поверхностями проставок,5 и 8, отверстием 21 вставки 7 и поверхности мембран 4 и 9. Поверхность мембраны 9 и внутренняя поверхность

фланца 10 образуют вторую проточную камеру 22, связь которой с монтажными коммуникациями осуществляется через канал 23. Фланец 10 имеет сопло 24, которое образует с прокладкой 13 второй пневматический клапан тийа сопло-заслонка. Соединение сопла 24 с монтажными коммуникациями производится через канал 25. Вставка 7 имеет коническое седло. Размеры этого седла и эластичной втулки 6, имеющей переменную толщину с утонением от периферии к центральному отверс0

5 0 втулка 6 установлена на коническом седле с определенным натягом. По внешнему контуру на втулке 6 имеется выступ 27, предназначенный для гер0 метичного уплотнения сопрягаемых плоскостей проставки 5 и вставки 7. Во вставке 7 выполнены радиальные отверстия 28 и 29 и осевые отверстия 30 и 31, выходящие на поверхность ко5 нического выступа. Радиальные отверстия связаны с осевыми отверстиями. Вставка 7 с системой отверстий 29-31 и эластичная втулка 6 представляют собой клапанный элемент, реализующий функции обратного клапана и задатчи- ка давления, так как сжатый воздух может проходить только из отверстий 28-31 в глухую камеру 20 и не может г выходить из этой камеры в обратном направлении. -Кроме того, в зависимости от местоположения отверстий 30 и 31 по отношению к оси 11 имеет место различное давление срабатывания обратного клапана. По мере удаленности отверстия от оси 11 давление срабатывания увеличивается. В данном случае отверстие 30 расположено от оси 11

на расстоянии Р . При этом обеспечивается давление срабатывания обратно

0

е

где Р

3QM

ЛИТ.

ПОДП.ЫХМ

iQM. P(wi. РпоА.п.г.ам.

давление срабатывания при работе на замыкание контакта,

давление сжатого воздуха в магистрали 33 автономного питания Рр (одинакового по величине с давлением в магистрали 32 питания РП ); давление подпора глухой камере 20 при работе замыкание контакта.

Отверстие 31 расположено от оси на расстоянии Р. При этом обеспечивается давление срабатывания обратного клапана, равное

РПОДП раьм

где Р,

PpQ.,M - РПНТ

ах

ПОДП-Р ЬМ

давление срабатывания обратного клапана при работе на размыкание контакта, давление подпора в глухой камере 20 подпора при работе на размыкание контакта.

Дпя работы реле с замыкающим контактом магистрали 32 и 33 основного и автономного питания РП подключены соответственно к каналам 15 и 23. В канале 23 устанавливается заглушка 34.

Входной сигнал Р через магистраль 35 подключен к каналу 19. Выход Piyy через магистраль 36 подключен к каналу 17 и через перемычку 37 связан с каналом 25. Магистраль 38

сброса в атмосферу Р связана с кана- 25 Десс продолжается пока- давление в

лом 23.

Вариант включения с одной магистралью 32 питания Р, изображен на фиг. 3. В этом случае ввод сжатого воздуха в глухой камере 20 подпора осуществляется от магистрали 32 питания РП через перемычку 39. Перед вводом питания РП в канал 15 устанавливается пневмосопротивление 40. При условии обеспечения достаточно высокой герметичности секции 20 подпора и проведения предварительной закачки в нее сжатого воздуха пневмосопротивление 40 может не устанавливаться,

Для работы реле с размыкающим контактом (фиг. 4) к магистрали 35 питания Рр глухая камера 20 подключается через канал 29,-а на канал 29 устанавливается заглушка 34. Меняются также местами магистрали 32, 36 и 38 питания Р выхода и атмосферы Рд .

При включении реле в повернутом на 180 положении (фиг, 5) меняются только места подключения магистрали 35 подпора РГ,ОДП и магистрали 35 входа Pj. При использовании магистрали 32 в качестве одного из входов Р (вместо РГ, ) устройство реализует логическую схему ЗАПРЕТ. В схемах включения реле для реализации двух- входовых логических функций дизъюнкция и импликация (фиг. 6 и 7) и память (фиг. 8) подача давления в

секции подпора не достигент заданн величины, т.е. не установится раве ство давлений на входе и выходе об ратного клапана. При зтом РПОАП.ММ

30

Р -

им

По принятым параметрам

35

40

45

50

SX

55

отечественных реле данного типа РПОАП. ьаи РГ, . Следовательно, . в этом случае должно быть ра 0,3 РП.

После указанного набора давлени в камере 20 она захлопывается т. являясь замкнутым объемом, остаетс под давлением независимо от наличи в течение определенного интервала времени давления в магистрали 35 п тания РП. В дальнейшем подпитка ка меры 20 подпора сжатым воздухом че магистраль 35 происходит только по мере утечек, вызванных недостаточн герметичностью поверхностей, образ ющих камеру 20.

После набора давления сжатый воздух в камеру 20 перебрасьшает з счет разницы площадей мембран 4 и ось 11 мембранного блока вместе с закрепленными на ней мембранами 2, .4 и 9 в крайнее верхнее положение. Прокладка 12 закрывает прохоДное о верстие сопла 14. Пневматический к такт, соединяющий магистраль 36 вы хода ( через канал 17 и секцию питания разомкнут. Одновременно зам кается пневматический контакт, соед няющий магистраль 38 выхода

камеру 20 осуществляется от одной магистрали 32 питания Р с установкой пневмосопротивлений 40.

Как видно из приведенных вариан- тов использования реле (фиг. 2-8) при работе на замыкание контактов к магистралям 32 и 33 питания Р камера 20 подпора подключается через канал 29, а на канал 29 устанавливается заглушка 34. При работе на размыкание контактов заглушка 34 устанавливается на кана1Л 29, а камера 20 подключается к магистрали 33 питания РГ, через канал 29.

Работа пневматического реле с замыкающим контактом (фиг. 1 и 2) осуществляется следующим образом,

До подачи через магистраль 35

входного сигнала Р в реле через магистрали 32 и 35 подано давление питания Pf, . Сжатый воздух, пройдя каналы 29 и 30, отжимает клапан 6 и проникнет в камеру 20. Указанньй просекции подпора не достигент заданной величины, т.е. не установится равенство давлений на входе и выходе обратного клапана. При зтом РПОАП.ММ

Р -

им

По принятым параметрам

я,

35

40

45

50

55

отечественных реле данного типа РПОАП. ьаи РГ, . Следовательно, . в этом случае должно быть равно 0,3 РП.

После указанного набора давления в камере 20 она захлопывается т.е., являясь замкнутым объемом, остается под давлением независимо от наличия в течение определенного интервала времени давления в магистрали 35 питания РП. В дальнейшем подпитка камеры 20 подпора сжатым воздухом через магистраль 35 происходит только по мере утечек, вызванных недостаточной герметичностью поверхностей, образующих камеру 20.После набора давления сжатый воздух в камеру 20 перебрасьшает за счет разницы площадей мембран 4 и 9 ось 11 мембранного блока вместе с закрепленными на ней мембранами 2, .4 и 9 в крайнее верхнее положение. Прокладка 12 закрывает прохоДное отверстие сопла 14. Пневматический контакт, соединяющий магистраль 36 выхода ( через канал 17 и секцию 16 питания разомкнут. Одновременно замыкается пневматический контакт, соединяющий магистраль 38 выхода

5

канал

25 с секцией

рез перемычку 37, 22 атмосферы.

При поступлении в магистраль 35 входного сигнала в виде сжатого воздуха давлением PRX последний, пройдя канал 19, поступает в секцию 18 вхо- д)а и перебрасывает ось 11 мембранного блока вместе с мембранами 2, 4 и

9i в крайнее нижнее положение. Пневма- Q в проточной камере 22 и замыкание

т)ический контакт, соединяющий магистраль 36 выхода с магистралью 32, Литания РП, замкнут, а пневматический Контакт, соединяющий указанный выход через магистраль 58 с атмосферой, разомкнут.

При снятии сигнала с магистрали 37 4хода РВУ происходит описанное пере- 1|лючение контактов и выход от- лючается от питания и соединяется с атмосферой;

Работа реле с замыкающим контактом р одной магистралью 32 питания Рр (фиг. 3) осуществляется аналогично, бтличие заключается в том, что при первоначальной подаче питания в магистраль 32 за счет перепада давления на пневмосопротивлении 40 подъем давления в камере 20 и размыкание контакта питания происходит раньше набора давления в секции 16 питания. При этом перепад давления на пневмосопротивлении 40 должен быть больше давления срабатывания обратного клапана при работе на замыкание Р,дм .

Работа реле с размыкающим контактом (фиг. 4) осуществляется следующим образом. До подачи входного сигнала в реле через магистрали 32 и 33 подает ся давление питания Pq . Сжатьй воздух отжимает клапан 6 и проникает в камеру 20, создав в ней давление подпора, равное PnoMLmw п - РродмПо принятым параметрам отечественных реле данного типа .гоял 0,3 РП . Следовательно, Ppaitv) в этом случае должно быть равно 0,7 Р(,. После набора указанного давления в камеру 20 она захлопывается.и остается под давлением независимо от его наличия в течение определенного интервала времени или колебаний давления в магистрали 33. Давление подпора размыкания РпоАп.раьм в камере 20 фиксирует мембранньй блок в крайнем верхнем положении. Пневматический клапан, расположенный в секции 22 атмосферы замыкается, а пневматический клапан, расположенный в проточной

15

20

30

35

40

45

50

5В

пневматического клапана в проточной

Р« и подключает

камере 16. Магистраль 38 выхода цц.

отключается от питания ся к атмосфере.

При снятии давления с выхода Р,

IbblX

происходит описанное переключение контактов и выход подключается к питанию и отключается от атмосферы.

Принцип действия реле, реализующ двухвходовые логические функции за рет , дизъюнкция, импликация и функцию память, ясен из приведенных на фиг. 5-8 схем.

Пневматическое реле требует для 25 работы только одну ступень давления энергоносителя вместо трех и характеризуется более высокой надежность так как на его работоспособность не влияют колебания и временные потери

давления.питания.

Формула изобретени

Пневматическое реле, содержащее корпус, в котором установлен трех- мембранный блок, разделяющий корпус на камеры, и два клапана типа сопло заслонка, входной канал, подключен- ньм к первой глухой камере, выходно канал, подключенньй к первой проточ ной камере, в которой размещен клапан, и к соплу второй проточной кам ры, соединенной с атмосферой, канал питания, подключенньй к соплу перво проточной камеры, канал подпора, о личающееся тем, что, с це лью повышения надежности работы, во второй глухой камере установлен кла панньй элемент, состоящий из перифе рийно закрепленной в корпусе вставк с коническим седлом, в которой выпо нены центральный канал для штока ме ранного блока и два прямоугольных к нала, имеющих радиальные и осевые отверстия, и эластичной втулки, уст новленной на коническом се;;ле встав ки и герметически закрепленной пери ферийной частью в корпусе, причем осевые отверстия вставки, расположе

U270« 7

камере 16 размыкается. Магистраль 36 выхода РС«)- подключается к питанию и отключается от атмосферы.

При появлении давления на входе РВХ и в глухой камере 18 происходит перемещение мембранного блока в крайнее нижнее положение, что вызывает размыкание пневматического клапана

пневматического клапана в проточной

Р« и подключаеткамере 16. Магистраль 38 выхода цц.

отключается от питания ся к атмосфере.

При снятии давления с выхода Р,

IbblX

0

происходит описанное переключение контактов и выход подключается к питанию и отключается от атмосферы.

Принцип действия реле, реализующих двухвходовые логические функции запрет , дизъюнкция, импликация и функцию память, ясен из приведенных на фиг. 5-8 схем.

Пневматическое реле требует для 5 работы только одну ступень давления энергоносителя вместо трех и характеризуется более высокой надежностью, так как на его работоспособность не влияют колебания и временные потери

давления.питания.

Формула изобретения

Пневматическое реле, содержащее корпус, в котором установлен трех- мембранный блок, разделяющий корпус на камеры, и два клапана типа сопло- заслонка, входной канал, подключен- ньм к первой глухой камере, выходной канал, подключенньй к первой проточной камере, в которой размещен клапан, и к соплу второй проточной камеры, соединенной с атмосферой, канал питания, подключенньй к соплу первой проточной камеры, канал подпора, о т- личающееся тем, что, с целью повышения надежности работы, во второй глухой камере установлен кла- панньй элемент, состоящий из периферийно закрепленной в корпусе вставки с коническим седлом, в которой выполнены центральный канал для штока мембранного блока и два прямоугольных канала, имеющих радиальные и осевые отверстия, и эластичной втулки, установленной на коническом се;;ле вставки и герметически закрепленной периерийной частью в корпусе, причем осевые отверстия вставки, расположен- 1427087 8

ные на разном расстоянии от оси кор- динено с каналом подпора, а эластич- пуса, соединены с радиальными отверс- ная втулка выполнена с уменьшением тиями, в одном из которых установле- ее толщины от периферии к. отверстию на заглушка, а другое отверстие сое- центрального канала вставки.

Фиг. li

Фи. 5