Пневматическое устройство для сигнализации изменения давления Советский патент 1989 года по МПК G05B1/00 

Изобретение относится к средствам пневмоавтоматики, а именно к преобразователям входных воздействий в виде усилия, давления, перемещения в выходной дискретный пневматический сигнал, и может применяться для контроля предельных значений технологических параметров, в частности для контроля герметичности изделий.

Цель изобретения - повышение чувствительности.

На чертеже приведена схема устройства,,

Устройство состоит из мембранного преобразователя 1, разделенного сопловой мембраной 2 и чувствительной мембраной 3 на три камеры 4-6, штуцера 7 питания, подключенного через дрос- сель 8 и задатчик 9 давления к источнику 10, струйного элемента 11 и пневмоэлектропреобразователя 12. Сопловая мембрана 2 расположена непосредственно на кольцевом буртике 13, выполненном на торце штуцера 7 питания, укрепленного в корпусе мембранного преобразователя 1 с возможностью перемещения в осевом направлении, а полость 14 между наружными поверхнос- тями кольцевого буртика 13 и части штуцера 7 питания, выступающего из корпуса преобразователя 1, и периферийной частью сопловой мембраны 2 сообщена через сквозные отверстия 15 в кольцевом буртике 13 с полостью 16, ограниченной центральной частью мембраны 2. В сопловой мембране 2 выполнено отверстие 17, выполняющее роль сопла, - это облегчает сопловую мембрану 2, увеличивает быстродействие и надежность ее в работе. Входная камера 4, ограниченная чувствительной мембраной 3, образует полость контролируемого параметра, в данном случае давления в полости испытательной камеры 18, куда помещено испытуемое на герметичность изделие 19С В качестве логического струйного элемента 11 может использоваться как струйный элемент ИЛИ-НЕ-ИЛИ, так и струйный триггер. К выходу 20 струйного элемента 11 подключен пнев- моэлектропреобразователь 12, выход 21 соединен с атмосферой. Камера 5 через отверстие 22 в боковой стенке корпуса 1 сообщена с атмосферой. Герметизация подвижного штуцера 7 питания относительно корпуса мембранного

5

0

0 5 0 е

преобразователя 1 производится с помощью уплотнительного кольца 23, а фиксация его в корпусе после установки в определенном положении - с помощью контргайки 24. Управляющий / вход 25 струйного элемента 11 соеди-с нен с входом штуцера 7 питания. Струй- „ ный элемент 11 и пневмопреобраэова- тель составляют индикатор 26 изменения давления. С помощью задатчика 9 устанавливается давление, равное 10- 15% от давления питания струйного элемента 11 и достаточное для его переключения С помощью регулируемого дросселя 8 устанавливается расход воздуха, равный 15-20% от расхода питания Qпнг воздуха, через струйный элемент 11. Для уменьшения фонового или начального давления в полости 16 проводимость сопла 17, т„е. диаметр, устанавливается не меньше проводимости дросселя 8. С учетом установленного задатчиком 9 давления выбирается толщина мембраны 2 такой, чтобы при полностью закрытом сопле 17 деформация ее не выходила за пределы упругой. В штуцере 7 выполнен выходной канал 27.

Устройство работает следующим об- разом.

При подаче давлений питания на мембранный преобразователь 1 и струйный элемент 11 через его каналы и сопло 17 устанавливаются потоки воздуха, при этом сопловая мембрана 2 начальным давлением в полостях 14 и 16 несколько деформируется и между мембранами 2 и 3 устанавливается вполне определенный зазор. Если контролируемое изделие 19 герметично, т.е. дефекты в нем отсутствуют, то давление в полости камеры 4 не изменяется, воздух, поступающий в полость 16, через сопло-отверстие 17 и отверстие 22 выходит в атмосферу, при этом на управляющем входе 25 струйного элемента 11 (рассмотрим работу, когда в качестве струйного элемента 11 использован струйный триггер) давление остается ниже давления срабатывания, струя питающего воздух через выход 21 вытекает в атмосферу, в глухой камере пневмоэлектропреобразователя М2 давление отсутствует.

Через установленное время вьщержк изделия 19 в испытательной камере 18 последняя разгерметизируется и изделие 19, из полости которого предвари тельно сбрасывается давление, отправляется в партию годных. Но если изделие 19 негерметично, то при подаче в полость его испытательного давления Рист давление в полости испыта- тельной камеры 18 увеличивается, увеличивается оно и в полости 4, вызывая деформацию чувствительной мембраны 3 в сторону сопла-отверстия 17 и увеличение сопротивления истечению воздуха через него. Последнее обстоятельство вызывает рост давления в полостях 14 и 16, деформацию всей соп- сопловой мембраны 2 в сторону чувствительной мембраны 3 и дальнейший рост давления в полостях 14 и 16 Очень быстро давление в полостях 14 и 16 увеличивается настолько, что становится достаточным для переключения струйного элемента 11 в другое состояние, когда струя в нем с выходного канала 21 перебрасывается на выходной канал 20 и происходит срабатывание пневмоэлектропреобразо- вателя 12, сигнализирующего о нали- чии сквозных дефектов в контролируемом изделии 19с, После вскрытия камеры 18 давление в камере 4 уменьшается до атмосферного и мембраны 2 и .3 возвращаются в исходное положение. При давлении питания Р„ит струйного элемента 11, равном 150 кгс/м , давление, устанавливаемое задатчиком 9, не превышает 12-15 кгс/мг. По сравнению с известным устройством давле- ние на штуцере питания уменьшается с 30 до 15 мм вод.ст. Даже при установлении на штуцере 7 питания давления, равного 20 мм вод,ст., чувствительность предложенного устройства к изменению давления во входной камере 4 увеличивается более чем в четыре раза: с ,0 кГс/м доДР 1,6 кГ/см.

Использование изобретения повышает чувствительность контроля и преобразования неэлектрических величин. Кроме того, уменьшение функциональных требований к узлу, включающему штуцер питания с буртиком и сопловую мембрану, упрощает настройку устройства и его эксплуатацию.

Формула изобретения

1. Пневматическое устройство для сигнализации изменения давления, содержащее соединенные последовательно дроссель, задатчик давления и источник питания, индикатор изменения давления, состоящий из струйного элемента и пневмоэлектропреобразователя, и мембранный преобразователь, состоящий из корпуса, в верхнем основании которого установлен штуцер с кольцевым буртиком и выходным каналом, в полости корпуса размещены сопловая мембрана с центральным отверстием и чувствительная мембрана, а в нижнем основании выполнен входной канал для подключения полости контролируемого давления, причем сопловая мембрана образует с верхним основанием корпуса выходную камеру, разделенную на две полости кольцевым буртиком штуцера, контактно связанным с сопловой мембраной, а индикатор изменения давления и дроссель подключены к выходному каналу штуцера, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, полости выходной камеры сообщены между собой.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что-полости выходной камеры сообщены между собой через каналы, выполненные в кольцевом буртике штуцера.

Изобретение относится к средствам автоматики и может применяться для контроля предельных значений технологических параметров ,в частности, для контроля герметичности изделий. Цель изобретения - повышение чувствительности. В штуцере 7 устройства в кольцевом буртике 13 выполнены каналы, сообщающие две полости 14 и 16 входной камеры. Изобретение позволяет повысить чувствительность контроля и преобразования в основном неэлектрических величин. 1 ил.