Датчик частоты вращения вала Советский патент 1989 года по МПК G05D13/34 

13

W

11

1ригЛ

Изобретение относится к автоматическому регулированию, в частности к датчикам частоты вращения вала для автоматического регулирования, нап-ример в системах двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - упрощение, снижение габаритов и веса, повышение ресурса и точности и снижение энергозатрат датчика.

На фиг.1 дана схема предлагаемого датчика частоты вращения; на фиг,2 разрез А-А на фиг.1.

Датчик частоты вращения содержит корпус 1 с входным каналом 2, основной подпружиненный чувствительный элемент 3, образующий с корпусом первую 4 и выходную 5 полости, соединен Hbie между собой через дроссель 6, вал 7, конец 8 которого расположен в корпусе, узел формирования перепада давлений на дросселе, состоящий из плоского золотника 9, закрепленного на конце 8 вала 7, и дополнительного подпружиненного чувствительного элемента 10, закрепленного на плоском золотнике 9 и образующего с золотником вторую полость 11, а с корпусом - третью полость 12. Полость 11 соединяется через отверстие 13 в плоском золотнике или с входным каналом 2, или с первой полостью 4, а третья полость 12 соединена с выходной полостью 5. Дополнительный подпружиненный чувствительный элемент - сильфон имеет ограничители хода - упор 14, выполненный регулируемым, и ограничитель 15, вы- полненньш нерегулируемым. Вместо сильфона может быть использованы мембрана или поршень. Основной подпружиненный чувствительный элемент также может быть вьшолнен в виде мембраны, сильфона или поршня и связан штоком 16 с исполнительным органом {не показан). Для поджатия золотника 9 к уплотняющей поверхности корпуса 1 в них могут быть установлены магниты 17, обращенные разноименными полюсами навстречу друг другу. Дпя исключения износа упора 14 между ним и сильфоном 10 может быть установлен подшипник качения, упорный (не показан). Вместо плоского золотника 9 может быть установлен цилиндрический золотник, в этом случае наличие магнитов необязательно.

Датчик частоты вращения работает следующим образом.

В исходном положении, когда полость 11 через отверстие 13 золотника 9 соединена с входным каналом 2 высокого давления, сильфон 1U под действием давления Р перемещается вправо до тех пор, пока не сядет на

0 упор 14. При последующем повороте золотника 9 полость 21 отсоединяется от канала 2 и соединяется через отверстие 13 с полостью 4, в результате чего сильфон 10 под действием пружины

5 и своей жесткости перемещается влево и вытесняет из полости 11 поступившую до этого момента жидкость. При дальнейшем повороте золотника 9 сильфон 10 перемещается опять вправо, запасая

0 определенный объем жидкости, и так далее повторяются циклы увеличения и уменьшения объемов полости 11, в результате чего пропорционально частоте вращения вала возрастает рас5 ход жидкости из канала 2 в полость 4, из которой она через дроссель 6 поступает в выходную полость 5.

Таким образом, полости датчика вместе с золотником 9 обеспечивают

0 поступление жидкости из канала 2 на выход, редуцируя в полости 4 давление, пропорциональное частоте вращения вала. При этом на дросселе 6, а значит и на основном .чувствительном

J элементе - мембране 3 создается определенный перепад давлений, который измеияет положение мембраны, перемещая ее вправо. Величина перемещения мембраны, а значит и штока 16 зависит

О от усилия пружины мембраны, величины дросселя 6, эффективной площади мембраны и частоты вращения золотника 9, причем с увеличением частоты вращения величина перемещения мембраны

5 увеличивается, С увеличением частоты вращения время на вытеснение жидкости из полости 4 через дроссель 6 уменьшается, уменьшается и величина перемещения мембраны вправо. Таким образом, мембрана колеблется около положения равновесия, которое зависит от частоты вращения золотника 9. При увеличении частоты вращения положение равновесия смещается вправо, а при уменьшении частоты вращения - влево,

Для обеспечения высокой точности контроля частоты враид .ния 1 п :ремеще- ния штока 16) необхопимо учтивать

0

5

515221

величину дросселя 6, эффективную площадь мембраны 3 и сильфона 10 и его ход, а также жесткость пружины мембраны 3. В случае, если регулирование частоты вращения (перемещения штока 16) происходит, когда сильфон 10 не успевает садиться иа упор 14, необходимо учитывать жесткость сильфона 10 и его пружины, так как в этом ю случае интегральный расход жидкости уже будет зависить от жесткости системы сильфон 10 - его пружина.

Давление в канале 2 должно быть достаточным для перемещения сильфона 10 вправо, а жесткость сильфона 10 с пружиной должна быть достаточной для вытеснения всей жидкости из полости 11 в полость 4,

Регулируемым упором 14 можно изменять наклон характеристики за счет изменения порции жидкости, принимаемой сильфоном 10 при его движении вправо.

5

0

5

756

Формулаизобретения Датчик частоты вращения вала, содержащий корпус с входным каналом, установленные в корпусе основной подпружиненный чувствительный элемент, образующий с корпусом первую и выходную полости, соединенные между собой через дроссель, конец вала ц узел формирования перепада давлений на дросселе, отличающийся тем, что, с целью упрощения, снижения габаритов и массы, по- вьппения ресурса и точности и снижения энергозатрат датчика, узел формирования перепада давлений на дросселе состоит из плоского золотника, закрепленного на конце вала, и дополнительного подпружиненного чувствительного элемента, закрепленного на плоском золотнике и образующего с ним вторую полость, а с корпусом - третью полость, причем вторая полость соединена через отверстие в плоском золотнике с входным каналом или с первой полостью, а третья полость соединена с выходной полостью.

Изобретение касается автоматического реулирования, в частности датчиков частоты вращения вала для автоматического регулирования, например, в системах двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - упрощение, снижение габаритов и веса, повышение ресурса и точности и снижение энергозатрат датчика. Датчик частоты вращения вала содержит корпус 1, входной канал 2, основной подпружиненный чувствительный элемент - мембрану 3, первую 4, выходную 5 полости, дроссель 6, вал 7 с концом 8, узел формирования перепада давления на дросселе в виде плоского золотника 9 и дополнительного чувствительного элемента-сильфона 10, вторую полость 11, третью полость 12, отверстие 13, ограничитель хода - упор 14, ограничитель 15, шток 16, магниты 17. 2 ил.

Редактор Т,Парфенова

Составитель Н.Гондаксазова

Техред А.Кравчук Корректор О.Крлкцовл

Заказ 6961/44

Тираж 7S8

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

(риг. 2

Подписное