Пневматический уравновешиватель Советский патент 1989 года по МПК F15B11/06 

(Л

f6

сд ю с

4 -1

Изобретение позволяет повысить экономичность пневматического уравновешивателя путем снижения ошибки уравновешивания при опускании. Полости 3,4 двигателя 2 соединены линиями 5,6 с источником 1 питания. В линии 6 установлен предохранительный клапан 7 с рабочим органом, в линии 10 сброса - регулируемый дроссель 9, выполненный с возможностью увеличения проходного сечения при повышении давления перед клапаном 7. Орган 8 жестко соединен с регулирующим элементом 12 дросселя 9. Клапан 16 быстрого выхлопа установлен в линии 6 для случаев, когда скорость подъема больше скорости опускания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

f/e./

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Цель изобретения - повьппение экономичности путем снижения опшбки уравновешивания при опускании.

На фиг.1 показана схема пневматического уравновешивателя;,на фиг.2 - конструкция клапана с дросселем; на фиг.З - характеристики уравновеши- вателя.

Пневматический уравновешиватель содержит источник 1 питания двига- тель 2 с полостями 3 и 4, соединенными с последним линиями 5 и 6, в одной 3 которых установлен предохранительный клапан 7с рабочим органом 8, и дроссель 9, установлен - ный в линии 10 сброса при этом дроссель 9 выполнен регулируемым с возможностью увеличения проходного сечения 11 при повышении давления перед предохранительным клапа- ном 7, рабочий орган 8 которого жестко соединен с регулирующим элементом Т2 дросселя 9. Кроме того, двигатель снабжен штоком 13, соединен- ньы с электроприводом 14; Имеется также редукционный клапан 15 и может быть установлен клапан 16 быстрого выхлопа. .

Пневматический уравновешиватель работает следукнцим образом.

При опускании воздух из полости 3 через клапан 7 вытесняется: часть в атмосферу через дроссель 9,а часть по линии 6 через клапан 16 - в полость 4, избыточное давление в которой компенсирует превышение давления в полости 3.

Ошибка уравнове шивания при опускании равна

UG - (PJ, +4P)-F - (F - Рщ) -G

где Рц - давление настройки клапана 7; ЛР - превьш1ение давления перед

клапаном 7 в полости 3; F - площадь поршня двигателя Рщ - площадь штока 13; Р ш - давление в полости 4:

G - вес подвижных частей механизма. Учитывая, что G Рн-F и пренебр гая величиной площади штока 13, получают UG UP - РШ)-Р, т.е. ошибк

уравновешивания пропорциональна разности давления в полости 4 и величины превьш1ения давления в полости 3.

По осям координат (фиг.З) отложены относительные величины давления Р Р/Рдддке массового расхода Q Q/Q ,,,rtkc f высоты подъема рабочего органа.8 Н ,

Приведен также график превьш1ен| я давления перед клапаном , соответствующий характеристике пропорционального клапана.

Приведены графики изменения давления в полости 4 и линии 6, полостя РЙ/ « Р;сплошной линией показано давление, создаваемое дроссельным эле- мейтом постоянной площади, штрихо- вой линией - давление, создаваемое переменным сечением 11.

Расход Одр через дроссель 9 определяется из уравнения неразрывности

QAP- Q- Q

ut

где Q - расход через клапан 7;

QU) расход сжатого воздуха, поступающего в полость А,

-i- Рш Q р„ + Р.

где Рд - атмосферное давление; РП - давление в полости 3,

Поскольку давление: в полости 3 значительно превьш1ает давление в полости 4,.через дроссель 9 проходят большая часть расхода клапана 7

Характеристика дросселя 9 рассчитывается по известной формуле для массового расхода (докритическое истечение):

Q

де

(V )V

jU - коэффициент расхода;

f - площадь дросселя;

PJ - абсолютное давление в линии 6;

К - показатель адиабаты;

R - газовая постоянная;

Т - температура воздуха в линии 6;

Pj.

отношение давления.

Площадь переменного сечения 11 дросселя 9 зависит от подъема рабочего органа 8

f f (1 + ЬН)

где f - площадь сечения 11 дросселя 9 в закрытом положении клапана 7;

р b - коэффициент пропорциональности.

Площади дроссельных элементов выбраны так, что при максимальном расходе (Q 1) перепад давления на дросселе 9 и в плолости 4 Рщ равен превышению давления 4Р. .

На фиг.3 приведены графики относительной ошибки уравновешивания А 0 ЛС/йСд, сплошной линией - для дросселя 9 постоянной площади, штриховой - для переменного сечения 11, где - максимальная сшшбка уравновешивания в известном устройстве и « PM«KC-F.

Ошибка уравновешивания зависит от расхода через клапан 7 (т.е. от скорости опускания).

Из графиков изменения 4 G видно, что ошибка уравновешивания значительно снижена по сравнетаю с известным устройством. Ири максимальном расходе она равна нулю.

Наибольшая ошибка (при Q 0,5) составляет для постоянного дросселя 9 UG 0,5, для переменного -лб 0,2, т.е. переменньй дроссель 9 наиболее эффективен.

При подъеме воздух от источника 1 поступает в полость 5, давление в которой поддерживается редукционным клапаном 15. Из полости 4 воздух вытесняется через клапан 16, клапан 7 закрыт.

Возможен также вариант схемы бей KjianaHa 16. При этом воздух из полости 4 сбрасьшается с атмосферу через дроссель 9. При равных скоростях подъема и опускания расход воздуха из полости 4, проходящего через дроссель 9, значительно менее расхода при открытом клапане 7,так как абсолютное давление в полости 4 меньше давления в полости 3, т.е. пере- пад давления на дросселе 9 при подъеме механизма незначителен.

Установка клапана 16 необходима в случаях, когда скорость подъема больше скорости опускания или когда площадь f переменного сечения 11

при закрытом клапане 7 мала, что повьшает давление в полости 4 при подъеме.

Формула изобретения

20

5

0

Q снижения ошибки уравновешивания при опускании, дроссель вьшолнен регулируемым с возможностью увеличения проходного сечения при повьшю- нии давления перед предохранительным клапаном, рабочий орган которого жестко соединен с. регулирующим элементом дросселя.

.2

А-А

Фи8.