Пневматическое устройство для контроля объема емкости Советский патент 1990 года по МПК G01F17/00 

ел

со. ел

со

Изобретение позволяет повысить быстродействие устройства для контроля объема емкости. При включении питания устройства сжатый воздух одновременно поступает в контролируемую емкость 1, в эталонную емкость 2 и в полости 13 и 14 механизма 5 сравнения. При этом независимо от объемов контролируемой емкости 1 и эталонной емкости 2 ввиду того, что поршень 8 со стороны полости 13 имеет меньшее сечение и есть связь этой полости с атмосферой через симметрично расположенную щель 7, поршень 8 занимает крайнее левое положение, и датчик 10 положения выключен. Если в момент опорожнения объем контролируемой емкости 1 меньше, чем объем эталонной емкости 2, то поршень 8 остается в левом положении, т.к. давление воздуха в полости 13 при этом достигает атмосферного раньше, чем в полости 14. Если объем контролируемой емкости 1 больше, чем объем эталонной емкости 2, то в момент опорожнения давление воздуха в полости 14 раньше достигает атмосферного, чем в полости 13 и поршень 8 перемещается в крайнее правое положение, вызывая включение датчика 10 положения - магнит 11 включает геркон 12, контакты которого замыкаются, и таким образом появляется сигнал о том, что объем контролируемой камеры больше объема эталонной емкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

РО

ФигЛ

емкости 1 и эталонной емкости 2 ввиду того, что поршень .8 со стороны полости 13 имеет меньшее сечение и есть связь этой полости с атмосферой через симметрично расположённую щель 7, пор шень 8 занимает крайнее левое положение, и датчик 10 положения выключен. Если, в момент опорожнения объем конполости 14. Если объем контролируемой емкости 1 больше, чем объем эталонной емкости 2, то в момент опорож давление воздуха в полости 14 раньше достигает атмосферного, чем в полости 13 и поршень 8 перемещается в крайнее правое положение, вызывая включение датчика 10 положения - маг

тролируемой емкости 1 меньше, чем объ-io ™ г включает геркон 12, контакты

ем эталонной емкости 2, то поршень 8 остается в левом положении, т.к. давление воздуха в полости 13 при этой достигает атмосферного раньше, чем в

которого замыкаются, и таким образом появляется сигнал о том, что объем контролируемой камеры брльше объема эталонной емкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил

Изобретение относится к измеритель-20 ной технике и может быть использовано ля определения резерва Прутковой заготовки в патроне токарного станка с ЧПУ.

Цель изобретения - повышение быст- 25 родействия устройства.

На фиг.1 показано пневматическое устройство для контроля объема емкости на фиг.2 - его статическая характеристика .JO .Устройство содержит контролируемую емкость 1 и .эталонную емкость 2, подключенные через клапаны 3 быстрого выхлопа-к источнику 4 повышенного давления и к механизму 5 сравнения, вы- полненного в виде цилиндра 6 с симметрично расположенной сквозной щелью 7, в полости которого установлен плавающий поршень 8 переменного сечения, вьшол-ненный, например, из фторопласта и имеющий с одной стороны механизм изменения сечения в виде конической расточки и винта-клина 9. Механизм 5 сравнения имеет датчик 10 положения, выполненный, например, в виде симметрично размещенного в поршне 8 и закрепленного клеем магнита 11 и закрепленного над ним геркона 12. Полость

13цилиндра 6 со стороны меньшего сечения поршня 8 подключена к контроли- руемой емкости 1, а другая псшость

14- к эталонной ёмкости. 2. Причем, длина поршня 8 не меньше полусуммы длин циливдра 6, щели 7 и диаметра поршня. Контролируемая емкость 1 в данном случае представляет собой полость пневмопилиндра J5, обеспечивающего подачу прутковой заготовки 16 в патрон 17 токарного станка..

40

45

55

7573

полости 14. Если объем контролируемой емкости 1 больше, чем объем эталонной емкости 2, то в момент опорож- давление воздуха в полости 14 раньше достигает атмосферного, чем в полости 13 и поршень 8 перемещается в крайнее правое положение, вызывая включение датчика 10 положения - маг™ г включает геркон 12, контакты

которого замыкаются, и таким образом появляется сигнал о том, что объем контролируемой камеры брльше объема эталонной емкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил,

0

5

5

Устройство для контроля объема полости цилиндра работает- следующим образом,При подаЧе сжатого воздуха от источника 4.давления летающая мембрана 18 клапана 3 быстрого выхлопа закрывает атмосферно е отверстие 19 и воздух по одинаковым пневмолиниям 20 и 21 одновременно поступает в контролируемую емкость 1 (при этом вьшолняет- ся подача прутка 16 в патрон 17 на заданную длину поршня 22) в эталонную емкость 2 и в полости 13 и 14 механизма 5 сравнения. Независимо от объемов контролируемой емкости 1 и эталонной емкости 2 и ввиду -того, что поршень 8 со стороны полости 13 имеет меньшее сечение и, следовательно, есть связь этой полости через сквозную щель 7 с атмосферой, давление воздуха в полос-- ти 13 меньше, чем в полости 14, и поршень 8 занимает крайнее левое положение. Датчик 10 положения поршня при этом выключен - магнит 11 не взаимодействует с герконом 12. После выдвижения прутка 16 на заданную длину, например до упора в резцедержателе, подача сжатого воздуха прекращается, и в течение переходного процесса опорожнения контролируемой емкости 1 и эталонной емкости 2 происходит контроль объема.

Время переходного процесса опорожнения сокращено применением клапана 3 быстрого выхлопа, в котором после отключения источника давления летающая мембрана 18 открывает атмосферное отверстие 19 и воздух истекает с минимальным сопротивлением непосредственно в атмосферу, минуя распределитель5159

ное устройство (не показано). Если в момент опорожнения объем контролируемой емкости 1 меньше, чем объем эталонной емкости 2, то поршень 8 остается в левом положении, так как давление воздуха в полости 13 при э том достигает атмосферного раньше, чем в псотости 14. Если объем контролируемой емкости 1 больше, чем объем эталонной емкости 2 на величину ЛУ, то давление воэдуха в полости 14 раньше достигает атмосферного, чем в полости 13 и поршень 8 перемещается в крайнее правое положение, вызывая включение датчика положения 10 - магнит 11 включает гер- кон 12, контакты которого замыкаются и, таким образом, появляется сигнал о том, что контролируемый объем больше эталонного. Значение 4V, определяю-20 через выходной запорный элемент к.атщее чувствительность и точность срабатывания устройства, зависит от разности гидравлических сопротивлений пневмолиний 20 и 21, величины давления питания и разности сечений поршня 8, которая изменяется при отладке путем деформации одной стороны поршня 8 с помощью винта-клина 9.

Из статической характеристики пневматического устройства для контроля ( объема полости цилиндра (фиг.2) следует, что при увеличении давления питания Рр уменьшается поправка на результат сравнения объемов /JV и относительная ошибка измерения cPV, которая при давлении питания РО 150 кПа составляет 0,5%. Основной элемент испытанного устройства - механизм сравнения имеет диаметр цилиндра 20 мм и разность диаметров поршня 0,06 мм в полостях 13 и 14. Магнит 11 имеет размеры 4 X3 X 10 мм и геркон типа КЭМ-24. Лля обеспечения нормальной работоспособности устройства, заключающейся в отсутствии ложных срабатываний и обеспечения максимального быстродействия длина поршня должна быть не менее полусуммы длин цилиндра, щели и диаметра поршня - при этом исключается недопустимо короткая,меньше половины диаметра поршня, связь

7573

, 10

полостей 13 и 14 через щель 7 с атмосферой.

Использование изобретения позволяет повысить быстродействие устройства для контроля объема полости ци линдра за счет совмещения операции контроля объема, с подачей прутковой заготовки в патрон токарного станка и исключения необходимости ручного управления клапанами. Уменьшение количества клапанов в устройстве до одного упрощает его конструкцию.

Формула изобретения

0

мосфере, а через входной запорный элемент к источнику воздуха повышенного давления, отличающееся тем, что, с целью повышения 5 быстродействия, входной и выходной запорньй элементы вьшалнены в виде .клапана быстрого выхлопа, а механизм сравнения - в виде цилиндра с симметрично расположенной сквозной п(елью, в полости цилиндра установлен плаваюиц й поршень переменного сечения длиной не менее полусуммы длин цилиндра, щели и диаметра поршня с датчиком его положения, причем механизм сравнения подключен к контролируемой емкости полостью ЦIiлиндpa со стороны меньшего сечения поршня, а к эталонной емкости - полостью цилиндра со стороны большего сечения поршня.

5

0

5

0

1,0 1.3 1,6 1.9 2,2 2.5

Ратм Фиг.2