ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ .^\ОЩНОСТИ Советский патент 1970 года по МПК G05B6/00 G06G5/00 

Предложеинос уетройетво отпосится к апалоговым приборам пиевмоавтоматики и иредназначено для использования в пневматических систс.мах контроля и управления.

Известны точные пневматические усилители мощности. Структурно их можно иредставнть в виде релейных звеньев внуска и выпуска воздуха, на входы которых нодапы входное и выходное давления, а выходами служат расходы воздуха, сум.мирующиеся в выходноГ лииии. Однако известные устройства JLMCIOT склонность к появлению автоколебапш при работе с выходиой линией небольиюй емкости, обусловленную тем, что в статическом режиме работы воздух выпускается через клапан большого сечения, отчего возникает перерегулирование.

Кроме того, они мало надежн)1 из-за того, что клапаи выиуска воздуха прижимается к седлу лишь малой, разностью входного и выходного давлений, определяемой иогрегпиостыо устройства; а также трудно иастрапваются. так как вследствие разброса характсристпк одпомембраииых элемеитов возможиы сочетания, когда нри некоторых значениях входного давления одновременно происходит) впуск и выпуск воздуха.

Предложенный нневматическпй усилитель мощности содержит включеи11ые параллельио релейные звенья впуска и выпуска воздуха,

каждое из которых охвачено отрицательной обратной связью и отличается тем, что с целью улучшения характеристик усилителя ои содержит повторитель, включенный параллельно релейным звеньям, а оба релейных звепа содержат на входе элементы соответственно нолож1ггельпого и отр)тательного сдвига по давлению, например, пружины.

Поставленная цель достигается разграничеIIиc i фхнкцпоиироваиия отдельных звеньев в зависимости от режима работы усилителя. Так, в статическом режиме работает только статическое звено, а релеЙ11ые звенья впхтка и выпуска либо одно, ,тибо другое

функционируют только в динамических режимах, соответственно то,тько при избытке или иедостатке воздуха в выходной лииии, что обесиечпвается благодаря созданию сдвига по давле:нию на входе релейиых звеиьев.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого хч тройства; па фиг. 2 - иример реализашп предлагаемого устройства с использованием обратиых клапаиов;

Па чертеже приняты слсдуюии1е обозначепня: / - реле1 ное звено внуска воздуха; 2 - реле1п ос звено выпуска воздуха; 3 - статическое звено; 4-объем выходной лннни; 5 и 6-одномембрантияе элементы с пружиной, создаюи1ей сдвиг по давлению; 7 и 8 - одноО - одномембраиный элемент; лый дроссель.

Входы 1, 2 м 3 соединены е петочипком входного сигнала, объем выходно aiun-ni 4 связан с выходами звеньев 1, 2 и 3 и каналами обратной связи с их входами. Релейные звенья / и 2 имеют на входе соответственно отрицательный 6i и положительный бз едвпги по давлению, но амплитуде npeBi)iHiaioHuie погрешноеть, обеспечиваемую етатическим звеном 3.

Устройство работает следуюниш образо.м.

В статическо.м режиме действует только статическое звено 3, поддерживая еоотлошенне faii С ногрешностью, зависянцей только от этого звена. Если резко новышается и выходное давление станет /вых С-°Е : - i включается в работу релейное звено / впуска воздуха, впускающее в выходную линию мощный поток воздуха до тех нор, пока выходное давление не достигнет величины; °вых - : Явх-бь после чего внуск воздуха звеном / прекращается. При резком уменьшении РВХ когда имеет место соотношение РВЫХ PSX + Sg происходит включение в работу релейного звена 2, выпуска воздуха, которое производит вынуск мощного потока а. воздуха из выходной линии в атмосферу, до тех нор, пока выходное давление не доетигнет величины РВЫХ fsx + + 62, после чего выпуск воздуха нрекрап1,ается. Если выходное давление оетается в пределах

вх - 0 Рвах РВХ- б2, ТО выходное ДЗВление ноддерживается статическим звеном 3. Предложенное устройство может быть реализовано с использованием обратных клапанов (см. фиг. 2). В этом елучае первый каскад релейных звеньев впуека 1 и выпуска 2 выполнен соответственно на одномембранных элементах 5 и 6, а второй на одномембранных элементах 7 и S с обратным клапаном. Пружины, создающие сдвиг по давлению, расположены в проточной камере элемента 5 и глухой камере элемента 6. В статическом звене иснользован одномембранный элемент 9. Глухие камеры элементов 5, 6 и 9 связаны с источником входного давления , их проточные камеры - с выходной линией усилителя, а сонла элемента 5 и соответственно элемента 6 через постояппые дроссели 10 соединепы с источииком питания и атмосферой и непосредственно с глухими каморами элемс ггов 7 и 8. Сопло эле.А1ента 9 соединено с а1мосферой. Выходная лнння усилителя озязана с проточной камерой элемента 7 п к;;мерой элемента 8, содержащей обратный кланан, одноименная камера элемента 7 соединсч:; с источником питания, а проточная камера эло.-иента 8-с атмосферой.

Усилитель работает следуюниш образом. При скачкообразнсП возрастании входного

,авлслпя oбpaзoвaвнJийcя перепад дав.тений - /Лых , преодолев дейетвие пружи11ы, закрывает сопло элемеита 5. Вследствие этого возрастает давление Р, воздействующее на элемент 7, у которого открываетея клапан

впуска воздуха. Клапан выпуска воздуха в элементе 8 и сопло элемеита 9 закрыты. При скачкообразном уменьншнии входного давления перепад давлений -Р вых - преодолев действие нружины, открывает еопло элемента

(J, давление PZ возрастает и открывает клаиаи выпуска воздуха в элементе 8. Клапан впуска воздуха в элемепте 7 при этом закрыт, а сопло элемеита 9 открыто полиостью. В статическом режиме, когда имеет меето соотнощение:

РЕХ + Зг2гРвых22Рвх -SL

благодаря дейетвию нружин, открыто сопло

элемента 5 и закрыто соило элемента 6. При

этом PI Явых, а 0; клапаны элементов 7 J 6 закрыты и выходное давление иоддерживается равны.м входному только при номощи

эле.мента 9.

Это же устройство может быть реализовано

с использованием иря.мых клаиаиов, включениых вместо элементов 7 и 8, что позволяет его

удсшев)1ть, так как элемеиты с прямыми клананамн npoHje в изготовлении.

Предмет изобретеиия

Пневматичеекий усилитель мощности, содержаи;И)1 включенные нараллельно релейные звенья впуска и выпуска воздуха, каждое из которых охвачено отрицательной обратной связью, отличающийся тем, что, с целью улучщенпя характеристик усилителя, он еодержит повторитель, включенпый параллельно релейным звеньям, а оба релейных звена содержат на входе элементы соответственно положительного и отрицательного сдвига но давлению, например, пружины.

Ял

Рй,-Р#б„

о-

бг.

еь„

Фиг. 1

х