ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Советский патент 1974 года по МПК G06G5/00 F15B3/00 F15C3/04 

1

Изобретение относится к пневматическим измерительным преобразователям и может быть использовано для преобразования перепада давлений, давления, уровня и других параметров технологических процессов в унифицированный пневматический сигнал.

Известен пневмосиловой преобразователь, состоящий из рычажной системы, индикатора отклонения типа сопло-заслонка, пневмоусилителя и сильфона обратной связи.

Однако в процессе измерения рабочий диапазон преобразования такого преобразователя остается неизменным. Поэтому нри измерении параметров, изменяющихся в широких пределах, ширина .рабочего диапазона преобразования недостаточна, т. е. либо снижается прочность измерения, либо измерение с помощью одного такого прибора невозможно.

Целью изобретения является расширение рабочего диапазона преобразования.

Эта цель достигается тем, что в предложенном устройстве установлены усилитель, нормально открытый и нормально закрытый клапаны, два элемента сравнения, элементы «И и «ИЛИ и дроссель. Причем выход пневмосилового преобразователя соединен со входом нормально открытого клапана и усил-ителя, выход которого подключен ко входу нормально закрытого клапана и двум элементам сравнения, вторые входы которых соединены с

каналами опорных давлений. Выход нормально закрытого клапана через дроссель связан с ВЫХОДОМ нормально открытого клапана и сильфоном обратной связи пневмосилового

преобразователя. Выход первого элемента сравнения соединен с одним из входов элемента «ИЛИ, выход которого соединен с одним из входов элемента «И, второй вход которого соединен с выходом второго элемента сравнения, а выход элемента «И соединен со вторым входом элемента «ИЛИ и управляющими входами клапана.

Иа фиг. 1 представлена схема пневматического преобразователя; на фиг. 2 - его статические характеристики.

Пневматический преобразователь содержит унифицированный пневмосиловой преобразователь 1, в обратную связь которого включены усилитель 2, нормально открытый клапан

3, нормально закрытый клапан 4, элементы сравнения 5, 6, элемент «ИЛИ 7, элемент «И 8 и дроссель 9.

Настройка пневматического преобразователя на предельное значение измеряемого параметра Pmaxi (фиг. 2) осуществляется с помощью подвижной опоры, а на Ртах; путем подбора коэффициента усиления /С усилителя 2. Значение К можно найти из выражения

30

Тогда общий коэффициент усиления пневматического преобразователя определяется по формуле

А- Jv обш „

к

Давление РКП и выходной сигнал Z элемента 8 подаются к клапанам 3, 4, так что при клапан 3 открыт, клапан 4 закрыт, а при наоборот, причем .

Подаваемые от внешнего источника опорные давления PS, , а та«же выХодной сигнал -Рвых, пневмосилового преобразователя 1 подводятся к элементам сравнения 5, 6 таким образом, что значения их выходных сигналов -Xl, 2 «подчиняются условиям

При РВЫЖ РЬ X, Х, , X, Q Рвах Р 1

В качестве нулевого и единичного уровня сигналов Z, Xi, Xz приняты пневматические сигналы согласно ГОСТ 13053-67. Значения опорных давлений PS, Рв выбираются из равенств Р5 Рвых, ; Рб Рвых2- Величинами давлений РВЫХ, . вых задаются точки перехода от одного диапазона преобразования к другому. В частности они могут быть выбраны так, как показано на фиг. 2. Все дополнительно введенные звенья пневматического преобразователя реализованы на элементах УСЭППА.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на вход пневматического лреобразователя измеряемого параметра Р.Р, сигналы Xi, Xz, Z равны нулю и его выходной сигнал РВЫХ изменяется в соответствии с характеристикой А (фиг. 2). Если измеряемый параметр Р становится больше чем РЬ то РВЫХ превышает Ре и выходной сигнал Xz элемента сравнения 6 принимает единичное значение. Однако сигнал Z остается равным нулю, пневматический .преобразователь отрабатывает характеристику А до тех пор, пока Р не достигнет величины Pmax, При Р

Рmax, ЯБЫХ СТаНОВИТСЯ боЛЬШе РВЫХ, , а

,, . в результате нормально открытый клапан 3 закрывается, а нормально закрытый клалан 4 открывается. Так как РВЫХ усиливается усилителем 2 с К., то

давление РОС в сильфоне обратной связи увеличивается, а РВЫХ уменьшается скачкообразно до величины Рвых- При этом Xi снова становится равным нулю, однако Z остается равным единице и обратного переключения клаланов 3, 4 не происходит. В дальнейшем при увеличении Р-РВЫХ изменяется в соответствии с характеристикой В. Уменьшение измеряемого параметра до величины Р,Рг

приводит к тому, что РВЫХ становится меньше

РВЫ,, 5 а сигналы Х Z принимают нулевое

значение. При этом клапан 3 открывается, а

клапан 4 закрывается.

Дроссель 9 включен для устранения колебаний. РВЫХ, которые могут возникнуть в моменты переключения клапанов 3, 4.

Таким образом, в зависимости от величины измеряемого параметра осуществляется автоматический переход от меньшего диапазона

преобразования к большему и наоборот. Этим обеспечивается расширение рабочего диапазона преобразования пневматического преобразователя.

Предмет изобретения

Пневматический преобразователь, содержащий пневмосиловой преобразователь с сильфоном обратной связи, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона преобразования, в нем установлены усилитель, нормально открытый и нормально закрытый клапаны, два элемента сравнения,

элементы «И и «ИЛИ и дроссель; причем выход пневмосилового преобразователя соединен со входом нормально открытого клапана и усилителя, выход которого подключен ко входу нормально закрытого клапана и двум

элементам сравнения, вторые входы которых соединены с каналами опорных давлений, выход нормально закрытого клапана через дроссель связан с выходом нормально открытого клапана н сильфоном обратной связи пневмосилового преобразователя; выход первого элемента сравнения соединен с одним из входов элемента «ИЛИ, выход которого соединен с одним из входов элемента «И, второй вход которого соединен с выходом второго

элемента сравнения, а выход элемента «И соединен со вторым входом элемента «ИЛИ и управляющими входами клапанов.