Автоматический задатчик давления Советский патент 1978 года по МПК G05D16/10 

Изобретение относится к устройствам

автоматического задания давления и может быть применено в технологических процессах, где требуется задание давления газа в широком (несколько десятков мегапаскалей) диапазоне, начиная от атмосферного давления с точностью порядка 1%.

Известны устройства для задания давления, содержащие измерительно-регулирующий орган к виде мембраны, шарика или золотника, изменяющего проходное сечение впускного или выпускного канала, и систему напружения указанного органа LlJ.

Известны также автоматические задатчи- ки давления газа, содержащие цилиндр с входным и выходными каналами и размешенный в нем плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, первый вь1ход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунжера, первую и вторую группы электропневмоклапанов, управляющие входы

которых соединены с другими выходами программного блока 21.

Недостатком такого задатчика является применение его для задания давлений в узком диапазоне, так как при большом изменении задаваемых давлений в таких системах наблюдаются незатухающие ксзлебания неуплотненного плунжера.-золотника.

Целью предлагаемого изобретения является расширение диапазона задаваемых да. пений.

Для этого автоматический задатчик да&ления содержит два редуктора и источник высокого давления, который через первую группу электропневмоклапанов соединен с полостью цилиндра под плунжером, а полости цилиндра над плунжером через вторую группу электропневмоклапанов соединены с атмосферой, причем плунжер и внутренняя полость цилиндра выполнены ступенчатыми. Совокупность ступенчатых плунжера и в широкодиапазонном задатчике по существу заменяет несколько задатчиков с бесступенчатыми плунжерами, каждый из которых работает в с}1авнительно узком диа .пазоне давлений.: Электропневмоклапаны, срабатываюшие по сигналам программного блока, осуществляют переключение диапазонов за датчика,-т.е. включение в работу той или иной ступени плунжера и соответствуй, шего давления питания. На чертеже изображена схема предлагаемого автоматического задатчика давления газа. Задатч-ик содержит щлиндр, со ступенчаТОЙ внутренней поверхностью 1, ступенчатый, нёуплотненный.плунжер 2, притертый к поверхнрсти ЦИЛИНДР 1, входной канал 3 пoc тоянного сечения, полость 4 цилиндра под плунжером выходной канал о, площадь которого регулируется кромкой торца плунжера 2, полости 6 и 7 над ступенями плунжер ИСТОЧНИК 8 высокого давленияуредукторы (аавления) 9 и 10 для питания задатчика в диапазонах средних и маль1х давлений, первую группу-.зледтрРПневмомВДйййВ-ДД« 12, 13, соединяющих источник питанияс рабочей камерой, вторую группу электро/овевмоклапанов 14, 15, 16, 17, соединя ших полости над ступенями плунжера с рабо чей камерой ; и атмосферой,: обратные клапаны 18, программный блок 19 для управления током электромагнита и переключением диапазонов, электронный усилитель 2 О, втяж ной нагружающий электромагнит 21, редук. тор 22 я электродвигатель 23, вращающий электромагнита и плунжер 2 для CHstтия сухого трения. Работа задатчика в диапазоне малых дав .дений осуществляется следующим образом. Электропневмоклапан 11 подключает источник питания 8 через редуктор 10 и обратный клапан 18 к полости 4. Клапаны 14, 15, 12, 13 закрыты, клапаны 16, 17 открыты И1. соединяют полости цилиндра над аязгнжером 6 и 7 с атмосферой. Неуплотнен- ный плунжер 2 под действием силы давл&- ияя в полости 4 и силы, созданной электромагнитным нагружающим устройством, может перемещаться, изменяя кромкой торца проходное сечение клапана 5. Движениеплунжера прекращается, когда сила давления .JB полости 4, зависящая от плдшади вьгаускного канала, уравновесит электромагнитную силу Pg, т.е. при выполнении равенства - площадь сечения ступени плунжера наибольшего диаметра Р величина задаваемого давления из диапазона малых давпений. Работа задатчика в диапазоне средних давлений осуществляется следующим образом . Электропневмоклапан 13 подключает источник 8 питания через редуктор ,9 и ,, обратный клапан 18 к полости 4.Клапаны -1,.,,„,.., 11, 15, 17, 12 закрыты, клапан16 откры яж :клапан 14 открыт и соединяет полости 4 и 6. Ступенчатый плунжер находится под действием задакшей силы Pji силы давления в полости 6 и направленной встречно силы давления в полости 4. Уравнение равновесия указанных сил имеет вид РЭ S -Pj - 5g -Р,,0 гу Л г/ РЗ - 5 -Р --О где3..л- кольцевая площадь ступенчатого в полости 6; S - плошйдь сече ступени плунжера среднего диаметра; р . величина задаваемого давления из диапазона средних давлений. 1 Работа задатчика в диапазоне высоких давлён1а 6еуществляется следующим образом. 5лектропневмоклапан 12 подключает источник питания ,8 через обратный клапан 18 к полос.ти 4. Клапаны 11, 16, 18, 13, закрыты, клапаны 14 и IS открыты и сое днняют..лолосси .4, 6, и 7 . Работа задатчика в диапазоне высоких давлений аналогична работе в диапазоне средних давлений. В состоянии покоя плунжера должно ныполняться равенство РдвЗд Т площадь сечения ступени плунжера наименьшего диаметбй; - величина задаваемого дав- V о ления из диапазона вьюоких давлений. Поскольку ,,, то площади 9 « , it on ev вВ О PC ЗЛА выбрать такими, что макснлл- ii мальное значение силы Р во всех трех диапазонах будет одним и тем же. Это дает возможность.использовать для создания задающей силы в трех поддиапазонах единственный нагружающий .электромагнит с одним диапазоном усилий, достаточным для нагружения плунжера в диапазоне малых давлений Предложенное устройство позволяет осуществить «задание давлений в нескольких смежных диапазонах, начиная от атмосферного давления и до нескольких десятков мегапаскалей, используя одну поршневую колонку и единственное устройство нагружения. Ф о р м у.л а и 3 о б р е т е н и я Автоматический задатчик давления газа, содержащий цилиндр с входным и выходными каналами и размещенный в нем плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, первый выход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунера, первую и вторую группы электропневмоклапанов, управляющие входы которых орпиноим г- пг,г,., „, -оеДинены с другими выходами программноо блока, отличающийся Тем,