Пневматический преобразователь Советский патент 1980 года по МПК F15C3/04 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может бьпь использовано для преобразовани сил, перемещений и давлений среды в давление сжатого воздуха. Известен пневматический преобразователь, содержащий чувствигелъиый элемент, заключенный в корпусе и выполненный в виде упругог тела, и сопло, связанное с входным дросселем через междроссельйую камеру, причем сопло установлено против отверстия, выполненного в корпусе 1. Недостаток этого преобразователя заключается в малой чувствительности, так как деформации под воздействием измеряемой величины подвержен только один упругий элемент. Необходимо значительное измеиение измеряемой величины для получения достаточной величины выходного сигнала. Наиболее близким к предлагаемому является преобразователь, в котором сопло .связано с междроссельной камерой через полость упругого эпеме1гга, например сильфона, один торец которого соедииен с соплом, а другой - с корпусом. Благодаря этому зазор между чувствительным упругим телом и соплом изменяется под влиянием измеряемой величины, воздействующей на упругое тело, и изменения давления в линии питания перед соплом, что приводит к деформации сильфона 12. Недостаток этого преобразователя заключается в ограниченности диапазона преобразования контролируемых параметров и недостаточной чувствительности. Уменьшение диапазона преобразования контролируемых параметров и чувствительности особенно проявляется при использовании в качестве чувствительного упругого элемента мембраны. Так как струя, выходящая из сопла, воздействует на мембрану, то при воздействии измеряемого параметра последняя начинает перемещаться не сразу, а лишь после того, как преодолевается воздействие струи. Это ограничивает нижний диапазон преобразования измеряемых параметров. Направление воздействия струи в сторону, обратную направлению воздействия преобразуемых параметров, уменьшает и чувствительность преобразователя. Недостаточный коэффициент преобразозания обуславливается тем, что сопло.

даже когда зазор между- ним и чувствительным элементом велик, имеет большое пневматическое сопротивление. Поэтому даже при отсутствии воздействия измеряемого параметра в междроссельной камере наблюдается значительное давление.

Цель изобретения - расширение диапазона преобразуемых параметров и повышение чувствительности преобразователя.

Эта цель достигается тем, что в преобразователе, содержащем чувствительный элемент, взаимодействующий с соплом, укрепленным на подвижном торце междроссельной камеры, междроссельная камера сообщена соплами, установленными в ней, с атмосферой, а с подвижным торцом ее связана заслонка, установленная относительно указанных сопел с зазором.

Такое выполнение преобразователя позволяет расширить диапазон преобразуемых параметров, так как воздействие струи, выходящей из сопла, на мембрану уменьшается - часть потока выходит через вновь выполненные в корпусе междроссельной камеры сопла и каналы. Чувствительная мембрана начинает деформироваться раньше или при меньших воздействиях на нее со стороны преобразуемого параметра. Уменьшение воздействия на мембрану со стороны струи увеличивает и чувствительность преобразователя. Последняя увеличивается также благодаря тому, что давление в междросселыгай камере нарастает под влиянием преобразуемой величины, воздействующей на упругий чувствительный элемент, деформации или перемещения подвижного торца междрос- сельной камеры, а также перекрытия вновь выполненных в самой камере каналов, сообщающих ее полость с атмосферой. Все эти фак торы взаимосвязаны, что делает положительную обратную связь более глубокой. Наличие указанных каналов уменьшает величину начального давления в междроссельной камере, что позволяет расширить диапазон преобразуемых параметров.

На чертеже представлена схема предлагаемог преобразователя.

Преобразователь состоит из корпуса 1, чувствительного элемента в вИде мембраны 2, взаимодействующей с соплом 3, укрепленным на подвижном торце в виде мембраны 4, междроссельной камеры 5, входного дросселя 6 и индикатора 7, соединенного с полостью 8 междроссельной камеры 5. В корпусе со стороны междроссельной камеры S выполнены дополнительные сопла 9, сообщающиеся с атмосферой. В полости 8 междроссельной камеры 5 с зазором 10 размещеиа пластина 11, служащая заслонкой для сопел 9 и жестко .связанная с мембраной 4 междроссельной камры 5. Сопло 3 относительно мембраны 2 установлеио с зазором 12. Зазоры 10 и 12 равны. Лля лучшего закрытия сопел 9 заслонкой 11 они снабжены уплотнительными кольцевыми прокладками 13. Зазор 12 регулируется путем смены шайбы 14. Чтобы вьщержать зазоры 10 и 12 примерно равными при замене Ц1айбы 14 ,заменяется и шайба 15. Атмосферные каналы 16 соединяют полость 8 междроссельной камеры 5 с атмосферой через сопло 3. Пластину 11 выполняют пружинящей. В этом случае зазор 10 устанавливается несколько меньше зазора 12, а при увеличении давления в полости 8 междроссельной камеры 5 и прогибе при этом мембраны 4 обеспечивается надежное закрытие каналов 9.

Преобразователь работает следующим образом.

При отсутствии воздействия иа мембрану 2 воздух, поступающий в полость 8 междроссельной камеры 5, выходит в атмосферу через сопла 9 и сопло 3 и атмосферные каналы 16, при зтом в полости 8 междроссельной камеры 5 устанавливается минимальное давление.

При воздействии силы F на мембрану 2 последняя деформируется, уменьшаются зазор 12 и расход питающей среды и увеличивается ее давление в полости 8 междроссельной камеры 5. При этом мембрана 4 также деформируется в направлении уменьщения зазора 12. Одновременно умеиьщается и зазор 10, что еще больще увеличивает давление в полости 8 междроссельной камеры 5. При уменьшеиии силы F описанный процесс протекает в обратном порядке до тех пор, пока не кончится ее воздествие и зазоры 10 и 12 HJs установятся определенной величины.

Техиико-экономический эффект от внедрения данного предложения достигается за счет увеличения чувствительности и расширения диапазона преобразуемых параметров, что позволяет унифицировать конструкции преобразователей и повысить точность их работы.

Формула изобретения

Пневматический преобразователь, содержащий корпус, в котором выполнена междроссельная камера, подключенная к каналу питания через дроссель и связанная с выходным каналом, причем одна из торцовых стенок междроссельной камеры выполнена подвижной, а на ней установлено сопло, расположенное против чувствительной мембраны преобразователя, подмембранная камера которого соединена с входным каналом, отличающийся тем.

что, с целью повышения чувствительности iipe-Источники, информации,

образователя, в междроссельной камере уста-принятые во внимание при экспертизе

новлены дополнительные сопла, соединенные1. Авторское свидетельство СССР И 296078,

с атмосферой, и заслонка, кинематически свя-кл, G 05 В 1/10.

занная с подвижной торцовой стенкой меж-5 2. Авторское свидетельство СССР по заявке

дроссельной камеры.N 2444427/24, кл. F 15 С 3/04, 16.05.77. ТУОТУУТХ

ХА и 8 т ////////// 5 а гг