Электропневматический аналоговыйпРЕОбРАзОВАТЕль Советский патент 1981 года по МПК F15C3/04 G06G5/00 

Изобретение относится к прибораь и средствам автоматики, а iiMeinio к эпек-л тромагнитным управпяюшим эпоментак-г устройствам, преобразующим входной электрический сигнал в пропорциоиапьный ему пневматический, и может быть приМвнено в автоматизированных системах управления в химической, нефтехимической и других отраслях промьпиленности. Известен эпектропневматический аналоговый преобразсжатепь магнитноэпектри ческогр типа, использующий реакцию стру соппа для создания усилия обратной связи и содержащий статор, выполненный в виде магнитной системы, с постоянным маг нитом, ротор с электрической катушкой, два соппа, установленные в статоре, и две заслонки, уставов ленныена роторе, электрическая катушка которого расположена в кольцевом щелевом зазоре между полюсами постоянного магнита статора tl. Полярность входного сигнала и полярность -постоянного магнита выбраны такими, что по мере увеличения входноГО сигнала ротор с заслонками перемещается, открывая одно сопло и закрывая другое сопло. Одно сопло является индикатором подвижной системы, и соединено со входом пневмоусилителя, а через дроссель - с линией питания. Другое сопло является соплом обратной связи, и соединено с выходом пневмоусилителя, давление которого служит выходным сигналом электропневмопреобразователя. Под действием этого давления вытекает струя воздуха из другчэго сопла и действует на заслонку с пропорциональным ему усилием, которое уравновешивает электромагнитную силу электрической катушки, пропорциональную сипе тока входного элекгрического сигнала преобразователя. Недостатками известного преобразователя являются сложность конструкции и малая величина верхнего значения давления выходного сигнала, что обусловлено .малыми величинами электромагнитных сил в электроматитной системе с неполвкжкь1М магнитопроводом.

Наиболееблизким по технической суп ности к предлагаемому является эпектропневматический усилитель типа соплозаспонка, в котором для подачи усилия на ааспонку используется электромагнит с якорем, являющимся подвижной частью магнитопрсюода 12}. Статор электромагнита имеет три сердечника. С одного конца ОКИ объединены магнитол ров од ом статора, а на другом их конце магнитный поток замыкается посредством магнитопровода якоря, который выполнен в виде коромьюла и шарнирно закреппен на среднем сердечнике. На крайние сердечники надеты электрические катушки, а на концах сердечников установлены сопла, которые соединены через осевые отверстия, имеющиеся в сердечниках, с выходами электропневматического усилителя и через дроссели - с линией питания 12.

Это устройство работает следующим образом.

На каждую из катуШек подают электрический ток. В зависимости от значения разности токов в катушках коромыспо якоря притягивается к одному из сердечнике и прикрьшает заслонкой сопло этого сердечника. При этом давление в канале сердечника увеличивается за счет постоянного притока воздуха через дроссель из линии питания и уменьшения расхода воздуха, вытекающего из сопла. Встречно усилию электромагнитного притяжения якоря к сердечнику действует усилие редакции струи воздуха, вытекающей из сопла, которое пропориионапьно давлению в нем. За счет этой отрицательной обра-гной связи на выходе двух сопел усилителя, образующих )ференциальную систему, устанавливается разность давлений, пропорциональная разности входных электрических токов.

Недостатками известного усилителя Являются сложность конструкции, обусловленная необходимостью использования элементов юстировки якоря относительно сопел, и недостаточное быстродействие, что связано со значительной массой якор

Цель изобретения - упрощение конструкции электропневматического аналогового преобразователя.

Поставленная цель достигается тем что в известием преобразователе, содержащем корпус со статором, один из попюсов которого выполнен в виде сердечника с соплом и осевым отверстием, соединяющим сопло с выходом преобразовагтепя и через дроссель - с каналом питания, индукционную катушку, ус танов л енную на сердечнике, и якорь с заслонкой сопла, расположенной в Камере, которая соединена с атмосферой, якорь, выполненный в виде диска, установлен на гибкой центрирующей подвеске, размещенной в корпусе против сопла, внутри которого расположена стопа сердечника статора, причем второй полюс статора сопряжен с внешней радиальной поверхностью сопла, выполненного в виде кольца из немагнитного материала.

На чертеже схематически изображен электропневматический аналоговый преобразователь, общий вид.

Преобразователь содержит статор 1, в котором один из полюсов 2 выполнен в виде Сердечника с осевым отверстием. На сердечнике 2 установлена электрическая катушка 3. На статоре 1 установлена гибкая центрирующая подвеска 4 с закрепленным на ней якорем 5, выполненнь1М в виде диска, и крышка 6, образующая камеру, которая соединена с атмосферой. На сердечнике магнитного полюса 2 установлено сопло 7, выполненное в виде кольца из немагнитного материала. Стопа магнитного полюса 2, расположенная против торцевой части дискового якоря 5, находится внутри сопла 7. Второй полюс 8 статора 1 примыкает к внешней радиальной поверхности сопла 7. Осевое отверстие в сердечнике 2 соединяет сопло 7 с линией питания через дроссель 9.

Преобразователь работает следующим образом.

Разность потенциалов, поданная на катушку 3, создает в ней ток, и благодаря этому электромагнит развивает соответствующее усилие притяжения якоря. 5 к статору 1, При этом якорь 5 закрывает сопло 7 и вканале за счет притока воздуха через дроссель 9 повышается давление, которое образует усилие, действующее на якорь 5 пропорционально площади соппа 7 и противодействующее сила магнитного притяжения к статору 1. При определенном давлении якорь приоткрывает сопло и Б образовавшуюся щель вытекает воздух, расход которого пропорционален зазору. Этот расход понижает давление в канале, что приводит к возникновению равновесия, и якорь повисает над соплом на расстоянии нескольких микрон. Равновесие сил на якоре эаписывается следующим уравнением:

p.e-ivpcof-ets.,

с1л