Стенд для определения коэффициента рас-ХОдА пНЕВМАТичЕСКиХ элЕМЕНТОВ Советский патент 1981 года по МПК G01F1/86 G01F3/00 

1

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, в частности к стендам ДJiя определения коэффициента расхода пневматических элементов, и может быть использовано в организациях ,i- занимающихся проектированием пневматических элементов.

Известен стенд для определения коэффициента расхода пневматических элементов, содержатий последовательно установленные в пневмомагистрали исг точник. сжатого воздуха, регулятор давления, ресивер с Измерительными приборами, впускной клапан и измерительную камеру 1.

Недостатком известного стенда является то, что он не обеспечивает достаточной точности измерений и не исключает ручного труда при определении коэффициента расхода.

Цель изобретения - повьзшение точности рри одновременном снижении трудоемкости определения коэффициента расхода.

Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен электронным блоком с источником электропитания и узлом нелинейности, и двумя пневматическими реле, вход одного из которых соединен с входом испытываемого элемента, вход

второго - с измерительной камерой, а выходы каждого пневмореле соединены, соответственно, с входом электронного блока, источник электропитания последнего связан с электрическими контактами двух пневмореле, а впускной клапан выполнен коническим и снабжен стопорным устройством и контактным датчиком.

o

На фиг. 1 представлена принципиальная схема стенда для определения коэффициента расхода пневматических элементов;на фиг.2 - зпускной клапан.

Стенд содержит последовательно

5 установленные в пневмомагистрали 1 источник 2 сжатого воздуха, регулятор 3 давления, ресивер 4 с измерительньоми приборами 5, впускной клапан 6, измерительную камеру 7,

0 электронный блок 8 с источником 9 электропитания и узлом 10 нелинейности, два пневмореле 11 и 12, вход 13 одного из которых соединен с входом 14 испытываемого элемента 15,

5 вход 16 второго - с измерительной камерой 7, а выходы 17 и 18 каждого пневмореле 11 и 12, соответственно, с входами 19 и 20 электронного блока 8, источник 9 электропитания пос0леднего связан с электрическими контАктами 21 fi 22 двух пневмореле 11 и 12, .впускной клапан 6 выпрлнен коническим и снабжен стопорным устройством 23 и контактным датчиком 24 Стопорное устройство 23 предназна чено для фиксации конического впускного клапана в двух крайних положениях. В корпусе 25 стопорного устрой ства 23 расположен поршень 26 двухстороннего действия, который имеет шток 27, заканчивающийся сферическим торцом 28. Щток 27 соединен с коромыслом 29, .которое связано с толкате лем 30, Стопорное устройство 23 закреплено, на р1есивере 4. . Пневмоцилиндр 31 служит для. перемещения конического впускного клапана б в крайнее левое положение и содержит поршень 32 со штоком 33, пойпружиненный пружиной 34 относительно ресивера 14. Конический впускной клапан б пред назначен для открытия или закрытий входа 14 и испытует най пневмоэлемент 15. Впускной конический клапан б установлен с помощью полого болта 35 на упругом рычаге 36 и подпружинен относительно него пружиной 37. В торце болта 35 установлен контакт контактного датчика - образован контактное устройство 38, предназначенное для фиксации начального момен та открытия впускного конического клапана 6. Нижний конец упругого рычага 36 закреплен с помощью болтов 39, а верхний конец его шарнирно сое динен с ползуном 40. В ползуне 40 размещен подпружиненный фиксатор 41.. 42,43 и 44 предназначены для подачи сжатого воздуха, соответственно, в рабочие полости стопор ного устройства 23, пневмоцилиндра 31 и ресивер 4. Клапан 45 позволяет установи ь необходимое давление воздуха на входе 14 в испы.туемый пневмо элемент 15. Электронный блок 8 содержит интег раторы 46, 47, соединенные с пневмореле 11, 12 и предназначенные для ав томатической фиксации времени t,j наполнения сжатым воздухом измерительной камеры 7 и времени t запаздаавани пневмосигнала на входе 14 в испытуемый пневмоэлемент 15. Узлы деле.ния 48, 49, 50 электронного блока 8 служат для вычисления величины iy I , К и /1 н и (U , где К ц - коэффициент коррекции, характеризующий запаздывание входного сиг нала на входе 14; ш - коэффициент расхода. Усилитель 51 электронного блока 8 предназначен для получения эффективной площади fg 5 (uf, где: f - площад проходного сечения испытываемого пнев мозлемента 15.Регистрация измеряеьвлх величин JU и f 3 оЪущёствляется с помо щью электроизмерительных приборов 52 ,53. Электронный блок 8 имеет также делители напряжений 54, 55 и узел 56 входных сопротивлений., подготовка к работе и работа стенда осуществляется следующи1й образом. Перед проведением исследований (измерений) на стенде устанавливаются необходикые испытуемый пневмоэлемент 15 и измерительная камера 7. Пн авморёле- 11, 12 настраиваются на давления, при которых их электрические контакты в процессе измеренийразомкнутсЯ| что будет сигналом для регистрации измеряемых величин tц и , исполезуемых при определении пропускиой способности Пиевмоэлемент а 15. Кроме того, на делителе напряжения 54 устанавливается такое напряжение, чтобы процесс интегрирования интеграторами 46 и 47 соответствовал реальному времени протекания процесса, так как эти интеграторы 46 и 47 предназначены для воспроизведения и запоминания текущего времени, С помощью делителя 55 подается напряжение на вход узла деления 50 в зависимости от площади проходного сечения испытуемого пневмоэлемента. Входной коэффициент для усиления напряжения устанавливается в узле 56 входных сопротивлений в зависимости от принятого объема измерительной камеры 7. j Далее процесс подготовки к работе cfeндa осуществляется следующим обраэом. . . Включается клапан 42, в результате чего сжатый воздух по пневмомагист- . рали 1 через клапан 42 поступает в поршневую полость стопорного устройстг ва 23. Поршень 26 со штоком 27 перемещается вниз, в результате чего подпружиненный фиксатор 41 выходит из корпуса ресивера 4. Одновременно коромысло 29 перемещает толкатель 30 вверх, после чего включается клапан 43. Сжатый воздух поступает в поршневую полость в пне вмоцилиндре 31. Поршень 32 со штоком 33 перемещается и передвигает ползун 40 влево. фиксатор 41 (после перемещения ползуна 40 влево) попадает в отверстие корпуса ресивера 4.В результате этого ползун 40 и впускной клапан 6 находятся в крайнем левом положении, причем впускиОй клапан 6 закрывает вход 14, пружина 37 сжимается, так как впускной клапан 6 одновременно передвигается относительно болта 35 вправо.Контактное устройство . 38 разлыкается. Затем включается клапан 44. Сжатый воздух начинает поступать от источника 2 в ресивер 4. Величина давления в ресивере 4 контролируется измерительным прибором 5. По достижении необходимой величины давления в ресивере 4 поступление сжатого воздуха из источника 2 прекращается выключением клапана 44. Перед проведением испытаний (замеров) клапан 45 находится в выключенном состоянии, вход 14 сообщается с атмосферой, поэтому случайно попавший сжатый воздух из ресивера 4 в испытуемый пневмоэлемент 15 выйдет Ъ атмосферу и не окажет отрицательно го влияния на процесс эамеров.Кроме того, перед проведением исследований выключается йтапан 43, сжатый воздух из поршневой полости пневмоцилиндра 31 выпускается в атмосферу. Пружина 34 перемещает поршень 32 со штоком 33 вправо. Это осуществляется для того, чтобы при проведении замеров поршень 32 со штоком 33 не оказывал сопротивления передвижению ползуна 40 вправо.: Функционирование стенда в процессе прсэведения испытаний пневмообъектов осуществляется следующим образом. , . . : .. Включается клапан 45, что позволяет перекрыть сообщение входа 14 и испытуемого пневмоэлемента 15 с атмосферой. Затем выключается клапан 42, поэтому сжатый :воздух от источника 2 через клапан 42 поступает в штоковую полость стопорного устройст ва 23. Шток 27 передвигается вверх, а корокысло 29 перемещает толкатель 30 вниз, который нажимает на фиксатор 41. Как только фиксатор 41 выйдет из корпуса ресивера 4, произой.дет (под действием упру1Х сти рычага 36) мгновенное перемещение ползуна. 40 вправо, фиксатор 41 окажется в корпусе ресивера 4 и впускной клапан б будет находиться в открытом по ложении. Сжатый воздух начнет поступать из ресивера 4 через испытуемы пневмоэлемент 15 в измерительную камеру 7. Причем в момент отрыва впус ного клапана б от своего седла замкнется контактное устройство 38, кото рое незамедлительно подаст напряжени делиЧгеля 54 на входы интеграторов 46 и 47. На выходе интеграторов 46 и 47 будем иметь напряжения,прямо пропорциональные реальному времени протекания прсэцесса наполнения измеритель ной камеры 7 из ресивера 4. Процесс нарастания напряжения (времени) на интеграторах 46 и 47 продолжается до . тех пор,пока давление в измерительно камере 7 и входе 14 не достигнет заданных величин, на которые настроены пневмореле 11 и 12. Как только давле ние на входе 14 достигает максимальной величины, электрический контакт 22 в пневмореле 12 разомкнется и отсоединит делитель напряжения 54 от интегратора 47, т.е. интегратор 47 с этого момента времени будет выдавать постоянное напряжение, сортветс вующее времени и запаздывания нарастания давления на.входе 14 в пневмозлемент 15. Таким же образом, как только давление в измерительной каме ре 7 достигнет заданной величины, электрический контакт 21 в.пневмореле 11 разомкнется и отсоединит делитель напряжения 54 от инт§:гратора 46. Интегратор 46 с этого момента времени будет выдавать постоянное напряжение, соответствующее времени tч наполнения измерительной камеры 7 сжатым воздухом до заданного конечного давления. В узле деления 48. получается напряжение, соответствукяцее 1величине tn/tJ , которое подается в узел 10 нелинейности. В узле 10 набрана нелинейность для коэффициента коррекции Кц f(tn/e), учитывающего запаздывание С входного сигнала, В узле деления 49 происходит деление коэффициента Кн на время t. Величина Кц/Ь}4 необходима для вычисления эффективной площади i f fg. Чтобы получить окончательное решение /цf, выход из узла деления соединен с входным сопротивлением 56 усилителя 51s с помощью которых учитывается «объем измерительной камеры 7. На. усилителе 51е имеем напряжение, соответствующее эффективной площади испытуемого пневмоэлемента. Если полученную JU f разделить на площадь f поперечного сечения испытуемого пневмообъекта, устанавливаемую с помощью делителя напряжения 55, то на выходе узла деления 50 получим искомую пропускную способность исс ледуемого пневмообъекта 15, выраженную в виде козффициента расх;ода и. Величина коэффициента расхода jU и эффективной площади регистрируется с помощью измерительных приборов 52 и. 53.. Изобретение обеспечивает значительное повшиение точности и снижение трудоемкости,определения пропускной способности пневматических элементов и может использоваться при исследовании и разработке различных пневматических элементов. Формула изобретения Стенд для определения коэффициента расхода пневматических элементов, содержащий последовательно установленные в пневмомагистрапи источник сжатого воздуха, регулятор давления г ресивер с измерительными приборами, впускной клапан и измерительную камеру, отличающий СЯ тем, что, с целью повышения точности при одновременном снижении трудоемкости определения коэффициента расхода, стенд снабжен электронным блоком с источником электропитания и узлом нелинейности, и двумя пневмореле, вход одного из.которых соединен с входом испытываемого злемента, вход Второго - с измерительной камерой, а выходы каждого пневмореле соединены, соответственно,с входами элект