Пневмогидравлический переключатель Советский патент 1981 года по МПК F15C3/02 

1

Изобретение относится к пневмогидроавтоматике и может быть использовано в качестве логических элементов в релейных системах-затдиты, в системах управления технологическими процессами, в системах перенастройки структуры пневмогидрорегуляторов и т.п.

Известны пневматические переключатели - пневмореле l.

Недостатком конструкций Э-тих пневмореле является использование резинотканевых мембран, которые Ограничивают диапазон рабочих давлений (0,08 МПа г 0,14 МПа). и снижают надежность пневмореле. Кроме того,- для работы этих пневмореле необходимо давление подпора, которое надо поддерживать постоянным на одном из его входов, что усложняет системы управления и снижает их надежность.

Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому изобретению являются элементы релейной автоматик (П5РА), которые включают в свой состав отличные по конструкции друг от друга четыре спедиализированных элемента и содержат мембраны со стер нем между ними, расположенные в полостях корпуса. Каждый элемент ваполняет определенную логическую функцию 2 .

Недостатком этих элементов является ограниченность диапазона рабочих давлений и выполняемых ими логических функций.

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих давлений и расширение функциональных возможностей переключа0теля.

Поставленная цель достигается тем, что в пневмогидравлическом переключателе, содержащем корпус с двумя

5 соосными цилиндрическими камерами, в ка)вдой из которых свободно расположены жесткие мембраны, цилиндрические камеры соединены между собой каналом, -в котором свободно расйоло0жен жесткий стержень, длина которого ; больше длины канала, к каждой цилиндрической камере подключен управляющий канал, а к каналу меяэду цилиндрическими камерами подключен выходной ка5нал, в каждой торцовой стенке обоих цилиндрических канюр выполнена кольцевая канавка, концентричная управляющему каналу и подключенная к соответствующему дополнительному выход0ному каналу, выполненному в корпусе. На чертеже показан пневмогидравлический переключатель, общий вид в разрезе. Устройство содержит корпус 1, в котором имеются две соосные цилиндри ческие камеры 2 и 3 со свободно расположенными в них жесткими мембранами 4 и 5. Камеры соединены прямым каналом 6, в котором расположен, свободно перемещагацийся стержень 7, дли на которого больше длины прямого канала, причем на внешние стороны корпуса из каждой цилиндрической камеры выведены управлякнцие каналы 8 и 9 а из прямого канала выведен выходной канал 10. В торцовых стенках 1114 обоих цилиндрических камер выполнены кольцевые канавки 15-18, из которых на внешнюю сторону корпуса выведены дополнительные выходные каналы 19-22. . . Переключатель работает следующим образом. После подачи в верхнюю цилиндрическую камеру 2 сигнала управления Р в виде давления рабочей жидкости или газа через управлякядий канал 8, и подачи в канал 19 давления, равно.го давлению слива системы Р, РСДЦЬ, 0, в нижнюю цилиндрическую камеру 3 подается давление Р управления че рез управляющий канал 9 и канал 22, которое больше по величине давления т.е. PI Р, управления. Давление Pj сначала действует на часть площади Мембраны 5, ограниченную площадью кольцевой канавки 18 и площадью торца управляющего канала 9 В результате .этого мембрана 5 под действием усилия, образованного истечением потоков рабочей жидкости из кольцевой канавки и канала управления, приподнимается вверх, поднимая при этом жесткий стержень 7, который в свою очередь приподнимает мембрану 4 вверх в цилиндрической Кс1мере 2 Затем давление Рп действует уже на всю площадь мембраны 5, которая сно ва поднимается до упора с торцовой стенкой 13, поднимая стержень 7 ввер который в свою очередь поднимает мем рану 4. Длина Жесткого стержня 7 больше длины прямого канала б, но недостаточна для перемещения мембраны 4 до упора с торцовой стенкой 11 или наоборот, при перемещении мембраны 4 вниз стержень 7 не может переместить мембрану 5 до упора,с тор цовой стенкой 14. Мембраны 4 и 5 под действием давлений могут занимать крайние положения до упора с торцовыми стенками 11 или 12, 13 или 14 в зависимости от давлений, действую щих на ту или другую ,сторону мембра ны, поэтому мембраны 4 и 5 выполняю ФУНКЦИИ заслонки. В результате дейс вия дазвления Р мембрана 5 йерекрывает кольцевую канавку 17 и нижний торец прямого канала 6, тем самым

840536 тключает канал 21, а приподнятая ембрана 4 жестким стержнем 7 вверх ткрывает кольцевую канавку 16 и ерхний торец прямого канала б. Обазуется связь управляющего канала 8 канала 19 через открытую кольцевую анавку 15 по цилиндрической поверхости камеры 2 с открытой кольцевой канавкой 1б и каналом 20, а через открытый верхний торец прямого канала 6 - с выходным каналом 10. В результате на выходе пневмогидравлического переключателя и в канале 20 устанавливается выходное давление, равное давлению управления Р , т.е. давлению слива системы Р, р. Р, Если через управляющий канал 8 и канал 19 подать в камеру 2 давление управления Е|. , большее. п6 величине чем давление Р, управления, то г Ц РЗ О. Под действием перепада давлений ЛР Р, - Р мембрана 4 перемещается вниз до упора с торцовой стенкой 12, закрывает кольцевую канавку 16 и верхний торец прямого канала 6, тем самым отключая канал 20 от выхода 10. Одновременно 1ембрана 4 перемещает стержень 7 вниз, который перемещает вниз мембрану 5 в камере 3. Мембрана 5 открывает кольцевую канавку 17 и нижний торец прямого канала 6. При этом мембрана 5 прижата давлением Р, к стержню 7, в результате чего давление Р из открытой кольцевой канавки 18 и открытого торца управляющего канала 9 через цилиндрическую поверхность камеры 3 поступает через открытую кольце-. вую канавку 17.в канал 21, а через открытый нижний торец прямого канала 6i постуЛает .в выходной канал 10. На выходе 10 пневмогидравлического переключателя и в, канале 21 устанавливается выходное давление, равное давлению Pj управления, т.е. %у, Р, 1 Таким образом, достигается выполнение различных логических функций, обусловленных сочетанием входных сигналов . Технико-экономический эффект от внедрения предла.гаемого изобретения достигается за счет расширения логических возможностей переключателя, что Уменьшает номенклатуру элементов при построении систем управления. Формула изобретения Пневмогидравлический переключатель, содержащий корпус с двумя соосными цилиндрическими камерами, в каждой из которых свободно расположены жесткие мембраны, цилиндрические камеры соединены между собой каналом, в котором свободно расположен жесткий стержень, длина которого больше длины канала, к каждой цилиндриче.ской

камере подключен управляющий канал, а к каналу между цклиндричёскими камерат подключен выходной канал, о т, л а ю щ и и с я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих давлений и расширеййя функциональHfcix возможностей переключателя, в Кс1ждой торцовой стенке обоих цилиндрических камер выполнена кольцевая -канавка, концентричнаяуправляющему каналу и подключенная к соотвётетвующему дополнительному выходному каналу, выпоитнённбйу в корпусе .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дмитриев В, Н. и Градецкий В. Г. Основы пневмоавтоматики. М., Машиностроение, 1973, с. 175-200.

2. Левин В.И. Современная пневматическая релейная техника и перспек.тивы ее применения в полиграфических машинах. М., 1969, с. 71-72.

2. 15 S