Пневматический повторитель Советский патент 1982 года по МПК F15C3/04 G01L7/08 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике на элементах пневмоавтоматики и может быть использовано в качестве датчика давления, например при измерении уровня жидкости с пневматической передачей показаний.

По основному авт. св. № 546743 известен пневматический повторитель, содержащий манометрический чувствительный эле.мент и прилегающую к нему проточную камеру с сопло.м, клапан набора давления, клапан сброса давления, имеющий пружину и сопло, соединенное с ат.мосферой, и заслонку, прикрепленную к мембране, причем управляющие камеры клапанов соединены через сопло с проточной камерой, прилегающей к манометрическому чувствительному элементу, и через дроссель - с каналом питания, а проточные камеры клапанов соединены с проточной камерой, прилегающей к манометрическому чувствительному элементу I.

Этот повторитель характеризуется недостаточной точностью, вызванной его повыт щенной статической погрещностью.

Цель изобретения - повыщение точности пневматического повторителя.

Указанная цель достигается тем, что в пневматическом повторителе, содержащем манометрический чувствительный элемент и прилегающую к нему проточную камеру с соплом, клапан набора давления, клапан

5 сброса давления, имеющий пружину и сопло, соедине.нное с атмосферой, и заслонку, прикрепленную к мембране, причем управляющие камеры клапанов соединены через сопло с проточной камерой, прилегающей к манометрическому чувствительному элементу, и через дроссель - с каналом питания, а проточные камеры клапанов соедине. ны с проточной камерой, прилегающей к .манометрическому чувствительному элементу, отверстие сопла клапана сброса смещено

15 относительно оси пружины этого клапана в осоответствии с соотнощением 4 3-5. где;

А - расстояние от внещнего края сонла до оси пружины; В - расстояние от внещнего края сопла

ДО оси сопла.

Входные отверстия каналов, соединенных с проточной камерой клапана набора и проточной камерой мано.метрического эле:мента, выполнены в боковой стенке проточной камеры клапана сброса. Н-а фиг. 1 показана схема предлагаемого повторителя; на фиг. 2 - узел клапана сброса. Повторитель содержит манометрический чувствительный элемент, в качестве которого использована мембрана 1 из тонкой полиамидной пленки. Мембрана 1 ограничивает наружное пространство 2 от проточной камеры 3 повторителя, которая соплом 4 и каналом 5 сообплается, соответственно, с управляющей камерой 6 и проточной камерой 7 клапана сброса. В повторителе имеется клапан набора давлений, в котором запирающим элементом является шарик 8, на который со стороны камеры 9 питания действует пружина 10, прижимающая щарик 8 к седлу 11, а со стороны проточной камеры 12 - толкатель 13, выполненный заодно-с жестким центром 14 мембраны 15, отделяющей проточную камеру 12 от управляющей камеры 16 клапана набора-давления. Камера 9 каналом 17 соединенас питающим трубопроводом 18. На ответвлении от канала 17 установлен дроссель 19, через который с помощью канала 20 к питающей линии присоединены камеры 16 и 6. Кроме гого, камера 9 через дроссель 21 соединена С каналом 22, с которым соединены также камеры 7 и 12 и выходной канал 23. Клапан сброса давления содержит сопло 24, отверстие 25 которого канало.м 26 и трубопроводом 27 сообщается с атмосферой, и заслонку 28, прикрепленную к мембране 29, разделяющей камеры 6 и 7. Отверстие 25 смещено относительно оси 30 мембраны 29, а в центральной части сопла 24 имеется углубление 31, в которое вставлена пружина 32, отжи.мающая заслонку 28 от сопла 24. Па центральной части заслонки 28 имеется выступ 33 для фиксации прилегающего к заслонке 28 витка пружины 32. Проточная камера 7 клапана сброса соединена с проточной камерой 3 повторителя самостоятельным каналом 5. На фиг. 2 показано расстояние А от внешнего края сопла (точка а) до оси пружины 32 и расстояние В от точки а до оси сопла. Повторитель работает следующи.м обрав пространстве 2, с которым граничит мембрана 1, находится среда, по отношению к которой повторитель служит датчиком давления. В процессе работы повторитель питается очищенным и осушенным сжатым воздухом постоянного давления Pf,y , подаваемым в повторитель по трубопроводу 18. Выходным сигналом повторителя является давление воздуха в канале 23, которым повторитель соединен с приборо.м для измерения и/или регистрации давления (на схеме непоказанном). Сброс воздуха из повторителя в окружающую атмосферу, давление которой - происходит через канал 26 и трубопровод 27. При увеличении входного давления Pgj, мембрана 1 прогибается вверх и прикрывает сопло 4. Проход через него питаюгцего воздуха прекращается и увеличивается давление в ка.мере 6, канале 20 и камере 16, в результате чего мембрана 15 прогибается вверх, поднимая свой жесткий центр 14 с толкателем 13 и открывая шариковый клапан набора давления. Питающий воздух проходит из клапана 17 в камеру 12 и далее в канал 22, с которым соединен выходной канал 23, и выходное давление Р„,,, увеличивается. При уменьшении входного давления Р мембрана 1 прогибается вниз и открывает сопло 4, через которое воздух из ка.меры 6проходит в камеру 3 и далее в канал 5, камеру 7, отверстие 25, канал 26, выходной трубопровод 27 и выходит в окружаюп1.ую атмосферу с давлением Рд Вследствие открытия отверстия 25, давление в камере 7и соединенном с ней канале 22 и канале 23 уменьшается, т. е. уменьшается выходное давление Р В установившемся режиме клапан набора давления закрыт. Подпитка канала 22, с которым соединен выходной канал 23, происходит через дроссель 21, а избыток воздуха сбрасывается в атмосферу через отверстие 25 в сопле 24. Точность повторителя определяется тем. РВЫХ f i 3насколько выходное давление ко к входному давлению Р . Разность между этими величинами Р 1 Р установившемся режиме работы повторителя является статической погрешностью повторителя. Эта погрешность в значительной степени зависит от конструкции клапана сброса. Для уменьшения погрешности повторителя необходимо уменьшить перег1ад давлений на мембране 29., к которой прикреплена заслонка 28 клапана сброса. Эта величина тем .меньп е, чем меньше сила, требующаяся для ее открывания и закрывания. Эта сила значительно уменьшается, если заслонку 28 поворачивать иа некоторый угол, а не перемещать поступательно. В данном гговторителе поворачивание заслонки 28 осуществляется благодаря тому, что отверстие 25 сопла 24 смещено относительно оси 30 мембраны 29. В связи с этим сила, прижимающая заслонку 28 к отверстию 25 при истечении через него воздуха, приложена к заслонке эксцентрично. Поэтому ближайший к отверстию 25 край заслонки 28 оказывается постоянно приближенным к краю сопла 24 в точке а. .Указанная точка служит центром, вокруг которого заслонка 28 поворачивается как рычаг. В данном повторителе усилие пружины 32 значительно меньше, чем у известного. При мощном сбросе воздуха в атмосферу