Пневматический преобразователь усилия Советский патент 1982 года по МПК G01L1/02 

1

Изобретение относится к силоизмери- тельной технике, в частности к устройствам компенсационного типа для преобразования механического усилия в пропорциональный пневматический сигнал, и может быть использовано в приборах для измерения различных технологических параметров, например, давления, уровня, расхода, температуры и других, а также в разнообразных весовых дозаторах.

Известен пневматический преобразователь, содержащий передаточный рьиажный механизм, индикатор рассогласования типа сопло-Заслонка, пневматический усилитель и сильфонный узел обратной связи 1 .

Наличие в указанном устройстве мелких отверстий в виде сопел.и дросселей, подверженных засорению, понижает его эксплуатационную надежность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является пневмо- преобразователь, содержащий корпус с закрепленной на нем рычажной передачей

и сильфонный блок с двойным клапаном, выполняющим функции индикатора рассогласований и пневматического усилителя 2 .

Недостаток известного преобразователя заключается в том, что от воздействия переменного) перепада давления на нижний клапан набора воздуха возникает дополнительное переменное усилие на нем, I передающееся через шток и верхний клапан на верхнее дно сильфона, что понижает точность его работы.

Целью изобретения является повышение точности преобразования путем уменьшения влияния давления питания на выход ной сигнал.

Указанная цель достигается Тем, что в пневматическом преобразователе усилия, содержащем корпус с закрепленным на нем рычажным механизмом и герметичный упругий чувствительный элемент, во внутренней полости которюго установлен двойной клапан в виде клапана набора и клапана стравливания воздуха в атмосфе-

ру, соотношение диаметров клапана набора и клапана стравливания даоздуха в атмо феру выбирается в пределах 1,3--1,7, а соотношение диаметров сопла, связан-. ного с атмосферой, и клапана сопротивпения воздуха - в пределах 0,65-О,9, причем в седле под клапаном набора воздуха выполнен дроссель в виде открытого канала.

На фиг. 1 изображен преобразователь, общий вид; фиг. 2 - сечение А-А на фиг, 1.

Устройство содержит корпус 1, к которому на ленточных крестообразных опорах 2 закреплен рычаг 3, связанный с помощью сопла 4 с дном 5 сильфона 6. Нижнее дно 7 сильфона с помошью штуцера 8 для подвода сжатого воздуха связано с корпусом 1. Внутри сильфона размещен двойной клапан, состоящий из стравливающего воздух в атмосферу клапана 9, клапана 10 набора воздуха, штока 11, жестко связывающего оба клапана Седло 12 клапана 1О выполнено в виде втулки, запрессованной в штуцер 8. В седле 12 сделан канал 13 (риска). Рычаг 3 связан с пругкинойнулевой нacтpoй ки 14, регулировка которойосуществляется винтом 15. Для ограничения хода рычага 3 корпус имеет упор 16. Внутрен няя полость сильфона 6 с помощью импульсной трубки связана с втори&ым прибором 17. При подаче сжатого воздуха через штуцер 8 двойной клапан за счет действующего на него перепада давления поднимается вверх и приэтом клапан 10 ложится Б свое седло 12. Сжатый воздух в данном случае внутрь сильфона 6 посту пает через канал 13, а через клапан 9 и сопло 4 частично сбрасывается в атмосферу. Нулевой выходной сигнал (0,2 кгс/см ) настраивается винтом 15 с помощью изменения натяга пружиньГ 14 и верхнее дно действующей на рычаг 3 ильфона. При незначительном плавном увеличении механического усилия Р сильфон 6 йцесколько сжимается, при этом уменьгшается зазор между соплом 4 и клапаном 9, давление в полости сильфона 6 увелич вается до момента компенсации механического усилия. Вторичный прибор 17 фиксирует это давление. В этот момент , .клапан 10 находится в крайнем верхнем положении, и действующее на aero усилие от перепада давления не вносит погрешно сти измерения.

При резком увеличении механического усилия Р сильфон 6 сжимается больше, конец рычага 3 упирается в упор 16, .двойной клапан перемещается вниз, открывая подачу сжатого воздуха внутрь сильфона и в импульсную линию к прибору 17. Клапан 9 закрывается полностью, прекращается сброс воздуха в атмосферу.

По мере приближения к моменту компенсации механического усилия клапан 10 ложится в седло 12, и точная компенсация механического усилия происходит за счет подачи сжатого воздуха в полость сильфона через клапан 13. Выполнение постоянного дросселя в виде канала (риски) в седло под клапаном набора воздуха предотвращает его засорение, так как во время работы происходит периодическая автоматическая его продувка, что повышает эксплуатацион:ную надежность устройства.

При уменьшении механического усилия Р увеличивается сброс воздуха в атмосферу через клапан 9 и сопло до момент компенсации. Клапан 10 в этот момент закрыт.

Для уменьшения рабочего хода рь1чаж- ного механизма и пульсаций выходного сигнала, а следовательно, для повышения точностных характеристик устройства отнощение диаметра клапана 10 к диаметру клапана 9 равно 1,3-1,7, а отношение диаметра отверстия сопла 4 к диаметру клапана 9 равно О,65-О,9. Сечение отверстия канала 13 выполняется таким, чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха при максимальном перепаде на клапане 10 (при закрытом его положении) в количестве 1-3 нл/мин при давлении питания 1,4 кгс/см . Предлагаемый преобразователь имеет стандартный выходной пневматический сигнал, изменяющийся в пределах 0,21 кгс/см . Но конструкция его позволяет получить и другие диапазоны выходного сигнала, например, в пределах О,2-5 кгс/см рри давлении питаний 5,5-6 кгс/см, что расширяет функциональные возможности устройства. Формула изобретения Пневматический преобразователь усилия, содержащий корпус с закрепленным на нем рычажным механизмом и герметичный упругий чувствительный элемент, во внутренней полости которого установлен двойной клапан в Ш1де клапана набора и клапана стравливания воздуха в атмосферу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования путем уменьшения влияния давления питания на вь ходной сигнал, соотношение диаметров клапана набора и клапана стравливания воздуха в атмосферу выбирается в пределах 1,3-1,7, а соотношение диаметров сопла, связанного с атмосферой, и клапана стравливания воздуха ;в пределах 0,65-0,9, причем в седле под клапаном набора воздуха выполнен дроссель в виде открытого канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Каталог на маномет1 ы сйльфовяые 581212 (преобразоватета. типа ПП1, модель 042). 2.Паспорт на пневматический мано.метр дистанционной передачи системы Урзамат, ГДР, 1971 (прототип).