Электропневмопреобразователь

Электропневмопреобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ав) и (51) 4 Р 15 С 3/04

/ /д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСЙОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (21) 3723239/24-24 (22) 06.01.84 (46) 30.01.86, Бюл. ¹ 4 (71) Донецкое отделение Института

"Гипроуглеавтоматизация" (72) Ю.N. Барац, А.A, Áåëîöåðêîâñêèé, Ю.П. Жуков и Л.M. Салтанова (53) 621-525(088,8) (56) В.М. Энгеброт "Преобразователи рода энергии сигналов в системах автоматического управления". М.:

Энергия, 1970, с. 59-61, Сб. : Пневмоавтоматика.-M.: Наука, 1972, с. 202-204. (54) (57 ) ЭЛЕКТРОПНЕВМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий установленные в корпусе блок преобразования входного электрического сигнала в усилие, две мембраны с разными эффективными площадями, жесткие центры которых соединены между собой штоком и с якорем блока преобразования электрического сигнала в усилие, и узел формирования выходного сигнала, выполненный в виде двух коаксиально расположенных седел с общей подпружиненной заслонкой, внутреннее седло неподвижно соединено с корпусом, а внешнее седло выполнено в торце штока, причем внутреннее седло сообщено с каналом литания, внешнее седло — с полостью отрицательной обратной связи, расположенной между мембранами, и с выходным каналом, а камера сброса, в которой размещена заслонка, подключена к атмосфере, отличающийся тем, что, с целью повышения статической точности, в корпусе установлены разделительная мебмрана, образующая соединенную с выходным каналом преобразователя камеру разгрузки, и двухпружинный редуктор силы, при этом пружина сжатия редуктора с жесткостью С1одним концом сопряжена с заслонкой, а другим — с жестким центром разделительной мембраны, а пружина сжатия с жесткостью с ода, ним концом сопряжена с жестким центром разделительной мембраны, а вторым — с кольцевым выступом, выполненным на корпусе.

1208

Изобретение относится к преобразователям энергии сигналов H может быть применено для связи электрических систем с пневматическими.

Цель изобретения — повышение 5 статической точности устройства.

На чертеже изображен электропнев-мопреобраэователь.

Электропневмопреобразователь состоит иэ корпуса 1, блока 2 преобразо- 1О вания входного электрического сигнала в усилие, выполненного, например, Ь вдде электромагнита с внешним поворотным якорем, узла формирования выходного сигнала, состоящего из 15 двух коаксиальных седел 3 и 4, закрывающихся заслонкой 5, подпружиненной пружиной б со стороны камеры ? сброса. Внутреннее седло 3, неподвижно связанное с корпусом 1 устрой- 2п ства, соединено с каналом питания а внешнее седло 4 — с полостью 8 отрицательной обратной связи, образованной мембранами 9 и 10, жесткие центры которых связаны между 25 собой штоком 11 и с якорем 12 блока

2 преобразования входного электрического сигнала в усилие. Полость 8 является одновременно выходной камерой преобразователя и соединена с камерой 13 разгрузки, которую образуют корпус 1 и разделительная мембрана 14. Между жестким центром разделительной мембраны 14 и заслонкой 5 установлена пружина 15 сжатия. Пружи35 на сжатия 16 установлена между кольцевым выступом корпуса I и жестким центром разделительной мебмраны 14.

Полость 8 подключена к выходному каналу „, на корпусе выполнен

ых кольцевой выступ 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении пружина б компенсирует силу, возникающую при действии давления питания на площадь круга, образованного касанием заслонки 5 и неподвижного седла 3. Подвижное седло 4 также контактирует с заслонкой. В результате взаимодействия магнитного поля, возбуждаемого преобразуемым током, с якорем 12 возникает усилие, передаваемое через жесткие центры мембран 9 и 10 на внешнее седло 4, в результате чего заслонка 5 преодолевает действие пружины 6 и отходит от неподвижного седла. Давление поступает в выходную

Выбор соотношений параметров элементов разгрузки преобразователя определяется статическим расчетом.

Предварительно выбраны положительные направления координат смещения мембраны М и заслонки

Силы, действующие на заслонку, Fç, = =п„ò, Sç,i- P „õ S,- C, (X эффективная площадь разделительной мембраны 14; рабочая площадь заслонки 5; площадь, образованная касанием неподвижного седла и заслонки; где

329 2 камеру 8, одновременно воздействуя на мембраны 9 и 10. Эффективная площадь мембраны 10 больше площади мембраны 9, поэтому результирующее воздействие противодействует усилию, развиваемому блоком 2 преобразования входного электрического сигнала.

При уравновешивании этих сил заслонка 5 закрывает неподвижное седло 3, разрывая связь выходной камеры 8 преобразователя с каналом питания °

При уменьшении величины преобразуемого тока мембраны 9 и 10 приподнимают связанное с их жесткими центрами наружное седло 4 и сбрасывают часть давления в камеру 7 сброса.

Разгрузка заслонки от действия выходного давления в процессе регулирования осуществляется элементами, состоящими из камеры 13 разгрузки, разделительный мембраны 14, пружины

15 сжатия, имеющей жесткость и пружины 16 с жесткостью С

При увеличении выходного давления, действующего на рабочую площадь заслонки 5 (рабочая площадь — площадь кольца, образованного касанием заслонки 5 и подвижного 4 и неподвижного 3 седел), изменяется момент открытия заслонки. Для компенсации этого изменения выходная камера 8 соединена с камерой 3, образованной разделительной мембраной 14 с корпусом 1.

Результирующее силовое воздействие от редуктора силы, построенного на элементах, содержащих разделительную мембрану 14 и пружины 15 и 16 сжатия, противодействует усилию, возникающему на рабочей площади заслонки.

1208329 где

С, — жесткость пружины 15; — жесткость пружины 16; — давление питания;

Ры„ - давление в выходной камере.

Силы, действующие на мембрану, „=-Р „-5,+С (Хз-Х ml-Cg "rn (2) Условия статического равновесия: м"0>,з ь О (3) с,.с, Р =p о пит з (10) По условиям статического равновесия для заслонки необходимо, чтобы одновременно 1 (Р „„ ) и были равны О. Г, компенсируется начальным сжатием пружины с жесткостью с,.

С учетом (3) выражения (1) и (2) преобразованы;

P лит 3 вых а f Cq Хм О; (4) выл 6, - Хм (С,+Са) =O . (5)

Иэ (5) следует:

Рвах i

Хц= —. (6)

С,+С

При подстановке (6) в (4), получают c, c, В статике необходимо, чтобы F =О.

Как видно из (7), сила, действующая на заслонку содержит две составляющие. з=<(„„l »о т (8) ) ля компенсации силы g (p ) иэ

15 выражения (9) следует, что

52

5, с, ° с, (11)

Применение предлагаемого устройства разгрузки заслонки, параметры которого связаны соотношением (11), существенно улучшает статическую точность преобразователя. Большие

25 проходные сечения клапана обеспечивают высокое быстродействие электропневмопреобразователя °

В качестве рабочего тела в преоб разователе можно использовать не только воздух, но и жидкость.

1208329

Составитель О. Гудкова

Техред А.Бабинец Корректор A. Обручар

Редактор Л. Пчелинская

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 227/47 Тираж 610

ВНИИПИ Государственного по делам иэобретений

113035, Москва, Ж-35, Раушская

Подписн ое комитета СССР и открытий наб.,„ д. 4/5