Пневматический уравновешиватель
Патент 1523747
Авторы
Классы МПК
Пневматический уравновешиватель
Иллюстрации
Реферат
Изобретение позволяет повысить экономичность пневматического уравновешивателя путем снижения ошибки уравновешивания при опускании. Полости 3,4 двигателя 2 соединены линиями 5,6 с источником 1 питания. В линии 6 установлен предохранительный клапан 7 с рабочим органом, в линии 10 сброса - регулируемый дроссель 9, выполненный с возможностью увеличения проходного сечения при повышении давления перед клапаном 7. Орган 8 жестко соединен с регулирующим элементом 12 дросселя 9. Клапан 16 быстрого выхлопа установлен в линии 6 для случаев, когда скорость подъема больше скорости опускания. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (19) (11) (51)4 F 15 В 11 06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4175224(25-29 (22) 04.01.87 (46) 23.11.89. Бюл. и 43 (71) Симферопольское головное специальное конструкторско-технологическое бюро пневмооборудования Производственного объединения "Пневматика" (72) Д.А.Демидов и Ю.П.Алафуэов (53) 621.225.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 720199, кл. F 15 В 11/00, 1978 ° (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УРАВНОВЕШИВАТЕЛЬ (57) Изобретение поэволяет повысить экономичность пневматического урав2 новешивателя путем снижения ошибки уравновешивания при опускании. Полости 3 и 4 двигателя 2 соединены линиями 5 и 6 с источником 1 питания. В линии 6 установлен предохранительный клапан 7 с рабочим органом, в линии 10 сброса — регулируемый дроссель 9, выполненный с возможностью увеличения проходного сечения при повышении давления перед клапаном 7. Орган 8 жестко соединен с регулирующим элементом 12 дросселя 9. Клапан 16 быстрого выхлопа установлен в линии б для случаев, когда скорость подъема больше скс рости опускания. 1 s.ï. Ф-лы, 3 ил.. 1523747 р R- Qw
g-ðf Р где р
P
К
Т
P .Я
55 Рз отношение давления.
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в различных отраслях промышленности..
Цель изобретения — повьппение экономичности путем снижения ошибки уравновешивания при опускании.
На фиг. 1 показана схема пневматического уравновешивателя„на фиг.2конструкция клапана с дросселем; на фиг.3 — характеристики уравновешивателя.
Пневматический уравновешиватель содержит источник 1 питания, двигатель 2 с полостями 3 и 4, соединенными с последним линиями 5 .и 6, в одной иэ которых установлен предохранительный клапан 7 с рабочим органом 8, и дроссель 9, установленный в линии .10 сброса, при этом дроесель 9 выполнен регулируемым с возможностью увеличения проходного сечения 11 при повышении давления перед предохранительньпч клапаном 7, рабочий орган 8 которого жестко соединен с регулирующим элементом 12 дросселя 9. Кроме того, двиravens снабжен штоком .13, соединенным с электроприводом 14„- Имеется также редакционный клапан 15 и может быть установлен клапан 16 быстрого выхлопа.
Пневматический уравновешиватель работает следующим образом.
При опускании воздух из полости
3 через клапан 7 вытесняется: часть в атмосферу через дроссель 9,а часть по линии 6 через клапан 16 - s полость 4, избыточное давление в которой компенсирует превышение давления в полости 3.
Ошибка уравновешивания при опускании равна
ДС (P„+ ДР) F - Р,„(Р - Гщ) — G где Р„ — давление настройки клапана 7;
r3P — превьппение давления перед клапаном 7 в полости 3;
F — площадь поршня двигателя 2;
F — площадь штока 13;
Р„ — давление в полости 4 .
С вЂ” вес подвижных частей механизма.
Учитывая, что G = Рн F и пренебре гая величиной площади штока 13, получают DG = (йР— Py) Р, т.е. ошибка уравновешивания пропорциональна разности давления в полости 4 и величины превьппения давления в полости 3.
По осям координат (фиг.3) отложены относительные величины давления
Р Р/Р„ „,, массового расхода qQ/Q „ „ и высоты подъема рабочего органа 8 Й = Н/Н
Приведен также график превьппения давления перед клапаном 7dP соответствующий характеристике пропорционального клапана.
Приведены графики изменения давления в полости 4 и линии 6, полостях
Р,, Р;сплошной линией показанодавление, создаваемое дроссельным элементом постоянной площади, штриховой линией — давление, создаваемое переменным сечением 11.
Расход Яд через дроссель 9 on" ределяется из уравнения неразрывности где Q — расход через клапан 7;
Я„, - расход сжатого воздуха, поступающего в полость 4, 30
Рш+ Ра
e.- п — —--ш PA+ РЮ где P — атмосферное давление;
Р„ - давление в полости 3.
Поскольку давление в полости 3 значительно превышает давление в полости 4,.через дроссель 9 проходит большая часть расхода клапана 7.
Характеристика дросселя 9 рассчитывается по известной формуле для массового расхода (докритическое истечение): коэффициент расхода; площадь дросселя; абсолютное давление в линии 6; показатель адиабаты; газовая постоянная; температура воздуха в линии 6;
Площадь переменного сечения 11. дросселя 9 зависит от подъема рабочего органа 8
15237 где f, — площадь сечения 11 дросселя 9 в закрытом положении клапана 7;
Ь вЂ” коэффициент пропорциональности, Площади дроссельных элементов выбраны так, что при максимальном расходе (n - 1) перепад давления на дросселе 9 и s плолости 4 Р,„ равен превышению давления йР.
На фиг.3 приведены графики относительной ошибки уравновешивания В G
ДС/ЬС„,„„, сплошной линией — для дросселя 9 постоянйой площади, штриховой - для переменного сечения 11, где ЙС „< — максимальная ошибка уравновешивания в известном устрой- 20
Ошибка уравновешивания зависит от расхода через клапан 7 (т.е. от скорости опускания).
Из графиков изменения d G видно, 25 что ошибка уравновешивания значительно снижена по сравнению с известным устройством. Ври максимальном расходе она равна нулю.
Наибольшая ошибка (при Я 0,5) составляет для постоянного дросселя
9 ЙС = 0,5, для переменного -dG
0,2, т.е. переменный дроссель 9 наиболее эффективен.
При подъеме воздух от источника
1 поступает в полость 3, давление в которой поддерживается редукцион.ным клапаном 15. Из полости 4 воздух вытесняется через клапан 16, клапан
7 закрыт.
Возможен также вариант схемы без итапана 16. При этом воздух из полости 4 сбрасывается с атмосферу че47 6 рез дроссель 9. При равных скоростях подъема и опускания расход воздуха из полости 4, проходящего через дроссель 9, значительно менее расхода
Q д при отк рыт ом клапане 7, т а к как абсолютное давление в полости 4 меньше давления в полости 3, т.е. перепад давления на дросселе 9 при подьеме механизма незначителен.
Установка клапана 16 необходима в случаях, когда скорость подъема больше скорости опускания или когда площадь f переменного сечения 11 при закрытом клапане 7 мала, что повышает давление в полости 4 при подъеме.
Формула изобретения
1. Пневматический уравновешиватель, содержащий источник питания, двигатель с полостями, соединенныии с последним линиями, в одной иэ которых установлен предохранительный клапан с рабочим органом, и дроссель, установленный в линии сброса, о.тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения ошибки уравновешивания при опускании, дроссель выполнен регулируемым с возможностью увеличения проходного сечения при повышении давления перед предохранительным клапаном, рабочий орган которого жестко соединен с. регулирующим элементом дросселя.
2. Уравновешиватель по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что он снабжен клапаном быстрого выхлопа, установленным в линии, соединяющей полость пневмодвнгателя с выходом предохранительного клапана.
1523747
Составитель С.Анисимов
Редактор А.Козориз Техред М.Коданич Корректор С.Черни
Заказ 7020/35 Тираж 605 Подписное
ВНИИПК Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101