Устройство для задания давления

Устройство для задания давления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 150179 (21) 2711701/18-10 (1)м. . с присоединением заявки ¹â€”

G 01 L 27/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 250280. Бюллетень № 7 (Щ УДf(531 . 787 (088. 8) Дата опубликования описания 250280

Г.С. Луговский, В.A.Ñåpäþêoâ и А.iQ. Кацнельсон (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт теплоэнергетического приборостроения / ° (71) Заявитель (54) УС 1 РОЙС 1ВО ЗАДАНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области .теплоэнергетического приборострое-. ния, B частности, к устройствам для испытания приборов давления.

Известны системы, где давление жидкости для испытайия манометрических приборов создается с помоЬ ью поршневых прессов и гидроусилителей.

С, помощью поршневых прессов,:-; - давление создается вращением штурвала„ Необходимый уровень давления устанавливается по образцовому мано-. метру. Операция задания давления трудоемка и требует значительных физических усилий. С помощьк) гидро-. усилителей пневматическое (до

0,6 NtIa) или гидравлическое (до 3 Мпа) давление преобразуется в высокое дав" ление менее трудоемкими операциями, которые связаны с позиционным регу- лированием низкого давления. Обладая воэможностью задания любого уровня давления, подобные системы имеют низкую производительность (1) ° .-Этим

1 .системам свойственна субъективность в оценке качества испытуемых приборов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство задания давления (2), содержащее два пневмогидроусилителя с концевыми выключателями, к каждсеку выходу которых подсоединены управляемые всасывающий и нагнетательный клапаны, а к входу — переключающие клапаны, четырехвходойой элемент сравненйя с корректирующими дросселями и емкостью, входы которого подсоединены к выходам пневматического задатчика давления и дневмапреобразователя отрицательной обратной связи, резервуар с жидкостью и гид роаккумулятор., Действие устройства основано на принципе компенсации сил.

Сигналы, поступающие от задатчика давления и пневмопреобразователя, воздействуют на мембраны элемента сравйения, выходное давление которого меняется при появлении рассогла1 сования. Поступая на вход пневмогидроусилителя, последнее. изменяет выходное давление устройства до устранения рассогласования.

В результате эксплуатации действующей системы в условиях серийного производства манометрических приборов установлено, что наибольший эффект может быть достигнут при настройке эадатчика на один уровень давления и соответственно на одну поверяемую

717587 г точку испытуемого прибора. Количество задатчиков в этом случае равно числу поверяемых точек. При этом способе каждый иэ регулировочных -"стендов независимо от другого подключается к любому трубопроводу, давление в котором поддерживается постоянным с помощью задатчика. В действующей системе число стендов достигает 20. Дальнейшее увеличение числа одновременнб подключаемых стендов ограничено производительностью задатчиков. Последняя опре)деляется конструктивными параметрами гидроусилителя; диаметром и рабочим ходом поршней, а также расходными характеристиками регулирующей пневмо- 1 аппаратуры. Дальйейшее увеличение диаметров поршней сопряжено с увеличением управляющего давления в мембранной камере пневмОгидроусилителей или увеличением эффективных 2О площадей мембран. Однако серийно выпускаемая регулирующая пневмоаппаратура ограничена выходным сигналом 0,2 0,.1 МПа, сравнителЬно небольшим расходом (не более

2 м /ч) и удовлетворительно работает на малые подключаемые объемы..

Целью изобретения является повышение производительности устройства задания давления без снижения точности.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство задания давления, содержащее два пневмогидроусилителя с концевыми выключателями, к,каждому выходу которых подсоединены управляемые всасывающий и нагнетательный клапаны, а к входу - переключающие клайаны, четырехвходовой элемент сравнения с кор.ректирующими дросселями и емкостью, управляемый пневматическим задатчиком и пневмопреобразователем отрицательНой обратной связи, резервуар с жидкостью и подключенный к выходу гидроаккумулятор, снабжено пневмати- 45 ческим источником питания для пневмогидроусилителей, пневмоусилителем, сигнализатором уровня рабочей

"жйдкости,:установленным в гидроаккумуляторе, и двумя схемами совпаде- $O ния, причем вход пневмоусилителя подсоединен к выходу четырехвходового элемента сравнения, а выход — к газовой полости аккумулятора, при этом управляющие входы нагнетательных клапанов обоих пневмогидроусилителей через схемы совпадения соединены с сигнализатором уровня и каждый иэ них — с концевым выключателем нижнего

" " йоложения поршня другого пневмогидроусилителя, а входы переключающих кла- 6Q панов — с пневматическим источником питания пневмогидроусилителей .:

Одновременное использование эамк— нутого и йозйцйонного регулирования, обеспеченное таким построением устрой.45 ства, позволяет существенно увеличить производительность . задатчика без ухудшения его метрологических характеристик: при больших расходах, обусловленных подключением поверяемых или регулируемых приборов, давление в магистрали поддерживается пневмогидроусилителями с большой эффективной площадью поршней (позиционное регулирование), компенсация же медленно воздействующих возмущений (точное поддержание давления в пневматической полости гидроаккумулятора), например, в результате изменения температуры, старения и т.п.,осуществляется дополнительным пневмоусилителем (замкнутое регулирование).

На фиг,l показана принципиальная схема устройства задания давления.

Устройство содержит два пневмогидроусилителя 1, 2, к каждому выходу которых подсоединены управляемые всасывающие 3, 4 и нагнетательные

5, 6 клапаны, а к входу - переключающие клапаны 7, 8. Входы всасывающих ..

3, 4 клапанов .подсоединены к резервуару с рабочей жидкостью 9, а выходы нагнетательных 5, 6 клапанов - к гидроаккумулятору 10, пневмопреобра-эователю 11 и испытуемьм приборам.

Выход пневматического эадатчика давления 12 заведен в положительную камеру четырехвходового элемента сравнения 13, а выход преобразователя 11

S отрицательную. Выход элемента сравнения 13 соединен через дроссель 14 с положительной, а через дроссель 15 и емкость 16 — с отрицательной камерами элемента 13, а также через усилитель мощности 17 с входом пневмоусилителя 18. Выход пневмоусилителя 18, соединен с газовой полостью гидроаккумулятора 10. Каждый пневмогидроусилитель 1, 2 имеет два концевых выключателя: верхнего положения 19, 20 поршня и нижнего п6ложения 21, 22 поршня. Сигнал с концевых выключателей верхнего положения 19, 20 заведен одновременно йа управляющие входы переключающих 7, 8 и всасывающих 3, 4 клапанов — для включения,-а сигнал с выключателей нижнего положения 21, 22 - на управляющие входы нагнетательных 5, 6, всасывающих 3, 4 и переключающих 7, 8 клапанов собственного пневмогидроусилителя 1, 2, а также через схемы совпадения 23 и

24 на входы нагнетательных клапанов

5, 6 противоположных пневмогидроусилителей 1, 2 для выключения. Переключающие клапаны 7, 8 имеют два состояния: во включенном состоянии I сжатый воздух от дополнительного источника питания 25 поступает в мембранные камеры пневмогидроусилителей

1, 2, в выключенном состоянии источник питания 25 отключается а

1 мембранные камеры соединяются с атмосферой. Пневмопреобразователь 11, 717587 задатчик давления 12 и другие пневма тические регулирующие элементы,,кроме пневмогидроусилителей 1, 2,, имеют унифицированные входные и выходные сигналы и стандартное давление питания. Гидроаккумулятор 10 имеет сигнализатор уровня рабочей жидкости, выполненный в виде поршня

26, изолированного от корпуса, концевого датчика 27 и формирователя сигнала 28. Концевой датчик 27 подпружинен со стороны корпуса, сопри -касается с разделительной перегородкой аккумулятора 10 и имеет с ним электрический контакт. Сигнал с формирователя сигнала 28 заведен одно временно на вторые входы -схем совйй - дения 23, 24.

В качестве примера на фиг,2 показана одна из возможных реализаций сигнализатора уровня рабочей жидкос;ти в аКкумуляторе 10. Подвижное сое, динение. поршня 26 герметизируется комплектом манжетных уплотнений 29 и ноджимается гайкой 30. Поршень 26 не имеет электрического контакта -с корпусом аккумулятора 10. Последний осуществляется через датчик 27 и пружину. При уменьшении объема рабочей жидкости в аккумуляторе 10 разделительная перегородка 31 под воздействием давления газа перемещается в направлении к поршню 26, при этом изменяется электрическое сопротивление. Последнее и используется в" формирователе сигнала 28. Перемещением поршня 26 устанавливается необходимый зазор (в установившемся режиме), соответствующий зоне нечув< ствительности устройства.

Устройство работает следующим образом. Задатчиком давления 12 устанавливается необходимый уровень выход ного давления в устройстве. Сигналы, поступающие от зацатчика 12 и пневмопреобразователя 11, воздейсТвуют на мембраны элемента сравнения 13, давление на выходе которого пропорЦионально разности давлений Рр и Рп

Сжатый воздух через усилитель мощности 17 поступает на вход пневмоусилителя 18 и изменяет давление в его камере и газовой полости аккумулятора 10 до тех пор, пока дав-ление жидкости в магистрали не будет соответствовать требуемому уровню. Мембранный блок при этом приходит в равновесие, и давление на выходе элемента 13 устанавливается постоянным, Настройкой дросселей

14, 15 добиваются необходимого качества переходного процесса. Метрологические характеристики задатчика определяются стабильностью выходных сигналов задатчика давления 12 и пневмопреобразователя 11 (отрица тельной обратной связи). Система позиционного регулирования, включающая пневмогидроусилителя 1, 2 с концевыми выключателями 19(-22, сигна. лизатор уровня жидкости (26+28) нагнетательные 5,6, всасывающие 3, 4, переключающие 7, 8 клапаны и схемы совпадения 23, 24,,работает независимо от предыдущей системы и обладает существенно большой произво- . дительностью. На вход пневмогидроусилителей 1, 2 соответственно через клапаны 7, 8 подается сжатый, воздух под давлением, значение которого выбрано таким образом, чтобы на выходе давление рабочей жидкости несколько превышало выходное давление устройства. При отборе рабочей .

1 жидкости, вследствие подключения .. испытываемых приборов, рабочая жидкость из полости аккумулятора 10 вытесняется и происходит срабаты/ вание сигналиэатора уровня (26 28) .

2О Сигнал с формирователя 28 поступает на схемы совпадения 23, 24 и далее на клапан 5 или б, в результате чего один из них, например 5, открывается. Рабочая жидкость из полости гидроусилителя 1 через от.;крытый клапан 5 нагнетается в магистраль и жидкостную полость аккумулятора 10, объем которой выбран таким, что при полном:вытеснении, З(1 жидкости уровень давления в нем изменяется от нижнего значения поля допуска до верхнего. Концевой датчик 27 размыкается, регулировочным элементом при этом является поршень

26, Периодически вытесняя рабочую жидкость, поршень пневмогидроусилителя 1 достигает своего нижнего положения и замыкает концевой выключатель 21. При этом нагнетательный клапан 5 закроется, всасывающий кла4О пан 3 откроется, переключающий клапан 7 соединит воздушную камеру пневмогидроусилителя 1 с атмосферой, а схема совпадения 24 подготовит включению другой гидроусилитель 2

g$,c помощью клапана 6. Под действием пружины поршень пневмогидрцрсйтлителя 1 переместится в верхнее положение и заполнит свою полость рабочей жидкостью из бачка 9. В верхнем по5О ложении поршня включится концевой выключатель 19, в результате чего всасывающий клапан 3 закроется, а переключающий клапан 7 соединит . воздушную камеру пневмогидроусилителя 1 с источником питания 25. Клапан 5 остается закрытым до тех пор, пока поршень пневмогидроусилителя 2 достигнет своего нижнего положения и подготовит к включению схему 23.

В результате чего левое плечо уст ройства вновь будет готово к работе.

Следующим сигналом формирователя 28 через схему совпадения 24 включается клапан б, работу продолжает правое плечо устройства. Сигнал с концевого

65выключателя 22 правого плеча устрой717587

1 ства через схему совпадения 23 подготовит к включению клапан 5 H т,д.

Таким образом, обеспечивается попеременная работа пневмогидроусилителей

1, 2

Подключение входов пиевмогидроусилителей 1, 2 непосредственно к источнику питания 25 в процессе работы обеспечивает работу их с большим диаметром поршней,т.е.с большей производительностью, медленные изменения параметров окружающей среды (температу1ж, влажности и т.п.) приводят к изменению . величины давления в газовой полости аккумулятора 10 и смещению мембраны от исходного положения. Последнее 15 . представляет дрейф нуля задатчика. Благодаря введению дополнитель-. ного пиевмоусилителя 18, выход кото рого соединен с газовой полостью аккумулятора 10, все отклонения дав- 2О ления компенсируются изменением объема полости, что обеспечивает необходимую точность устройства. -"

Таким образом, устройстйо, выполненное по-предлагаемой схеме, имеет большую производительность и обладает более высокой метрологической надежностью.

Формула изобретения

Устройотво задания давления, содержащее два пневмогидроусилителя с концевыми выключателями нижнего и верхнего положения"поршня, к выходам каждого из которых подсоединены соответствующие всасывающий и нагие,,тателъный управляемые клапаны, а к! входам - переключающие клапаны, пневматический эадатчик и пневмопреобразователь, выходы которых подсоединены к четырехвходовому элементу сравнения с корректирующими дросселями и емкостью, резервуар с рабачей жидкостью, соединенный с всасывающими клапанами, и гидроаккумулятор, подсоединенный к выходной линии, связанной с пневмопреобразователем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности без снижения точности, оно снабжено пневматическим источником питания для пневмогидроусилителей, пневмоусилителем, сигнализатором уровня рабочей жидкости, установленным в гидроаккумуляторе, и двумя схемами совпадения, причем вход пневмоусилителя подсоединен к выходу четырехвходового элемента сравнения, а выход - к газовой полости аккумуля-. тора, при этом управляющие входы нагнетательных клапанов обоих пневмогидроусилителей через схемы совпадейия соединены с сигнализатором уровня и каждый из них.- с концевым выключателем нижнего положения поршня другого пневмогидроусилителя, а входы переключающих клапанов с пйевматическим источником питания пневмогидроусилителей. . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журнал MetroTogia àpI1cata, Бухарест, 9 12, 1968, с.57-59, 2. Авторское свидетельство СССР

9508701, кл.. G 01 Ь 27/00, 1974 (прототип) .

717587

Составитель О.Полев

Техред Н.Ковалева Корректор О.Ковинская

Редактор Л.Бибер

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с.Заказ 9826/57 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений, и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5