Пневматическое устройство для контроля объема емкости

 

Изобретение позволяет повысить быстродействие устройства для контроля объема емкости. При включении питания устройства сжатый воздух одновременно поступает в контролируемую емкость 1, в эталонную емкость 2 и в полости 13 и 14 механизма 5 сравнения. При этом независимо от объемов контролируемой емкости 1 и эталонной емкости 2 ввиду того, что поршень 8 со стороны полости 13 имеет меньшее сечение и есть связь этой полости с атмосферой через симметрично расположенную щель 7, поршень 8 занимает крайнее левое положение, и датчик 10 положения выключен. Если в момент опорожнения объем контролируемой емкости 1 меньше, чем объем эталонной емкости 2, то поршень 8 остается в левом положении, т.к. давление воздуха в полости 13 при этом достигает атмосферного раньше, чем в полости 14. Если объем контролируемой емкости 1 больше, чем объем эталонной емкости 2, то в момент опорожнения давление воздуха в полости 14 раньше достигает атмосферного, чем в полости 13 и поршень 8 перемещается в крайнее правое положение, вызывая включение датчика 10 положения - магнит 11 включает геркон 12, контакты которого замыкаются, и таким образом появляется сигнал о том, что объем контролируемой камеры больше объема эталонной емкости. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3. А1 (51)5 С 01 F 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4366241/24-10 (22) 30.01.88 (46) 07. 10.90. Бкл, 1"- 37 (72) Д.Г.Гутман, Б.А,Сентяков, В. С. Бочкарев и С. В.Г1ашинников (53) 681 ° 121 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 838370, кл. G 01 F 17/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 85507, кл. С 01 F 17/00, !947.

2 (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

КОНТРОЛЯ ОБЪЕМА ЕМКОСТИ (57) Изобретение позволяет повысить быстродействие устройства для контроля объема емкости. При включении питаний устройства сжатый воздух одновременно поступает в контролируемую емкость 1, в эталонную емкость 2 и в полости 13 и 14 механизма 5 сравнения. При этом, независимо от объемов контролируемой

1597573 емкости 1 и эталонной емкости 2 ввиду того, что поршень.8 со стороны полости 13 имеет меньшее сечение и есть связь этой полости с атмосферой через симметрично расположенную щель 7, пор5 шень 8 занимает крайнее левое положение, и датчик 10 положения выключен.

Если в момент опорожнения объем контрапируемой емкости 1 меньше, чем объ-10 ем эталонной емкости 2, то поршень 8 остается в левом положении, т.к. давление воздуха в полости 13 при этой достигает атмосферного раньше, .чем в Изобретение относится к измеритель-20 ной технике и может быть использовано для определения резерва прутковой за- готовки в патроне токарного станка с ЧПУ.

Цель изобретения — повышение быст- 25 родействия устройства.

На фиг.1 показано пневматическое устройство для контроля объема емкости, на фиг.2 — его статическая характеристика. 30

Устройство содержит контролируемую емкость 1 и эталонную емкость 2, подключенные через клапаны 3 быстрого выхлопа к источнику 4 повышенного давления и к механизму 5 сравнения, выполненного в виде цилиндра 6 с сим35 метрично расположенной сквозной щелью

7, в полости которого установлен плавающий поршень 8 переменного сечения, выпалненный, например, из фторопласта и имеющий с одной стороны механизм изменения сечения в виде конической расточки и винта-.клина 9. Механизм 5 сравнения имеет датчик 10 положения, выпалненный, например, в виде симметрично размещенного в поршне 8 и за. крепленного клеем магнита 11 и закрепленного над ним геркона 12. Полость

13 цилиндра 6 со стороны меньшего сечения поршня 8 подключена к контрали50 руемой емкости 1, а другая палость

14 — к эталонной емкости 2. Причем длина поршня 8 не меньше полусуммы длин цилиндра 6, щели 7 и диаметра поршня. Контролируемая емкость 1 в данном случае представляет собои по55 лость пневмоцилиндра 15, обеспечивающего подачу прутковой заготовки 16 в патрон 17 токарного станка. полости 14. Если объем контролируемой емкости 1 больше, чем объем эталонной емкости 2, то в момент опорожнения давление воздуха в полости 14 раньше достигает атмосферного, чем в полости 13 и поршень 8 перемещается в крайнее правое положение, вызывая включение датчика 10 положения — магнит 11 включает геркон 12, контакты которого замыкаются, и таким образом появляется сигнал о том, что объем контролируемой камеры больше объема эталонной емкости. 2 з.п ° ф-лы, 2 ил.

Ус тр ойс т в о для к онтр оля о бъема и олости цилиндра работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха от источника 4. давления летающая мембрана 18 клапана 3 быстрого выхлопа закрывает атмосферное отверстие 19 и воздух по одинаковым пневмолиниям 20 и

21 одновременно поступает в контролируемую емкость 1 (при этом выполняется подача прутка 16 в патрон 17 на заданную длину поршня 22) в эталонную емкость 2 и в полости 13 и 14 механизма 5 сравнения. Независимо от объемов контролируемой емкости 1 и эталонной емкости 2 и ввиду .того, что поршень 8 со стороны полости 13 имеет меньшее сечение и, следовательно, есть связь этой полости через сквозную щель 7 с атмосферой, давление воздуха в полос-,. ти 13 меньше, чем в полости 14, и поршень 8 занимает крайнее левое положение. Датчик 10 положения поршня при этом выключен — магнит 11 не взаимодействует с герконом 12. После выдвижения прутка 16 на заданную длину, например до упора в резцедержателе, подача сжатого воздуха прекращается, и в течение переходного процесса опорожнения контролируемой емкости

1 и эталонной емкости 2 происходит контроль объема.

Вр емя и ер е ход ног о пр оцес са оп ор ожнения сокращено применением клапана 3 быстрого выхлопа, в котором после отключения источника давления летающая мембрана 18 открывает атмосферное отверстие 19 и воздух истекает с минимальным сопротивлением непосредственно в атмосферу, минуя распределитель5- 159 ное устройство (не показано). Если в момент опорожнения объем контролируемой емкости 1 меньше, чем объем эталонной емкости 2, то поршень 8 остается в левом положении, так как давление воздуха в полости 13 при этом достигает атмосферного раньше, чем в полости 14. Если объем контролируемой емкости 1 больше, чем объем эталонной емкости 2 на величину йЧ, то давление воздуха в полости 14 раньше достигает атмосферного, чем в полости 13 и поршень 8 перемещается в крайнее правое положение, вызывая включение датчика положения 10 — магнит 11 включает геркон 12, контакты которого замыкаются и, таким образом, появляется сигнал о том, что контролируемый объем больше эталонного, Значение dV, определяющее чувствительность и точность срабатывания устройства, зависит от разности гидравлических сопротивлений пневмолиний 20 и 21, величины давления питания и разности сечений поршня 8, которая изменяется при отладке путем деформации одной стороны поршня 8 с помощью винта-клина 9.

Из статической характеристики пневматического устройства для контроля объема полости цилиндра (фиг. 2) следует, что при увеличении давления питания P уменьшается поправка на реО эультат сравнения объемов gV и относительная ошибка измерения IV которая при давлении питания Р, = 150 кПа составляет 0,5 . Основной элемент испытанного устройства — механизм сравнения имеет диаметр цилиндра 20 мм и разность диаметров поршня 0,06 мм в полостях 13 и 14. Магнит 11 имеет размеры 4 х 8 х 10 мм и геркон типа

КЭМ-24. Для обеспечения нормальной работоспособности устройства, заключающейся в отсутствии ложных срабатываний и обеспечения максимального быстродействия длина поршня должна быть не менее полусуммы длин цилиндра, щели и диаметра поршня — при этом исключается недопустимо короткая, меньше половины диаметра поршня, связь

7573

6 полостей 13 и 14 через щель 7 с ат.мосферой, Использование изобретения позволяет повысить быстродействие устройства для контроля объема полости цилиндра за счет совмещения операции контроля объема с подачей прутковой заготовки в патрон токарного станка и исключения необходимости ручного управления клапанами. Уменьшение количества клапанов в устройстве до одного упрощает его конструкцию.

Формула из о брет ения

l . Пневматическое устройство для контр оля объема емкости, с одержащее контролируемую и эталонную емкости, подключенные к механизму сравнения, через выходной запорный элемент к атмосфере, а через входной запорный элемент к источнику воздуха повышенного давления, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, входной и выходной запорный элементы выполнены в виде . клапана быстрого выхлопа, а механизм сравнения — в виде цилиндра с симметрично расположенной сквозной щелью, в полости цилиндра установлен плавающий поршень переменного сечения длиной не менее полусуммы длин цилиндра, щели и диаметра поршня с датчиком его положения, причем механизм сравнения подключен к контролируемой емкости полостью цилиндра со стороны меньшего сечения поршня, а к эталонной емкости — полостью цилиндра со стороны большего сечения поршня.

2, Устройство по и, l, о т л и

40 ч а ю щ е е с я тем, что поршень с одной стороны снабжен механизмом изменения сечения, выполненным в виде . конической расточки и винта клина.

3. Устройство по и. l, о т л и—

45 ч а ю щ е е с я тем, что цилиндр и поршень выполнены из немагнитного материала, а датчик положения поршня выполнен в виде симметрично размещенного в поршне магнита и размещенного на цилиндре геркона.

1597573

006

0,Об

Составитель О. Хоружий

Редактор А. Козориз Техред М. Ходанич Корректор Т.Малец

Заказ 3041, Тираж 526 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ЬЧ

Чэт

50 1Л

0,02

16 10 22 ZS + am

Ф02. Я

РОММ