Компенсационный стабилизатор давления

 

Изобретение относится к устройствам стабилизации давления, применяемым, например , в пневмогидравлике. Изобретение позволяет расширить область применения устройства за счет расширения динамического диапазона его работы. Устройство содержит корпус, имеющий две полости, разделенные перегородкой, в центре которой расположена соосно с седлом пьезоэлектрическая шайба, закрепленная на перегородке внутри входной полости. Затвор , поджимаемый первой пружиной, расположен также внутри входной полости и жестко связан с ней своим широким основанием . Цилиндрический шток, проходящий через сопло и пьезоэлектрическую шайбу, жестко связан с одной стороны с вершиной затвора, а с другой через поршень, вторую пружину, опорную шайбу с дифференциальным винтом. Датчик давления, установленный на выходе выходной полости, подключен одновременно к индикатору и через масштабный усилитель и фазовращатель к пьезоэлектрической шайбе. Компенсационный стабилизатор давления работает следующим образом. Жидкость или газ под давлением Рвх подается fcp входную полость и далее через зазор. o6pd- зовэнный между пьезоэлектрической шайбой и затвором, в выходную полость. Величина уровня стабилизированного давления измеряется с помощью датчика давления по показаниям индикатора. При изменении давления в выходной полости усилиями пружин затвор перемещается вверх или вниз. Вследствие этого зазор увеличивается или уменьшается, в результате изменение давления в выходной полости будет парировано. Одновременно сигнал, пропорциональный перепаду давления, Р выхода датчика давления через масштабный усилитель и фазовращатель поступает на пьезоэлектрическую шайбу, что обеспечивает изменение зазора, которое приводит к адекватному парированию перепада давления . Предлагаемый стабилизатор давления выгодно отличается от прототипа введением регулирующего органа, позволяющего существенным образом расширить область применения за счет расширения динамического диапазона работы. 1 ил. у fc

„„5U„„ 1753458 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

«si)s G 05 D 16/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ, ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к устройствам:: Известно устройство стабилизации давстабилизации давления, применяемым, на- .. ления типа ФСВ6/1,6-339, включающее в пример, в пневмогидроавтоматике, ..; .„:: себя стабилизатор СВ1;6-338, который

1::: .-:: :-:;:- .:. .. - .-.:::: :„- --:.. 2 (21) 4785692/24 .-: ..:,-;.::. :: . "пружину, опорную шайбу с дифференциаль(22) 23.01.90,, ным винтом, Датчик давления, установлен(46) 07.08;92. Бюл. N. 29 .;:: . ный на выходе выходной полости, (71)Научно-производственноеобьединение". подключен одновременйо к индикатору и

"Ротор": ...-..;, .: через масштабный усилитель и фазовраща(72) А.И.Александров и В,Г.Терехов, тель к пьезоэлектрической шайбе. Компен(56) 1. Стабилизатор давления воздуха, мо- - сацианный стабилизатор давления дель 337, 339 завода "Калибр", раздел 5; с.: работает следующим образом. Жидкогть

10, .... ": .. —: ., или газ под давлением Рвх,,1 подается Ър

2. Лавров A, T. Элементы автоматиче-: - входную полость и далее через зазор, обр4- ских приборных устройств: Учебное посо-":: эованный между пьезоэлектрической шайбиедлявуэов.-М.;Машиностроейие, !975, бой и затвором, в выходную полость. с. 366 367., :--::. -:;::- =.:::-: В а уроеНа стабилизйрованного дав(54) КОМПЕНСАЦИОННЫЙ СТАБИЛИЗА- -: ления измеряется с йбмо4ью Датчика давТОР ДАВЛЕНИЯ -:::;:: .: ления по показанйФм йидикатора. При (57) Изобретение относится к устройствам изменении давлемйя" в вЫходной полости 3 стабилизации давления, применяемым, на-: усилияМи пружий ЗаТвор перемещается пример, в пневмогидравлике. Изобретение вверх или вйиз, ВслеДствие зтога зазор уве- ", позволяет расширить область применения:: личивается йли уменьшается ; в результате устройства за счет расширения динамиче- изменениедавленияв"выходнойполостибуского диапазона его работы. Устройство со- дет парировано. Одновремейно сигнал, держит корпус, имеющий две полости, . пропорциональйый перепаду давления, 4:.— разделенные перегородкой. в центре кото- . выхода дат««ика давления через масштаброй расположена соосно с седлом пьезоз-: ный усилитель и фаЗовращзтель -поступает лектрическая шайба, закрепленная на на пьезоэлектрическую шайбу; что обеспеперегородке внутри входной полости. За- чиваетизмененив зазора, которое приводит О твор, поджимаемый первой пружийой, рас- .. к адекватному"парирбванйю Мрейада дав- Ы положен также внутри входной йолости и ". ления . Предйагаемый стабилизатор давлежестко связан с ней своим широким осноёа- . ния выгодно" отличается от прототипа Q нием. Цилиндрический шток, проходящий введением регулирующего органа, пбзволя- ® через сопло и пьезоэлектрическую шайбу,.: ющего существеннйм образом расширить жестко связан с одной стороны с вершиной.; область применения за счет расширения дизатвора, а с другой через поршень, вторую - намического дйапазона работы. 1 ил.

ЮЮЙ

1753458

20

40

50 регулировочиый винт выполнен в виде диф-. ви фереициальиого винта, пь представляет собой мембранный регулятор обратного действия (1), Укаэанный стабилизатор давления воздуха имеет ограниченный динамический диапазон работы из-эа инерционности и нелинейности мембраны и пружины чувствительного элемента, а также не позволяет осуществлять качественное сглаживание высокочастотных пульсаций давления и реагировать нв изменение малых уровней давления. Kpo)4e того, из-эа ограниченного хода мембраны диапазон регулирования давления не шйрок.

Наиболее близким по своей технической сущности к прелчагаемому является компенсациони ый сто эилизатор давления; содержащий проточную цилиндрическую камеру, имеющуюдве полости; первую — с выходным, вторую-с выходным отверстиями, разделенные между собой перегородкой, сопло в центре перегородки, заслонку в виде конического клапана, первую пружину, расположенную внутри первой полости между ее донышком и широкйм основанием конического клапана, цилиндрический шток, жестко соединенный с вершиной коническогб клапана и проходящий через сопло во вторую полость, "поршень, находящийся во второй йолости и жестко связанный с цилиндрическим штоком, вторую пружину, расположенную во 30 второй полости между поршнем и опорной шайбой, поджимаемую регулировочным винтом (21.

Однако известный компейсационный стабилизатор давления имеет ограниченный динамический диапазон работы из-за наличия инерционных и трущихся механических деталей — пружин, поршня, цилиндра, наличие трения, кроме того, приводит к снижению порога чувствительности стабилизатора давления, а влияние вйбраций и лииеййых- ускорений накладывает опреде ленные ограничения на область его применения.

Цель изобретения — расширение обла- 45 с ги йрймеиения за счет расширения дина мического диапазона работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор, давленЬя введены датчик давления, масштабный усилитель и пьезоэлектрическая шайба, закрепленная одним торцом ва входной полости иа перегородке соосио с соплом и образующая с коническим затвором регулирующий орган; причем пьезоэлектрическая шайба подкачена через фазовращатель к масштабиомуусилителю, соединенному с датчиком давления, установленным в выходной полости, причем

Предлагаемый компенсационный стабилизатор давления позволяет существенным образом расширить область его применения и чувствительность по сравнению с прототипом за счет стабилизации пульсаций давления малого уровня, в том числе высокочастотных, повысить надежность компенсационного стабилизатора и эффективность использования его в условиях внешних механических воздействий (вибрации, ускорения). Кроме того, начальная выставка требуемого значения стабилизированного давления может быть осуществлена точнее.

На чертеже представлен компенсационный стабилизатор давления, общий вид.

Компенсационный стабилизатор давления состоит из корпуса 1, имеющего две полости — входную полость 2 с входным отверстием 3 и выходную полость 4, разделенные между собой перегородкой 5 с седлом

6, расположенным в центре перегородки 5, на которой жестко закреплена пьезоэлектрическая шайба 7 по одной из своих торцевых поверхностей внутри входной полости

2 соосно с седлом 6, являющимся ее продолжением. Конический затвор 8 выполнен в виде клапана, поджимаемого первой пружиной 9, расположенной внутри входной полости 2 и связанной винтами 10 с одной стороны с широким основанием конического затвора 8, с другой —. с донышком корйуса

1, Цилиндрический шток 11, проходящий через седло 6, жестко связан с одной стороны с вершиной конического затвора 8, а с дру гой — через поршень 12, вторую пружину 13, связанную с поршнем 12 винтом 14, опорную шайбу 15, находящиеся в выходной полости 4, с дифференциальным винтом, состоящим из подвижной втулки 16 и винта

17 с стаканом 18, внутренняя поверхность которого служит направляющей для подвижной втулки 16 (штифт, ограничиваю-щий угловое смещение втулки 16, ие показан). Стакан 18 закреплен на другой торцевой поверхности корпуса 1 с помощью винтов (не показаны). Датчик 19 давления, установленный йа выходе выходной полости 4 (выходное отверстие 20), подключен одновременно к индикатору 21 и через масштабный усилитель 22 и фазовращатель 23 . к пьезоэлектрической шайбе 7, в совокупности образующим регулирующий орган.

Компенсационный стабилизатор давления работает следующим образом.

Жидкость или газ под давлением Рах. подается через входное отверстие 3 в входную полость 2 и далее через зазор между утренней цилиндрической поверхностью еэоэлектрической шайбы 7 и коническим .

1753458 затвором 8 в выходную полость 4 на выходционном стабилизаторе давления. Причем ное отверстие 20. Величина уровня стабилизированного давления контролируется с помощью датчика 19 давления по показаниям индикатора 21. 5 пульсация давления малого уровня, в том числе высокочастотные, в первую очередь парируются исключительно регулируемым органом в силу известных недостатков, прибу, закрепленную во входной полости на менно компенсация перепада давления е выходной полости 4 известным способом с" 45 перегородке соосно с седлом одним торцом участием механической системы, аналогич-: и образующую с коническим затвором регуной используемой в прототипе (в которой лирующий орган, причем пьезоэлектричеизменение зазора происходит за счет кони- ская шайба подключена через ческого затвора относительно conna), ибо- фазовращатель к масштабному усилителю, 50 соединенному с датчиком давления, установленным в выходной полости, причем регулировочный викт выполнен в виде дифференциального винта. лее тонкая — путем встречното безынерционного движения пьезозлектрйческой шайбы 7 относительно затвора 8, реализованная в предлагаемом компенсаРегулировкой дифференциального вин- сущих механическому чувствительному элета задают требуемое значение стабилизи- менту компенсационного стабилизатора рованного давления. При изменении давления. давления, например уменьшении давления Предлагаемый компенсационный стаРвых, в выходной полости 4 усилием пружи- 10 билизатор давления отличается от прототины 13 затвор 8 перемещается вниз, Вслед- па тем. что позволяет" существенным ствие этого увеличивается зазор между образом расширить область применения за внутренней поверхностью пьезоэлектриче- счет расширения динамического диапазона ской шайбы 7 и затвором 8, В результате его работы и повысить чувствительность за давление в выходной полости 4 возрастает. 15 счет стабилизации пульсаций давления ма.Одновременносвыходадатчика19дав- лых уровней, в том числе в высокочастотления электрический сигнал через масштаб- ной области, повысить надежность работы ный усилитель 22 и фазовращатель 23, за счет введения регулируемого органа обеспечивающие адекватное парирование. стабилизации давления, осуществить боперепада давления, поступает на пьезоэ- 20 лее тонкую начальную выставку стабилизилектрическую шайбу7, работающую в режи- рованного давления с помощью ме обратного пьезоэффекта, вызывает дифференциального винта, а также дает пропорциональноеэтомусигналууменьше-.. возможность более эффективного его приние ее длины за счет сжатия, В результате менения в условиях внешних механических это приводит к увеличению величины зазо- 25 воздействий (вибрации. ускорения). ра, а следовательно, к парировайию возникшего в выходной полости 4 уменьшения . Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я давления.. Компенсационный стабилизатор давлеПри увеличении Рвых. В выходной поло- ния, содержащий корпус, между входной и сти 4 усилием пружины 9 поршень 12 пере- 30 выходной полостями которого установлена мещается вверх. Вследствие этого перегородка, в центре которой выполнено уменьшается величина зазора и давление в седло, подпружиненный к седлу конический выходной полости 4 падает. Одновременно затвор, расположенный во входной полости с началом увеличения Р, . сигнал с выхода и связанный через шток, проходящий через датчика 19 давления поступает через масш- 35 седло, с поршнем, расположенным в выходтабный усилитель 22 и фазовращатель 23 на ной полости и связанным с пружиной задапьезоэлектрическую шайбу 7, вызывая про- ния давления, снабженной регулировочным порциональное этому сигналу увеличение винтом, отличающийся тем, что, с целью ее длины за счет растяжения. В результате . расширения области применения за счет это приводит к уменьшению зазора, а сле- 40 расширения динамического диапазона радовательно, к парированию возникшего в . боты устройства, оно содержит датчик даввыходной полости 4 увеличения давления. ления, масштабный усилител ь, Таким образом, возникают одновре- фазовращатель и пьезоэлектрическую швй1753458

7.:;:.ф:У:

" У

) /

Составитель- В.Терехов

Те ред М.Моргентал

Корректор М,Максимишинец

Редактор И.Шмакова

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

Заказ 2768 . Тираж - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета йо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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