Пневматический задатчик давления

 

Изобретение относится к элементам пневмоавтоматики, а именно к задатчикам давления и может быть использовано в качестве цифро-аналогового преобразователя. Изобретение позволит упростить конструкцию и уменьшить энергозатраты, которые не зависят от количества формирователей давления. Пневматический задатчик давления содержит формирователи давления, сумматор, в качестве которых используют, например, с различными уровнями срабатывания клапаны 1,2,3, коммутатор, состоящий из последовательно соединенных запорных элементов 23,24,25 по числу формирователей давления. Камера 18, 19 каждого предыдущего клапана 1, 2 соединена с соплом 5, 6 последующего клапана, сопло 4 первого клапана соединено с выходным каналом непосредственно и через дроссель с источником давления, камера 20 последнего клапана 3 соединена с атмосферой, сопло 26, 27, 28 каждого запорного элемента 23, 24, 25 подключено к соплу соответствующего клапана 1, 2, 3, а проточная камера 29, 30, 31 и камера 18, 19, 20 соответствующего клапана. 1 ил.

Изобретение относится к элементам пневмоавтоматики, а именно к задатчикам давления и может быть использовано в качестве цифроаналогового преобразователя.

Известен задатчик, содержащий корпус с проточной и глухой камерами, между которыми расположена мембрана, с одной или обоих сторон которой установлены пружины, причем пружина, размещенная в глухой камере выполнена с узлом настройки усилия, сопло, установленное в проточной камере, и выходной канал, соединенный через дроссель с каналом питания, и через сопло с атмосферой [1].

Недостатком известного задатчика является то, что он не может автоматически изменять своего выходного сигнала.

Известен электропневматический цифроаналоговый преобразователь, содержащий блок преобразования, выполненный в виде элементов сравнения и дросселей, одни концы которых соединены с элементом сравнения, а другие с атмосферой через электропневматические клапаны, подключенные к (n-1) входным каналам, сумматор, дискретный электропневматический преобразователь, электрический вход которого соединен с n-м входным каналом, и задатчик эталонного сигнала n-го разряда, выход которого через дискретный электропневматический преобразователь соединен с плюсовой камерой сумматора, вторая плюсовая камера которого подключена к выходу блока преобразования [2].

Недостатком известного устройства является большой расход энергии питания, сложность конструкции.

Целью изобретения является упрощение конструкции и сокращение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что в известном пневматическом задатчике, содержащем формирователи давления, коммутатор, состоящий из последовательно соединенных запорных элементов по числу формирователей давления, выходной канал и устройство для суммирования, устройство для суммирования и формирователи давления выполнены в виде клапанов с различными уровнями срабатывания, причем камера каждого предыдущего клапана соединена с соплом последующего клапана, сопло первого клапана соединено с выходным каналом непосредственно и через дроссель с источником давления, камера последнего клапана соединена с атмосферой, сопло каждого запорного элемента подключено к соплу соответствующего клапана, а проточная камера - к камере соответствующего клапана.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Пневматический задатчик давления содержит сумматор и формирователи давления, выполненные в виде клапанов 1, 2, 3 с соплами 4, 5, 6 и заслонками 7, 8, 9. Заслонки прижаты к соплам с помощью пружин 10, 11, 12. Уровни срабатывания клапанов 1, 2, 3 настраиваются путем изменения жесткости пружин 10, 11, 12 с помощью винтового механизма 13, 14, 15. Клапаны 1, 2, 3 соединены между собой последовательно посредством магистралей 16, 17. Магистраль 16 соединяет камеру 18 клапана 1 с соплом 5 клапана 2. Магистраль 17 соединяет камеру 19 клапана 2 с соплом 6 клапана 3. Камера 20 клапана 3 соединена с атмосферой каналом 21. Таким образом камера каждого предыдущего клапана соединена с соплом последующего клапана. Сопло первого клапана 1 соединено с выходным каналом Р_вых непосредственно и через дроссель 22 с источником давления Р_пит. Камера 20 последнего клапана 3 соединена с атмосферой. Каждый запорный элемент 23, 24, 25, например, повторитель, вентиль и т. д. своим соплом 26, 27, 28 подключен к соплу 4, 5, 6 соответствующего клапана 1, 2, 3, а проточная камера 29, 30, 31 подключена к камере 18, 19, 20 соответствующего клапана 1, 2, 3. Сигналы управления 32, 33, 34 подключены к соответствующим глухим камерам запорных элементов 23, 24, 25. Сигналы управления можно сформировать по программе от системы управления или вручную от тумблеров (не показано). В качестве запорных элементов 23, 24, 25 могут быть использованы электропневматические клапана ЭПК. В качестве формирователей давления и сумматора могут быть использованы одномембранные элементы УСЭППа П2П2. В этом случае сопло каждого формирователя давления соединено дополнительно со своей глухой камерой, элементы подключены по схеме выбора максимального сигнала непосредственно, а через запорные элементы дополнительно по схеме выбора минимального сигнала. С помощью винтов 13, 14, 15 настраивают различные уровни срабатывания клапанов 1, 2, 3, например, в двоичном коде 0,1 кг с/cм²; 0,2 кг с/см²; 0,4 кг с/см².

Пневматический задатчик давления включают в работу путем подачи давления питания Р_пит, работает он следующим образом.

Если необходимо получить на выходе Р_вых сигнал 0,1 кг с/см², то надо снять сигнал управления с каналов 32, 33 запорных элементов 23, 24 и подать сигнал управления в канал 34. Сжатый воздух через дроссель 22 поступает в выходной канал Рвых и открытое сопло 26, 27 запорных элементов 23, 24 и попадает в сопло 6. Клапан 3 срабатывает при достижении в выходном канале и на сопле 6 давления, равного 0,1 кг с/см², и будет поддерживать это давление, так как сжатый воздух из камеры 20 будет уходить в атмосферу, т.е. в камере 20 давление будет атмосферное. Если необходимо получить на выходе давление 0,2 кг с/см², то для этого необходимо отключить сигналы управления от канала 32, 34 и подключить его к каналу 33. Выходное давление Р_вых через сопло 26 запорного элемента 23 поступит в сопло 5 клапана 2 и откроет его при давлении 0,2 кг с/см², а далее через камеру 19 по каналу 17, открытое сопло 23 поступит в камеру 20 клапана 3 и в атмосферу. Поэтому на выходе Р_вых будет поддерживаться давление, равное 0,2 кг с/см², соответствующее пределу срабатывания клапана 2. Третий выходной сигнал давления 0,3 кг с/cм² получают при открытом запорном устройстве 23 и закрытых 24, 25. Давление через открытое сопло 26 запорного элемента 23 попадает на сопло 5 клапана 2 и открывает заслонку 8 при давлении 0,2 кг с/см², однако процесс формирования выходного давления Р_вых не заканчивается, так как давление в камере 19 не равно атмосферному. Это объясняется тем, что запорный элемент 25 закрыт и сжатый воздух из камеры 19 клапана 2 поступает на сопло 6 клапана 3 и открывает клапан 3 давлением 0,1 кг с/см², так как пружина 12 настроена на этот предел срабатывания. Таким образом в камере 19 клапана 2 поддерживается давление 0,1 кг с/см². Заслонка 8 клапана 2 будет открываться при перепаде давления, равном 0,2 кг с/см², где давление на сопле 5 должно быть 0,3 кг с/см². Таким образом по мере нарастания давления в камере 19 будет нарастать и выходное давление Р_вых, пока не достигнет 0,3 кг с/см². Если необходимо получить максимальный выходной сигнал, то необходимо закрыть запорные элементы 23, 24, 25, подав сигналы управления 32, 33, 34. Выходной сигнал Р_вых будет равен сумме давлений пределов срабатывания всех клапанов, участвующих в работе 0,1+0,2+0,4=0,7 кг с/см². Открывая и закрывая в различных сочетаниях запорные элементы 23, 24, 25 с помощью сигналов управления 32, 33, 34 можно получить семь различных выходных сигналов. Количество клапанов, подключенных подобным образом может быть увеличено. Количество различных выходных сигналов м=2ⁿ-1, где n - количество формирователей давления.

Таким образом за счет использования клапанов в качестве формирователей давления и устройства для суммирования удается упростить конструкцию и сократить расход воздуха, который не зависит от количества элементов.

Формула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ЗАДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ, содержащий формирователи давления, коммутатор, состоящий из последовательно соединенных запорных элементов по числу формирователей давления, выходной канал и устройство для суммирования, отличающийся тем, что устройство для суммирования и формирователи давления выполнены в виде клапанов с различными уровнями срабатывания, причем камера каждого предыдущего клапана соединена с соплом последующего клапана, сопло первого клапана соединено с выходным каналом непосредственно и через дроссель с источником давления, камера последнего клапана соединена с атмосферой, сопло каждого запорного элемента подключено к соплу соответствующего клапана, а проточная камера - к камере соответствующего клапана.

РИСУНКИ

Рисунок 1