Интегрирующий пневмоусилитель

 

Использование: в технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах управления давлением промышленных объектов. Сущность изобретения: повышение точности усилителя за счет уменьшения погрешности зоны нечувствительности, от влияния трения. Пневмоусилитель содержит корпус 1, в котором расположены выходная 3 и управляющая 4 камеры и камера 2, подключенная к каналу давления питания, чувствительный элемент сравнения 5 с узлом задания и подпружиненный двойной орган управления. В камеру управления 4 введен двуплечий рычаг 11, одним плечом взаимодействующий с чувствительным элементом сравнения 5, а на другом расположен клапана 12, орган управления выполнен в виде трехплечего рычага, установленного в выходной камере 3, первое плечо 15 которого установлено на оси 16 и содержит клапан 20, и другие два 17 и 18 закреплены к разделительным мембранам 19, образующим с корпусом 1 выходную 3 и разгрузочную 24 камеры, на втором полом плече 17 органа управления закреплено седло 23, взаимодействующее с клапаном 12 камеры управления 4. В корпус 1 введена разгрузочная камера 24, сообщающаяся с камерой управления 4 и воздействующая на третье плечо 18 рычага. 1 ил.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах управления давлением промышленных объектов.

Известны пневмоусилители, работающие с пилотными регуляторами давления газа (Плотников В.М. и др. Регуляторы давления газа. Л. Недра, 1982).

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому решению является интегрирующий усилитель для регулятора давления газа непрямого действия (авт.св. N 1269109, 19.12.1984).

Усилитель содержит корпус, в котором расположены входная и управляющая камеры с клапанами и камера давления питания, узел задания, чувствительный элемент сравнения, взаимодействующий с узлом задания и подпружиненный двойной орган управления.

Недостатком этого усилителя является наличие трения в уплотнении между корпусом и двойным органом управления, обуславливающее погрешности от зоны нечувствительности.

Целью изобретения является повышение точности усилителя за счет исключения погрешности от зоны нечувствительности.

Цель достигается тем, что в усилитель введены две оси, закрепленные в корпусе, разгрузочная камера и двуплечий рычаг, установленный на первой оси, одно плечо которого связано с чувствительным элементом сравнения, а на другом плече размещен клапан управляющей камеры, а подпружиненный двойной орган управления выполнен трехплечим рычагом, установленным на второй оси одним плечом, на котором размещен клапан выходной камеры, а с противоположной стороны за второй осью на двух других плечах закреплены внутренними диаметрами разделительные чувствительные элементы в виде мембран, прикрепленных наружными диаметрами к корпусу и образующие с ним выходную камеру, причем, одно из этих плеч выполнено с каналом, сообщающим выходную камеру с седлом, установленным на этом плече и взаимодействующим с клапаном управляющей камеры, которая сообщена с разгрузочной камерой.

Интегрирующий пневмоусилитель представлен на чертеже.

Интегрирующий пневмоусилитель содержит корпус 1, камеру питания 2, выходную камеру 3 и камеру управления 4. Чувствительный элемент сравнения 5 с жестким центром 6 закреплен к корпусу 1 крышкой 7. Между крышкой 7 и чувствительным элементом сравнения 5 расположена пружина задания 8 с органом управления 9.

В камере управления 4 на оси 10, закрепленной в корпус 1, установлен двуплечий рычаг 11. На одном плече рычага 11 размещен клапан 12, а на другом плече на оси 13 закреплена тяга 14, жестко связанная с жестким центром 6. В выходной камере 3 расположен двойной орган управления, который выполнен в виде трехплечего рычага, установленного плечом 15 на оси 16, закрепленной в корпусе 1. На плечах 17 и 18 трехплечего рычага закреплены внутренними диаметрами разделительные чувствительные элементы 19 в виде мембраны, наружные диаметры которых прикреплены к корпусу 1. Эти мембраны 19 с корпусом 1 образуют выходную камеру 3, и изолируют ее от полостей 4 и 24. На плече 15 установлен клапан 20, взаимодействующий с седлом 21. На плече 17 установлено седло 23, взаимодействующее с клапаном 12, кроме того плечо 17 содержит канал 22 для подвода давления из выходной камеры 3 к седлу 23. В разгрузочной камере 24, соединенной каналом 25 с камерой управления 4, размещена пружина 26 между плечом 18 и корпусом 1.

В качестве нагрузки усилителя предусматривается безрасходная система сервопривода, а в качестве давления управления расходная часть объекта регулирования.

Усилитель работает следующим образом.

В исходном состоянии давление управления Р_упр (равное давлению стабилизации на объекте) задается органом настройки 9 путем воздействия на пружину задания 8. При этом чувствительный элемент сравнения 5 устанавливается в нейтральное положение, при котором клапан 12 перекрывает седло 23 и одновременно седло 21 перекрывается каналом 20, что обусловлено воздействием усилия пружины 26 на плечо 18. При этом выходное давление Р_вых в камере 3 постоянно.

При увеличении управляющего давления в камере 4 чувствительный элемент сравнения 5 перемещается вверх, это перемещение через тягу 14 передается рычагу 11, который воздействуя на плечо 17 перемещает двойной орган управления вниз, и клапан 20 открывает седло 21. При этом выходной давление в камере 3 увеличивается с течением времени (интегрируется) так как P_пит > P_вых. Процесс интегрирования будет происходить до тех пор, пока управляющее давление Р_упр не уменьшится, чтобы клапан 20 перекрыл седло 21.

При уменьшении управляющего давления в камере 4 чувствительный элемент сравнения 5 перемещается вниз, это перемещение через тягу 14 поворачивает рычаг 11 и клапан 12 открывает седло 23, сообщая камеры 3 и 4. При этом клапан 20 закрывает седло 21 под воздействием пружины 26, а выходное давление в камере 3 уменьшается с течением времени, т.е. интегрируется с отрицательным коэффициентом, так как Р_вых < P_упр. Процесс интегрирования будет происходить до тех пор, пока управляющее давление не увеличится, чтобы клапан 12 перекрыл седло 23.

Так как камеpы 4 и 24 разделены от камеры 3 эластичными мембранами, то при движении трехплечего рычага отсутствует трение уплотнения и его перемещение будет плавным, и следовательно будет отсутствовать и зона нечувствительности у усилителя.

Таким образом, предлагаемый пневмоусилитель обеспечивает повышение точности за счет уменьшения погрешности зоны нечувствительности, от влияния трения.

Формула изобретения

Интегрирующий пневмоусилитель, содержащий корпус, в котором расположены выходная и управляющая камеры с клапанами и камера, подключенная к каналу питания, узел задания, чувствительный элемент сравнения, связанный с узлом задания, и подпружиненный двойной орган управления с каналом, сообщающим выходную камеру с управляющей камерой, отличающийся тем, что в него введены две оси, закрепленные в корпусе, разгрузочная камера и двуплечий рычаг, установленный на первой оси, одно плечо которого связано с чувствительным элементом сравнения, а на другом плече размещен клапан управляющей камеры, а орган управления выполнен в виде трехплечего рычага, установленного на второй оси первым плечом, на котором размещен клапан выходной камеры, а с противоположной стороны за второй осью на двух других плечах закреплены по своим внутренним окружностям разделительные чувствительные элементы в виде мембран, прикрепленных по периферии к корпусу и образующих с ним выходную и разгрузочную камеры, причем канал органа управления, выполненный во втором плече трехплечего рычага, сообщает выходную камеру с управляющей через седло, установленное на этом плече и взаимодействующее с клапаном управляющей камеры, которая сообщена с разгрузочной камерой, воздействующей на третье плечо рычага.

РИСУНКИ

Рисунок 1