Интегрирующий пневмоусилитель

 

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в пилотных регуляторах давления систем газоснабжения коммунального хозяйства. Техническим результатом является повышение точности пневмоусилителя за счет исключения влияния выходного давления на настроечное давление управления. Интегрирующий пневмоусилитель содержит камеры статического 1, управляющего 25 и выходного 5 давлений и подмембранную камеру 21, корпус 22, пружину задания 2, мембраны 3, 20 и 23, связанные между собой штоком 4, содержащим толкатели 6 и 18. В камере выходного давления 5 установлены на осях 8 и 16, закрепленных в корпусе 22, два двуплечих, подпружиненных пружинами 19 и 17, рычага. Плечи 26 и 24 двуплечих рычагов связаны с толкателями 6 и 18, а другие плечи 7 и 12 содержат клапаны 9 и 13, взаимодействующие с седлами 10 и 14, сообщенные пневмоканалами 11 и 15 с давлениями Р₁ и Р₂ соответственно. Подмембранная камера 21 сообщена каналом 27 с камерой управления 25. 1 ил.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в пилотных регуляторах давления, в системе газоснабжения коммунального хозяйства.

Известны интегрирующие пневмоусилители, работающие с пилотными регуляторами давления газа (Усилитель регулятора давления непрямого действия, патент 2035059, Бюл. 13, 1995 г.).

Интегрирующий пневмоусилитель содержит корпус, камеры статического, управляющего и выходного давлений, две мембраны, закрепленные по периферии с корпусом, между которыми размещена камера управляющего давления, пружину задания с органом управления, связанную с первой мембраной и размещенную в статической камере, подпружиненный двуплечий рычаг, установленный в камере выходного давления на первой оси, закрепленной в корпусе, одно плечо которого содержит первый клапан, связанный с первым седлом, сообщающим камеру выходного давления с первым входом пневмоусилителя, а другое плечо связано со штоком, и вторые клапан с седлом.

Недостатком его является влияние выходного давления на настроечное из-за формирования дополнительного усилия на второй мембране от изменения выходного давления, что ухудшает точность усилителя.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности усилителя за счет исключения влияния выходного давления на настроечное давление управления.

Поставленная цель достигается тем, что в камеру выходного давления введены третья мембрана с подмембранной камерой и второй подпружиненный двуплечий рычаг, вращающийся на второй оси, закрепленной в корпусе, причем второе седло сообщается со вторым входом пневмоусилителя, закреплено в корпусе и связано со вторым клапаном, закрепленным на одном из плеч второго подпружиненного двуплечего рычага, мембраны закреплены между собой штоком, связанным с двуплечими рычагами и взаимодействующим с ними в противофазе, а камера управляющего давления сообщена с подмембранной камерой.

Анализ патентных, информационных и каталожных материалов по интегрирующим пневмоусилителям по фондам областной научно-технической библиотеки г. Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемое решение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым. Кроме того, предлагаемое устройство не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень. Практика эксплуатации интегрирующих пневмоусилителей свидетельствует о том, что предлагаемое решение обладает промышленной полезностью.

На чертеже представлен интегрирующий пневмоусилитель.

Он содержит корпус 22, камеру управляющего давления 25, три мембраны 3, 20 и 23, закрепленные по периферии с корпусом 22 и связанные по центру между собой штоком 4. Между мембранами 20 и 23 размещена камера выходного давления 5. В камере статического давления 1, сообщающейся с атмосферой, установлена пружина 2 задания давления управления в камере 25 с органом управления (на чертеже не показан). В камере выходного давления 5 установлены два двуплечих, подпружиненных пружинами 13 и 17, рычага, вращающихся на осях 8 и 16, закрепленных в корпусе 22. На штоке 4 установлены толкатели 6 и 18, взаимодействующие с плечами 26 и 24 двуплечих рычагов. На других плечах 7 и 12 этих рычагов размещены клапаны 9 и 13, взаимодействующие с седлами 10 и 14, сообщающимися пневмоканалами 11 и 15 со входами Р₁ и Р₂. Подмембранная камера 21 сообщена каналом 27 с камерой управляющего давления 25.

Усилитель работает следующим образом.

Пружиной 2 задания устанавливают необходимую величину настроечного давления Р_настр. на объекте, в частности это может быть выходное давление пилотного регулятора. Если на вход Р₁ подключается давление, которое больше максимального настроечного выходного давления, а на вход Р₂ - давление, которое меньше минимального настроечного выходного давления, то интегрирующий пневмоусилитель работает в инверсном режиме. При уменьшении давления управления Р_вх относительно настроечного в камере 25 пружина задания перемещает мембраны со штоком вниз, и толкатель 6 поворачивает плечи 7 и 23 двуплечего рычага по часовой стрелке на оси 8, открывая клапаном 9 седло 10 с давлением ₁. При постоянном зазоре между клапаном 9 и седлом 10 давление в камере выходного давления 5 будет по времени увеличиваться.

При увеличении давления управления Р_вх в камере 25 относительно настроечного мембрана 3 через шток 4, перемещаясь вверх, толкателем 18 поворачивает плечи 12 и 24 двуплечего рычага по часовой стрелке на оси 16, открывая клапаном 13 седло 14 с давлением Р₂. При постоянном зазоре между седлом 14 и клапаном 13 давление в камере выходного давления 5 будет по времени уменьшаться.

Если поменять местами давление Р₁ и Р₂, то интегрирующий пневмоусилитель будет неинвертирующим, и у него с увеличением входного давления Р_вх выходное давление Р_вых в камере 5 также увеличится, и наоборот. Так, если выходное давление Р_вых в камере 5 воздействует на обе мембраны 23 и 20 в противоположных направлениях, то его изменение не будет изменять усилие от пружины 2 задания, а следовательно, повышается точность усилителя.

Таким образом, в интегрирующем усилителе обеспечивается повышение точности поддержания выходного давления за счет исключения его влияния на настроечное давление управления.

Формула изобретения

Интегрирующий пневмоусилитель, содержащий корпус, камеры статического, управляющего и выходного давлений, две мембраны, закрепленные по периферии с корпусом, между которыми размещена камера управляющего давления, пружину задания с органом управления, связанную с первой мембраной и размещенную в статической камере, подпружиненный двуплечий рычаг, установленный в камере выходного давления на первой оси, закрепленной в корпусе, одно плечо которого содержит первый клапан, связанный с первым седлом, сообщающим камеру выходного давления с первым входом пневмоусилителя, а другое плечо связано со штоком, и вторые клапан с седлом, отличающийся тем, что в камеру выходного давления введены третья мембрана с подмембранной камерой и второй подпружиненный двуплечий рычаг, вращающийся на второй оси, закрепленной в корпусе, причем второе седло сообщается со вторым входом пневмоусилителя, закреплено в корпусе и связано со вторым клапаном, закрепленном на одном из плеч второго подпружиненного двуплечего рычага, мембраны закреплены между собой штоком, связанным с двуплечими рычагами и взаимодействующим с ними в противофазе, а камера управляющего давления сообщена с подмембранной камерой.

РИСУНКИ

Рисунок 1