Диференціатор божка а.м.

Диференціатор, що містить перетворювач з двома співвісними сильфонами, суміжні торці яких з'єднані з першим рухомим фланцем, другий торець першого сильфона з'єднаний з нерухомим фланцем і корпусом-напрямною, в якій розміщені перший і другий сильфони, а також перший підсумовуючий механізм, виконаний у вигляді третього сильфона, розміщеного коаксіально у другому сильфоні в напрямній втулці і з'єднаного одним торцем з третім рухомим фланцем другого сильфона, а другим торцем - з другим рухомим фланцем, жорстко зв'язаним з першим рухомим фланцем, вузол прийому вхідного сигналу, виконаний у вигляді сильфона, усередині якого співвісно розміщений перший сильфон 3 збільшує габаритні розміри, а також обмежує область застосування. Таким чином, відомий диференціатор має обмежені функціональні можливості, область застосування і низьку точність роботи. Тому в основу корисної моделі поставлено задачу розширення функціональних можливостей, області застосування і підвищення точності роботи диференціатора. Для розв'язування даної задачі відповідно, до корисної моделі, суттєвими ознаками є те, що у відомий диференціатор додатково установлюється другий підсумовуючий механізм, виконаний у вигляді четвертого і п'ятого сильфонів з четвертим рухомим фланцем, жорстко зв'язаним з другим і першим рухомими фланцями, до яких вони приєднані суміжними торцями, другий торець четвертого сильфона з'єднаний з третім рухомим, а другий торець п'ятого сильфона - з додатково установленим п'ятим рухомим фланцем, який є вихідною ланкою, розміщеними усередині додатково установленого шостого сильфона, один торець якого зв'язаний з п'ятим рухомим фланцем, а другий торець - з першим рухомим фланцем, що переміщується в корпусі - напрямній. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого диференціатора теплових сигналів. Диференціатор містить перетворювач 1, з першим 2, другим 3 сильфонами і регульованим дроселем 4 голчастого типу. Сильфони 2, 3 одними торцями зв'язані між собою першим рухомим фланцем 5, в якому установлений дросель 4. Фланець 5 жорстко з'єднаний з другим рухомим фланцем 6 третього сильфона 7 першого підсумовуючого механізму, який другим торцем з'єднаний з третім рухомим фланцем 8. До фланця 8 приєднані другим торцем сильфон 3, а першим торцем - четвертий сильфон 9, другий торець якого зв'язаний з четвертим рухомим фланцем 10 другого підсумовуючого механізму. Фланець 10 одним боком жорстко з'єднаний з рухомими фланцями 6, 5, а другим - з другим торцем п'ятого сильфона 11, перший торець якого зв'язаний з п'ятим рухомим фланцем 12. Фланець 12 жорстко з'єднаний з тягою 13, переміщення якої є вихідним сигналом диференціатора. Для повернення у вихідне положення тяги 13 і зменшення впливу механічного гістерезисну матеріалу стінок сильфонів застосована пружина 14. До першого рухомого фланця 5 одним торцем приєднаний шостий сильфон 15, другий торець якого і другий торець першого сильфона 2, зв'язані із спільним нерухомим фланцем 16. До фланця 5 з другого боку також приєднаний другим торцем сьомий сильфон 17, перший торець якого зв'язаний з п'ятим рухомим фланцем 12. Рухомі деталі перетворювача, першого і другого підсумовуючих механізмів, а також вузла прийому вхідного сигналу переміщуються в напрямній 18 і корпусі - напрямній 19, виконаних у вигляді циліндричних втулок. Порожнина «а», утворена сильфонами 2, 15, а також рухомим 5 і нерухомим 16 фланцями, 28690 4 наповнена середовищем або повітрям, коефіцієнти теплопровідності яких менші коефіцієнта теплопровідності матеріалу стінок першого 2, другого 3, шостого 15 і сьомого 17 сильфонів. Порожнина «b», утворена сильфоном 2 рухомим 5 і нерухомим 16 фланцями, порожнина «с», утворена сильфонами 3, 7, а також рухомими 5, 6, 8 фланцями, і порожнина «d» утворена сильфонами 3, 9, 11, 17, а також рухомими фланцями 5, 8, 10, 12 наповнені робочою рідиною. При цьому із порожнини «b» в порожнину «с» і навпаки робоча рідина перетікає через регульований дросель 4. Роботу диференціатора для подвійного диференціювання теплових сигналів, послідовно установленого в систему керування або регулювання, розглянемо у двох випадках: а) при різкому змінюванні вхідного сигналу; б) при повільному змінюванні вхідного сигналу. У першому випадку через наявність термічного опору середовища у порожнині «а» нагрів, а отже, тиск у порожнині «b» наростатиме повільніше, ніж в порожнинах «с», «d». В результаті перший рухомий фланець 5 переміститься управо, переміщуючи з собою другий 6 і четвертий 10 рухомі фланці, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини у порожнинах «с», «d». При цьому третій рухомий фланець 8 отримає додаткове переміщення і його абсолютне переміщення буде складатися із суми двох переміщень, тобто вихідний сигнал третього рухомого фланця 8 диференціатора підсумовується із переміщенням, викликаним змінюванням вхідного сигналу (нагрів робочої рідини у порожнині «с» і збільшення від цього її тиску) і переміщенням, викликаним швидким змінюванням вхідного сигналу (переміщенням другого рухомого фланця 6, викликаного запізнюючим прогріванням робочої рідини в порожнині «b» і додатковим збільшенням через це тиску у порожнині «с»). Крім цього, від додаткового приросту тиску робочої рідини у порожнині «d» п'ятий рухомий фланець 12 отримає додаткове переміщення, в результаті чого відбудеться підсумовування трьох переміщень, тобто загальний вихідний сигнал диференціатора складатиметься із переміщення, викликаного змінюванням вхідного сигналу (нагрів робочої рідини у порожнинах «с», «d» і збільшення через це її тиску), переміщення, викликаного швидким змінюванням вхідного сигналу (переміщенням другого рухомого фланця 6, викликаним запізнюючим прогрівом робочої рідини у порожнині «b» і додатковим збільшенням через це тиску у порожнині «с») і переміщення, викликаного прискоренням вхідного сигналу (переміщенням п'ятого рухомого фланця 12, викликаного запізнюючим прогрівом робочої рідини у порожнині «b», і додатковим збільшенням через це тиску у порожнині «d», а також переміщенням третього рухомого фланця 8, пропорційного швидкості змінювання вхідного 5 сигналу і додаткового збільшення із-за цього тиску у порожнині «d»). У випадку різкого охолодження робочої рідини у порожнинах «с», «d» описаний диференціатор працюватиме аналогічно, з тією лише різницею, що вихідні переміщення його рухомих деталей будуть направлені в протилежний бік. В цих випадках диференціатор працює як подвійно підсилююча диференціюючи ланка. У другому випадку, коли прогрів, а отже, тиск робочої рідини у порожнинах «b», «c», «d» змінюється повільно, перепад тисків у них практично відсутній. Тоді рухомі фланці 5, 6, 8, 10, 12 переміщатимуться уліво з однаковою швидкістю. В результаті вихідна тяга 13 переміщається і передає сигнал далі на орган виконавчого механізму. При плавному охолодженні робочої рідини запропонований диференціатор працюватиме аналогічно, забезпечуючи переміщення всіх рухомих деталей і вихідної тяги 13 у протилежний бік. В останніх двох випадках він працює як подвійно-підсилююча ланка. Використання запропонованого диференціатора, у порівнянні з відомими, дозволить: розширити функціональні можливості диференціатора і підвищити точність роботи за рахунок забезпечення подвійного диференціювання вхідних теплових сигналів; покращити компактність за рахунок спрощення конструкції і зменшення габаритних розмірів, вилученням одного відомого диференціатора, необхідного було б для формування другої похідної на виході від вхідного теплового сигналу; розширити область застосування диференціатора, особливо в системах теплоавтоматики гідропневматичного типу, які містять ланки з порівняно великою тепловою інерційністю. 28690 6