Керований клапан-підсилювач

Керований клапан-підсилювач, що містить пружний клапан, який переміщується мембраннопоршневим приводом, керований змінний дросель типу «сопло-заслінка» з негативним зворотним зв'язком по переміщенню заслінки, а також канали живлення, скидання і виходу робочого середовища, постійний дросель між каналом живлення і камерою управління, розташовані в корпусі, який відрізняється тим, що клапан-підсилювач забезпечено двома протилежно розташованими керованими дроселями типу «сопло-заслінка», в яких сопла жорстко з'єднані з поршнем, порожнини сопел зв'язані каналами з порожнинами управління, а заслінки у вигляді підпружинених жорстких середин, затиснул по зовнішньому контуру пружних мембран, утворюють в кришках дві додаткові порожнини управління зазором між соплами і заслінками, клапан-підсилювач має також два гвинти ручного настроювання коефіцієнтів зворотних зв'язків ПО положенню поршня, сам клапан виконано порожнистим, а місця його ущільнень з корпусом і рухливим поршнем розташовані на одному діаметрі Винахід відноситься до керованих пневматичних (гідравлічних) клапанів або підсилювачів сигналів по тиску й потужності та може бути застосований в пневматичних або гідравлічних системах управління приводами машин і механізмів та об'єктами, зв'язаними зі спорожнюванням під тиском газоподібними середовищами в верстатобудівельній, енергетичній або авіаційній промисловостях Відомо підсилювач тиску (див книгу Ібрапмова І А , Фарзано Н Г, Іл'ясова Л В «Елементи и системи пневмоавтоматики» М , Вища школа, 1975, с 83, мал 3-136) із перетворювачем типа «сопло-заслінка» з негативним зворотнім зв'язком, що має дві еластичні мембрани, які сприймають вплив вхідного (посилюваного) та вихідного тисків Вихідний тиск підводиться під мембрану по лінії зворотного зв'язку Середини мембран жорстко з'єднані між собою за допомогою штока Цей підсилювач підсилює сигнал по тиску, але має малопотужний вихід, тому що тиск живлення підводиться через постійний дросель паном, крізь який подається тиск живлення на вихід (шариковий клапан тут є керованим пневматичним опором) Рівновага підсилювача настане тоді, коли тиск в камері негативного зворотного зв'язку (вона же і є вихідною камерою) стане дорівнювати вихідному тиску, тобто підсилювач повторює сигнал по тиску, але забезпечує зусилля сигналу по витраті Дані підсилювачі мають невеликі функціональні можливості (підсилювач тиску не забезпечує зусилля по витраті, а підсилювач потужності не забезпечує зусилля потиску), але мають непогані динамічні показники Відомо також клапан-підсилювач фірми Токісо, який містить пружній клапан, що переміщується мембранно-поршневим приводом, керований перемінний дросель типа «сопло-заслінка» с негативним зворотнім зв'язком по переміщенню заслінки, камеру управління, з'єднану через канал, в якому розташовано постійний дросель з каналами живлення, а також канали живлення, скидання и виходу робочого середовища, камеру управління, з'єднану через канал, в якому розташовано постійний дросель з каналом живлення [див «Юацу Гідзюцу, Hydraulic and Pneumat», 1975, т 14, №8, с 54-57] - прийнятий за прототип Відомо підсилювач потужності (див книгу Ібрапмова І А , Фарзано Н Г , Іл'ясова Л В «Елементи и системи пневмоавтоматики» М , Вища школа, 1975, с 91, мал 3-17а) В цьому підсилювачі вихідний тиск повітря керує шариковим кла Недоліком цього пневматичного клапана О ю 00 со ю 53850 підсилювача є те, що він має недостатні можливості по ручному та дистанційному управлінню посиленим по тиску і потужності за декільками незалежними каналами, а також для настроювання і узгодження статичних і динамічних параметрів підсилювача з об'єктом і всій системою управління Крім того прототип має значну зону нечутливості в межах переходу від закриття клапана камери живлення і відкриття порожнини скиду робочого середовища в атмосферу, обумовлену прийнятою конструкцією клапана і поршня мембранного привода К недолікам також слід віднести організацію скиду робочого середовища в атмосферу через камеру, в якій встановлено мембрану, тому що в ній періодично змінюється тиск, що негативно впливає на роботу клапана В основу винаходу поставлено задачу створення клапана-підсилювача з широкими можливостями по дистанційному та ручному управлінню зусиллям по тиску та потужності, в скороченні зони нечутливості, у винятку впливу виходу робочого середовища на його роботу, що досягається тим, що клапан-підсилювач забезпечено двома протилежно розташованими керованими дроселями типа «сопло-заслінка», що призведе до розширення функціональних можливостей пневматичних логічних елементів та спрощенню пневматичних систем керування Поставлена задача вирішується тим що керований клапан-підсилювач, який містить пружній клапан, що перемішується мембраннопоршневим приводом, керований змінним дроселем типу «сопло-заслінка» с негативним зворотнім зв'язком по переміщенню заслінки, камеру управління, з'єднану через канал, в якому розташовано постійний дросель з каналами живлення, а також канали живлення, скидання и виходу робочого середовища, згідно винаході клапанпідсилювач забезпечено двома протилежно розташованими керованими дроселями типа «соплозаслінка», в яких сопла жорстко з'єднані з поршнем, порожнини сопел зв'язані каналами з порожнинами управління, а заслінки у вигляді підпружених жорстких середин, які тиснуть по зовнішньому контуру пружних мембран, утворюють в кришках дві додаткові порожнини управління зазором між соплами и заслінками, клапанпідсилювач має також два гвинти ручного настроювання коефіцієнтів зворотних зв'язків ПО положенню поршня, сам клапан виконано порожнім, а міста його ущільнень з корпусом і рухливим поршнем розташовані на одному діаметрі Дане технічне рішення пояснюється кресленням Керований клапан-підсилювач містить корпус 1 з верхньою 2 та нижньою 3 кришками, в яких розташовано порожній клапан 4, пружина стиску 5, мембранний привод клапана 4, що містить ущільнювальну шайбу штовхальника 6, жорстко закріпленого на порожнім стрижні 7, на обох кінцях якого закріплені верхнє 8 і нижнє 9 сопла, жорсткий центр 10 і еластичну мембрану 11, дві підпружені еластичні мембрани с жорсткими центрами 12, які грають роль заслінок сопел 8 і 9, два гвинти 13 для ручного регулювання зазору між соплом і заслінкою, постійний дросель 14, розташований в каналі 15, що єднає камеру живлення 16 з камерою управління 17 Сигнал управління ру (дискретний або аналоговий) у вигляді тиску низького рівня подається в одну з порожнин 18 або 19, або в обидві одночасно Пневматичний елемент «НІ» нечіткої логіки працює наступним чином при наявності тиску живлення в порожнині 16 та відсутності сигналу управління ру в порожнині 17 встановлюється незначний надлишковий тиск ра завдяки опору виходу робочого середовища через постійний дросель 14 і відкриті сопла 8 і 9 Штовхач 6 невеликим зусиллям притиснутий к клапану 4, який в свою чергу зверху притиснутий до сідловини корпуса 1 зжатою пружиною стиску 5, тобто клапан 4 нормально закрито При поданні сигналу управління ру, наприклад, у камеру 19, жорсткий центр мембрани 12 відхиляється до сопла 9, зменшуючи зазор і звеличуючи опір виходу в атмосферу робочого середовища Тиск ра зростає, жорсткий центр 10, стержень 7, штовхач 6 і клапан 4 переміщуються догори, камеру живлення 16 утвореним зазором з'єднується з порожниною 20 та об'єктом управління За час руху стержня 7 з соплами 8 і 9 здійснюються зворотні зв'язки по переміщенню штовхача й клапана 4, причому сопло 9 відходить від заслінки, збільшуючи зазор - зв'язок негативний, а сопло 8 наближається до заслінки - зв'язок позитивний По мірі наповнення ємності об'єкта тиск у камері 20 зростає і впливає на штовхальник 6 із зусиллям, спрямованим проти його руху, тобто здійснюється негативний зворотний в'язок по вихідному тиску 53850 13 ФІГ. 12 13 9 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24