Пневматичний диференціатор

Пневматичний диференціатор, що містить джерело стисненого повітря, корпус, кришку і основну діафрагму, що утворюють порожнину, безпосередньо сполучену з джерелом тиску, пружину, установлену між основною діафрагмою і корпусом, і вихідний шток, який відрізняється тим, що він додатково обладнаний розміщеними в корпусі співвісно з основною першою і другою діафрагмами і механізмом настройки величини складової вихідного сигналу, пропорційної першій похідній від змінювання тиску повітря, виконаним у вигляді першого і другого штоків і першого і другого двоплечих важелів, з'єднаних між собою одними кінця 3 Така конструкція пневматичного диференціатора забезпечить на його вихідному штоку формування керуючого (регулюючого) сигналу, пропорційного величині змінювання тиску повітря і величині швидкості (першій похідній) змінювання тиску. Ведення додаткового керуючого (регулюючого) сигналу за швидкість змінювання тиску повітря підвищить точність, розширить функціональні можливості і область застосування диференціатора в САК і CAP неелектричного тиску. На представленому креслені схематично показано загальний вигляд пневматичного диференціатора. Запропонований пневматичний диференціатор містить регулюючий дросель 1, спільний нерухомий корпус 2, основу 3 і співвісно з нею додаткову першу діафрагму 4, притисненими до корпуса 2 периферійними ділянками кришки 5 і кільця 6, і притиснену периферійними ділянками кілець 7 додатково другу діафрагму 8, основа 9 якої з'єднана з пружиною 10 і вихідним штоком 11. Диференціатор додатково обладнаний механізмом настройки 12 величини складової вихідного сигналу, пропорційного першій похідній (швидкості) змінювання тиску, виконаного у вигляді першого 13 і другою 14 штоків, першого 15 і другого 16 двоплечих важелів, з'єднаних між собою одними кінцями додатковою тягою 17, а протилежними кінцями через перший шток 13 - з основою 18 основної діафрагми 3 і другий шток, взаємодіючий з напрямною 19, через три розкоси, - з основою 20 першої діафрагми 4. Середня точка другого важеля 16 шарнірно з'єднана з корпусом 2, а першого важеля 15 - з верхньою частиною кронштейна 21, нижня частина якого - з кришкою 5 з можливістю в з'єднанні 22 переміщатися вздовж важеля 15 по її поверхні, а середня частина кронштейна 21 - з гвинтом 23 з маховичком 24 і гайкою 25, жорстко закріпленою на кришці 5. Порожнина "А" утворена спільним нерухомим корпусом 2, першою 4, другою 8 і основою 3 діафрагмами сполучена з джерелом стисненого повітря пневмолініями 26, 27 безпосередньо, а порожнина "В", утворена основною діафрагмою 3 і кришкою 5 сполучена з джерелом стисненого повітря через пневмолінії 28,29 і регулюючий дросель. Герметичність в з'єднаннях шток 13 - кришка 5 і важіль 16 - корпус 2 забезпечується гофрованими чохлами 30, 31. Працює пневматичний диференціатор наступним чином. При певній зафіксованій настройці механізму 12 і різкій подачі від джерела стисненого повітря, останнє через пневмолінії 26, 27 буде надходити в порожнину "А", а через пневмолінії 26, 28, 29 і дросель 1 - в порожнину "В". Але завдяки дроселю 1 тиск в порожнині "В" буде зростати повільніше, 61722 4 ніж у порожнині "А", яка сполучена і з джерелом стисненого повітря безпосередньо. Це сповільнить переміщення основної діафрагми 3, швидкість руху її основи 18, що через шток 13, перший двоплечий важіль 15, тягу 17 поверне другий двоплечий важіль 16 і через шток 14, перемістить розкоси з основою 20 першої діафрагми 4 догори, додатково підвищуючи тиск у порожнині "А". При цьому друга діафрагма 8 від дисбалансу сил, дії на неї з одного боку цих двох тисків, а з протилежного атмосферного повітря і зусилля пружини 10, буде переміщатися донизу і пропорційно тискам перемістить вихідний шток 11. В результаті буде додаватися два переміщення, тобто вихід штока 11 пневматичного диференціатора буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням вихідного тиску і переміщення, викликаного швидкістю (першою похідною) змінення тиску. Після вирівнювання тисків у порожнина "А", "В", переміщенням основної діафрагми 3 і, зв'язаною з нею першою додаткової діафрагми 4, донизу, зникне додаткове збільшення тиску в порожнині "А", а також додаткове переміщення другої додаткової діафрагми 8, пропорційне швидкості (першій похідній) змінювання тиску. У випадку різкого припинення подачі повітря від джерела, тиск його різко понизитися, і диференціатор далі буде працювати аналогічно вище описаному тільки з тією різницею, що переміщення його рухомих деталей будуть направлені в протилежний бік, а вихідний шток спочатку буде переміщуватися зі швидкістю, пропорційною змінюванню і першій похідній від змінювання тиску, а у міру вирівнювання тисків в порожнинах "А", "В", пропорційно тільки змінюванню тиску. Для настроювання величини складової вихідного сигналу, пропорційної швидкості (першій похідній) змінювання подачі тиску повітря, необхідно рукояткою 24 перемістити кронштейн 21 вздовж гвинта 23 і змінити співвідношення плечей першого важеля 15. При цьому зміниться коефіцієнт передачі (підсилення) кінематичного зв'язку між основною 3 і першою додатковою 4 діафрагмами. Від переміщення кронштейна 21 уліво коефіцієнт передачі збільшиться, а від переміщення його управо - зменшиться, відповідно збільшиться зменшиться величина складової вихідного сигналу, пропорційна швидкості (першій похідній) від змінювання тиску подачі повітря в диференціатор. Застосування запропонованого пневматичного диференціатора, в порівнянні з відомим пристроєм, забезпечить шляхом введення в закон керування регулювання додаткового керуючого (регулюючого) сигналу за швидкість (першої похідної) змінювання тиску подачі повітря, підвищення точності роботи, розширення функціональних можливостей і області застосування його в САК і САР неелектричного типу. 5 Комп’ютерна верстка М. Мацело 61722 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601