Автомат тиску

Винахід відноситься до компресоробудування і може бути використаний в пристроях для переведення повітряного компресора із робочого режиму на холостий та навпаки. Відомо автомат тиску, який містить закріплений на стояку циліндр із підпружиненим поршнем, шарнірне з'єднаним з важелем, що передає рух рейковій передачі привода клапана, який з'єднує компресор з атмосферою, підпружинений клапан, що з'єднує компресор з балоном, підпружинений ролик для фіксації положення важеля, канали зв'язку з компресором, балоном і атмосферою (див. Крайнев А.Ф. Словарь-справочник по механизмам. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987. – 560с., С. 7-8). Цей автомат тиску обрано за прототип. Недоліком відомого пристрою є велика кількість в ньому рухомих ланок, які утворюють ще біль шу кількість різнорідних рухомих з'єднань, наявність у стінці циліндра поздовжнього паза для забезпечення можливості переміщення важеля, що спричиняє погіршення герметичності циліндра. Таким чином, цей автомат тиску є досить складним у виготовленні, вимагає ретельного обслуговування і частої перевірки в процесі експлуатації, має низьку надійність і довговічність. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення автомата тиску шляхом суміщення функцій клапанів з'єднання компресора з атмосферою і з'єднання компресора з балоном, важеля і фіксатора його положення однією ланкою поршнем, який сприймає тиск у балоні, що приведе до різкого зменшення кількості рухомих ланок і рухомих з'єднань в автоматі тиску, і, отже, до спрощення його виготовлення, обслуговування, підвищення його надійності і довговічності. Поставлена задача досягається тим, що в автоматі тиску, який містить закріплений на стояку циліндр із підпружиненим поршнем, шарнірно з'єднаним з важелем, що передає рух рейковій передачі привода клапана, який з'єднує компресор з атмосферою, підпружинений клапан, що з'єднує компресор з балоном, підпружинений ролик для фіксації положення важеля, канали зв'язку з компресором, балоном і атмосферою, відповідно до винаходу, циліндр герметично закрито торцевою заглушкою з осьовим отвором, що з'єднує за допомогою трубопроводу порожнину циліндра з боку непідпружиненого торця поршня із каналом зв'язку з балоном, у циліндрі виконано дві пари наскрізних радіальних отворів однакового діаметра, розташованих діаметрально протилежно, з міжосьовою відстанню, що дорівнює двом діаметрам цих отворів, при цьому обидва радіаль ні отвори з одного боку циліндра з'єднано трубопроводами з каналом зв'язку з компресором, з іншого боку циліндра один отвір, біль ш віддалений від підпружиненого кінця циліндра, з'єднано із каналом зв'язку з балоном, другий отвір – із каналом зв'язку з атмосферою, у стінці циліндра виконано отвір, у який може проходити кулька, діаметр якої дорівнює двом діаметрам наскрізних радіальних отворів у циліндрі, при цьому кульку підпружинено до стояка розташованою в гнізді пружиною, у поршні виконано кільцеву канавку шириною, що дорівнює діаметру наскрізних радіальних отворів у циліндрі, на поверхні поршня виконано два спряжених один з одним кругові фасонні жолоби колового профілю з радіусом кривини, рівним радіусу кульки і глибиною, меншою, ніж радіус кульки, а осьова орієнтація зазначених жолобів відповідає умові збігу кільцевої канавки поршня з однією парою діаметрально протилежних радіальних отворів у циліндрі при перебуванні кульки в одному круговому жолобі поршня і умові збігу кільцевої канавки поршня з іншою парою діаметрально протилежних радіальних отворів у циліндрі при перебуванні кульки в іншому круговому жолобі поршня, причому характеристика пружини, що підпружинює поршень, відповідає перебуванню кульки в ближньому до пружини круговому жолобі поршня при падінні тиску в балоні, а при перевищенні заданої величини тиску в балоні – перебуванню кульки в дальньому відносно пружини круговому жолобі поршня. Завдяки ознакам, властивим винаходу, що заяв ляється, в автоматі тиску різко зменшується кількість рухомих ланок і рухомих з'єднань, оскільки поршень є багатофункціональ ною ланкою, яка виконує одночасно функції чуттєвого елемента, що сприймає тиск у балоні, клапана з'єднання компресора з балоном, клапана з'єднання компресора з атмосферою, фіксатора положення самого поршня, тобто він виконує усі функції, властиві автоматові тиску. Завдяки цьому значно спрощуються конструкція і обслуговування автомата тиску, підвищуються його надійність і довговічність. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де зображена схема автомата тиску в поздовжньому осьовому перерізі. У циліндрі 1, закріпленому на стояку 2, знаходиться поршень 3, підпружинений до циліндра 1 пружиною 4. Циліндр 1 герметично закрито торцевою заглушкою 5 з осьовим отвором 6, що з'єднує за допомогою трубопроводу 7 порожнину 8 циліндра 1 з каналом 9 зв'язку з балоном. У циліндрі 1 виконано дві пари наскрізних радіальних, діаметрально протилежно розташованих отворів 10, 11 і 12, 13 однакового діаметра, з міжосьовою відстанню, що дорівнює двом діаметрам цих отворів. До радіальних отворів 11, 13 циліндра 1 підведені трубопроводи 14, 15 від каналу 16 зв'язку з компресором, до отвору 10 – канал 17 зв'язку з атмосферою, до отвору 12 – канал 9 зв'язку з балоном. У стінці циліндра 1 виконано отвір 18, у який може проходити кулька 19, діаметр якої дорівнює двом діаметрам отворів 10, 11, 12, 13 у циліндрі 1, при цьому кульку підпружинено до стояка 2 розташованою в гнізді 20 пружиною 21. У поршні 3 виконано кільцеву канавку 22 шириною, рівною діаметру отворів 10, 11, 12, 13 у циліндрі 1,що служить для з'єднання між собою у фіксованих положеннях поршня 3 діаметрально протилежно розташованих отворів 12, 13 чи 10, 11 у циліндрі 1. На поверхні поршня 3 виконано спряжені один з одним кругові фасонні жолоби 23 і 24 колового профілю з радіусом кривини, рівним радіусу кульки 19, і глибиною, меншою за радіус кульки 19. Жолоби 23 і 24 утворюють між собою круговий гребінь 25. Осьова орієнтація жолобів 23 і 24 повинна відповідати умові збігу кільцевої канавки 22 поршня 3 з отворами 12, 13 у циліндрі 1 при перебуванні кульки 19 у круговому жолобі 23 поршня З і збігу кільцевої канавки 22 поршня 3 з отворами 10, 11 у циліндрі 1 при перебуванні кульки 19 у круговому жолобі 24 поршня 3. Характеристика пружини 4 повинна відповідати такому положенню поршня 3, у якому його кільцева канавка 22 збігається з отворами 12, 13 у циліндрі 1 і радіальна вісь симетрії кругового жолоба 23 поршня 3 збігається з віссю симетрії кульки 19 при падінні тиску в балоні, а при перевищенні заданої величини тиску в балоні – кільцева канавка 22 збігається з отворами 10, 11 у циліндрі 1 і радіальна вісь симетрії кругового жолоба 24 поршня 3 збігається з віссю симетрії кульки 19. Автомат тиску працює в такий спосіб. Поршень 3 із пружиною 4 постійно виконують роль чуттєвого елемента, що реагує на зміну тиску в балоні, оскільки порожнина 8 циліндра 1 через отвір 6 заглушки 5 за допомогою трубопроводу 7 з'єднана з каналом 9 зв'язку з балоном. Положення поршня 3, показане на кресленні, відповідає режиму роботи автомата тиску при падінні тиску в балоні. Це положення фіксується кулькою 19, підтиснутою пружиною 21 у круговий жолоб 23 поршня 3. При цьому кільцева канавка 22 поршня 3 збігається з отворами 12, 13 у циліндрі 1 і стиснене повітря від компресора по каналу 16, трубопроводу 15, через отвір 13 у циліндрі 1, кільцеву канавку 22 поршня 3, отвір 12 у циліндрі 1 подається в канал 9 зв'язку з балоном, а отвори 10, 11 циліндра 1 перекриті поршнем 3. В міру збіль шення тиску в балоні зростає сила, що діє на непідпружинений торець поршня 3. Оскільки глибина кругових жолобів 23 і 24 поршня 3 менше радіуса кульки 19, то внаслідок переміщення вліво під дією зростаючої сили тиску стиснутого повітря поршень 3 своїм круговим гребенем 25 буде поступово утеплювати кульку 19 у гнізді 20, що призведе до стиску пружини 21. У положенні поршня 3, у якому його круговий гребінь 25 цілком витисне кульку 19 із кругового жолоба 23, отвори 12 і 13 циліндра 1 будуть перекриті поршнем 3, при цьому гребінь 25 займе симетричне щодо кульки 19 положення і останній буде знаходитися в стані хиткої рівноваги. Тому достатньо у цьому положенні поршню 3 переміститися під дією накопиченої, нехай і незначної, кінетичної енергії на мізерно малу величину, щоб кулька 19 під дією пружини 21 стрибкоподібне зайняла своє положення в круговому жолобі 24, фіксуючи положення поршня 3. При цьому кільцева канавка 22 поршня 3 збігатиметься з отворами 10 і 11 у циліндрі 1. Автомат перейде в режим роботи, що відповідає перевищенню заданої величини тиску в балоні, тобто роботі компресора в холостому режимі. Стиснене повітря від компресора по каналу 16, трубопроводу 14, через отвір 11 у циліндрі 1, кільцеву канавку 22 поршня 3, отвір 10 у циліндрі 1, по каналу 17 буде викидатися в атмосферу. При зниженні тиску в балоні нижче припустимого процес переходу автомата тиску в стан, що відповідає робочому режиму роботи компресора, відбудеться в порядку, зворотному описаному вище. Таким чином, у запропонованому автоматі тиску усі функції, а саме функції чуттєвого елемента, механізму привода і самого клапана з'єднання компресора з атмосферою, клапана з'єднання компресора з балоном, фіксатора положення поршня виконує одна рухома ланка – поршень, завдяки чому істотно спрощуються конструкція і обслуговування автомата тиску, значно зростають його надійність і довговічність.