Пневматичний аналоговий повторювач-підсилювач потужності

Пневматический аналоговый повторитель-усилитель мощности, содержащий установленную в корпусе мембрану с жестким центром, с одной стороны которой расположена входная камера, а с другой стороны размещен шток, один конец которого соединен с жестким центром мембраны, а другой упирается в подпружиненный затвор основ ного клапана питания, и узел сброса, причем, в полости корпуса между камерой питания и выходной камерой установлена перегородка с отверстием, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что он снабжен дополнительным клапаном питания с подпружиненным затвором тарельчатого типа и с седлом, выполненным в торце отверстия перегородки корпуса, а шток выполнен ступенчатым, одна ступень которого с упором и пазами расположена с зазором в отверстии перегородки корпуса, и контактируете затвором тарельчатого типа дополнительного клапана питания, а другая - в отверстии затвора тарельчатого типа дополнительного клапана питания, причем затвор основного клапана питания выполнен тарельчатого типа, а его седло выполнено в торце затвора тарельчатого типа дополнительного клапана питания, узел сброса выполнен в виде соединенных с атмосферой и расположенных под мембраной отверстий, выполненных в торце кольцевого выступа корпуса, плоскость которого совпадает с плоскостью заделки мембраны, при этом между стенкой выходной камеры и кольцевым выступом корпуса выполнена кольцевая полость, соединенная с выходной камерой, расположенной с другой стороны мембраны. Изобретение относится к области автоматического регулирования технологических процессов и предназначено для усиления мощности входного сигнала и ускорения срабатывания привода регулирующей арматуры. Известны пневматические усилители мощности, состоящие из корпуса, узлов пода чи и сброса, мембраны, пружин, камер, каналов для соединения с атмосферой. Узлы подачи и сброса давления представляют собой пару затвор-седло, затворы узлов подачи и сброса соединены между собой через шкворень и центрированы, а седла клапанов соосны [1]. Известна конструкция усилителя мощности, в которой затворы узлов подачи и С > О 11121 сброса соединены между собой через шток и центрированы, а седла клапанов соосны, для дросселирующего управления имеется перепускной регулируемый дроссель. Известна конструкция клапанного устройства, в котором усилитель мощности имеет корпус с полым пространством, в которое проходит впускное отверстие, соединенное с источником сжатого воздуха, а выпускное отверстие из полого пространства, которое сообщается с атмосферой через выпускной канал из полого пространства, с несколькими клапанами в полом пространстве, седла которых соосны между собой и направлены в противоположные стороны. Первое седло находится между впускным отверстием и выпускным каналом, а второе седло между выпускным каналом и впускным отверстием [3] Недостатком рассмотренных конструкций является их сложность и жесткая связь между узлами подачи и сброса в атмосферу, ограничивающая возможность независимого перемещения клапанов, что влечет за собой относительно малую возможность регулировки, оказывая отрицательное влияние на динамические характеристики. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному устройству является усилитель, содержащий литой корпус, две мембраны с одинаковой эффективной площадью, мембранную камеру, сообщенную с атмосферой, надмембранную и подмембранную полость, пилотный затвор, который прижимается пружиной, втулку и выполненное в ней седло, узлы подачи и сброса, связанные жестко. В надмембранную полость поступает давление от регулятора, а подмембранная полость сообщается с рабочей полостью исполнительного механизма. Подача сжатого воздуха к рабочей полости управляется пилотным затвором, который прижимается пружиной к конусному седлу, выполненному во втулке, укрепленной на мембранной сборке. Втулка соединяет межмембранную и подмембрэнную полости. При повышении давления от регулятора, мембранный узел перемещается вниз, отжимая затвор от седла корпуса и открывая доступ сжатому воздуху от линии питания в рабочую полость. При снижении давления от регулятора мембранный узел перемещается вверх, пилотный затвор прижимается пружиной к нижнему седлу, перекрывая линию питания и одновременно сообщая подмембранную и межмембранную полости, открывая тем самым сброс сжатого воздуха из рабочей полости в атмосферу [4]. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Недостатком известной конструкции является ее сложность, малаяустойчивость, нестабильность и возникновение погрешности от реверсирования, что ведет к ухудшению динамических характеристик. Причиной возникновения погрешности от реверсирования является необходимость преодоления дополнительных воздействий при переходе из одного состояния в другое. Это дополнительное, подлежащее преодолению, воздействие возникает в результате воздействия пружины и давления приточного воздуха на впускной клапан, которое равно величине давления подаваемого воздуха, умноженной на впускное поперечное сечение. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства пневматического аналогового повторителяусилителя мощности, в котором путем использования узла подачи и узла сброса, перемещающихся независимо друг от друга, выполнения узла подачи в виде набора клапанов, а узла сброса - в виде ряда отверстий в корпусе, связанных с мембраной, обеспечивается быстрое реагирование на изменение давления, быстрое, плавное и равное по времени наполнение и опорожнение больших объемов, отсутствие вибрации клапанов, повышение устойчивости, что позволяет улучшить динамические характеристики устройства. Поставленная задача решается благодаря тому, что в пневматическом аналоговом повторителе-усилителе мощности, содержащем установленную в корпусе мембрану с жестким центром, с одной стороны которой расположена входная камера, а с другой стороны размещен шток, один конец которого соединен с жестким центром мембраны, а другой упирается в подпружиненный затвор основного клапана питания и узел сброса, причем в полости корпуса, между камерами питания и выходной, установлена перегородка с отверстием, согласно изобретению установлен дополнительный клапан питания с подпружиненным затвором тарельчатого типа и с седлом, выполненным в торце отверстия перегородки корпуса, а шток выполнен ступенчатым, одна часть которого с упором и пазами расположена с зазором в отверстии перегородки корпуса, и контактирует с затвором дополнительного клапана питания, а другая - в отверстии затвора тарельчатого типа дополнительного клапана питания, причем затвор основного клапана питания выполнен тарельчатого типа, а его седло выполнено в торце затвора тарельчатого типа дополнительного клапана питания, узел сброса вы 5 11121 полнен в виде соединенных с атмосферой и расположенных под мембраной отверстий, выполненный в торце кольцевого выступа корпуса, плоскость которого совпадает с плоскостью заделки мембраны. Между стенкой 5 выходной камеры и кольцевым выступом корпуса выполнена кольцевая полость, соединенная с выходной камерой, расположенной с другой стороны мембраны. Использование в устройстве конструк- 10 ции узла подачи и узла сброса, перемещающихся независимо друг от друга, выполнение узла подачи в виде набора клапанов, при малых рассогласованиях входного и выходного сигнала действует только клапан тон- 15 кой регулировки, при больших - действуют оба клапана, а узла сброса - в виде ряда отверстий в корпусе, расположенных на кольцевом выступе, под мембраной, которой осуществляется сброс воздуха, позво- 20 ляет обеспечить быстрое реагирование на изменение давления, быстрое плавное наполнение и опорожнение больших объемов, отсутствует вибрация клапанов и повышается устойчивость устройства. 25 Предложенная конструкция позволяет получать независимое друг от друга время набора и сброса давления. Введение клапана позволяет увеличить чувствительность усилителя, что увеличивает 30 точность отработки сигнала на выходе реле. Наличие в кольцевой воздушной полости отверстия, для связи с выходной камерой, позволяет обеспечить герметичность узла сброса и повысить быстродействие устройст- 35 ва. Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема пневматического аналогового повторителя-усилителя мощности. 40 Пневматический аналоговый повторитель-усилитель мощности содержит корпуса 1,2,3, между корпусами 1 и 2 установлена мембрана 4, разделяющая входную камеру 5 и выходную камеру 6, камера питания 7 45 образована корпусами 2 и 3. Мембрана 4 опирается на жесткий центр 8, в средней части соединенный со штоком, в верхней части которого выполнен упор 9 с пазами 10. 50 Узел подачи состоит из дополнительного и основного клапанов питания, содержащих затворы тарельчатого типа 11 и 12, размещенных в камере питания 7, между седлом 13 дополнительного клапана питания, выполненным в торце отверстия перегородки корпуса 2, и пружинами 14 и 15, Подпружиненный затвор тарельчатого типа 11 дополнительного клапана питания имеет отверстие для прохода рабочей среды, через которое проходит нижняя часть штока 16, взаимодействующая своим торцом с подпружиненным затвором тарельчатого типа основного клапана питания 12. Седло основного клапана питания выполнено в торце подпружиненного затвора 11 тарельчатого типа дополнительного клапана питания. В корпусе 2 под мембраной 4 на кольцевом выступе, находящимся между стенкой выходной камеры 6 и кольцевой воздушной полостью 7, имеется ряд отверстий 18, сообщающихся с атмосферой. Кольцевая воздушная полость ^соединена отверстием 19 через выходной канал 20 с выходной камерой 6. Работа усилителя осуществляется следующим образом. Входной сигнал поступает в камеру 5 и посредством мембраны 4 и ступенчатого штока воздействует на подпружиненные затворы тарельчатого типа 11, 12 основного и дополнительного клапанов питания. При этом воздух питания поступает из камеры питания 7 в выходную камеру 6. Мембрана 4 прикрывает отверстия 18, сообщающиеся с атмосферой, в корпусе 2. предотвращая, тем самым, сброс воздуха в атмосферу. Из выходной камеры 6 воздух поступает на выход через выходной канал 20. При достижении на выходе давления, равного входному давлению или при уменьшении величины входного давления, подпружиненные затворы тарельчатого типа 11, 12 дополнительного и основного клапанов питания под действием пружин 14, 15 прикрываются. При этом прекращается доступ воздуха питания из камеры 7, в камеру 6, а избыточное выходное давление, отжимая мембрану, через отверстия 18 сбрасывается в атмосферу. Изменение давления в выходной камере 6 продолжается до наступления силовой компенсации. 11121 V Упорядник Замовлення 4048 Техред М.Моргентал Коректор А Обручар Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, Київ-53, Львівська пл , 8 Від'крите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул Гагаріна, 101