Пневмомеханічний диференціатор

Реферат: Пневматичний диференціатор містить демпфер, підсумовуючий важіль, вихідну тягу і вхідний шток. Демпфер виконаний у вигляді корпусу з двома діафрагмами з основами і штоком, розділеними проміжним фланцем і притисненими до корпусу кришкою, з утворенням двох порожнин, сполучених через, розміщений в діафрагмах, основах і фланці, принаймні один отвір з регульованим дроселем. При цьому вздовж підсумовуючого важеля додатково розміщена плоска пружина, один кінець важеля зв'язаний зі штоком діафрагм, другий кінець - з вихідною тягою, а середня частина через плоску пружину - з вихідним штоком. UA 82117 U (54) ПНЕВМОМЕХАНІЧНИЙ ДИФЕРЕНЦІАТОР UA 82117 U UA 82117 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Пневмомеханічний диференціатор належить до засобів автоматики і може бути використаний в механічних, пневматичних і гідравлічних установках систем автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК) різних галузей народного господарства. Для переміщення робочого органа в CAP і САК неелектричного типу широко використовуються гідравлічні диференціатори. Відомий диференціатор складається з гідравлічного демпфера з нерухомим циліндричним корпусом з повзуном, циліндричної пружини, вхідного штока, вихідної тяги і підсумовуючого важеля, зв'язаного із повзуном, вхідним штоком і вихідною тягою (див. кн. Чинаев П. И., Чумаков Η. Μ., Жданов А. П., и др. Рассчет исполнительных корректирующих и преобразовательных элементов автоматических систем. К.: Техніка, 1971, - С. 144-145, рис. 2.15). Недоліком відомого диференціатора є низька точність, обумовлена гістерезисом циліндричної пружини, неможливість змінювання величини складової, пропорційної першій похідній вхідного сигналу, і обмежена область застосування. Отже, відомий диференціатор має низьку точність функціонування, обмежені можливості і область застосування. Тому, з метою підвищення точності функціонування, розширення функціональних можливостей і області застосування, пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в тому, що в ньому гідравлічний демпфер замінений на пневматичний, який виконаний у вигляді корпуса з двома діафрагмами з основами і штоком, розділеними проміжним фланцем і притисненими до корпусу кришкою з утворенням двох порожнин. Між собою порожнини сполучені через розміщений, в діафрагмах основах і фланці, принаймні один отвір з регульованим дроселем. Циліндрична пружина замінена на плоску, яка розміщена вздовж на підсумовуючому важелі. Причому один кінець підсумовуючого важеля зв'язаний зі штоком пневматичного демпфера, другий його кінець - з вихідною тягою, а середня частина через плоску пружину - з вхідним штоком. Таке технічне рішення дає можливість підвищити точність функціонування CAP і САК за рахунок усунення впливу на їх перехідні процеси механічного гістерезису циліндричної пружини замінюванням її на плоску пружину із симетричною характеристикою, а також за рахунок усування впливу змінювання фізичних властивостей рідини у гідравлічному демпфері, які залежать від її теплового стану в значно більшій мірі ніж властивості повітря. А можливість введення, за рахунок безступеневого змінювання дроселем пневматичного демпфування, необхідного ступеня похідної від вхідного сигналу забезпечить уніфікацію диференціатора, що розширить, залежно від призначення, область його застосування. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого пневмомеханічного диференціатора. Диференціатор містить нерухомий корпус 1, діафрагми 2, 3 з основами 4, 5, розділені, з утворенням двох порожнин, проміжним фланцем 6, і притиснені до корпусу кришкою 7. У фланці 6 виконані сполучаючі порожнини перепускні отвори 8 з регульованим дроселем 9 і приєднаний шток 10, шарнірно зв'язаний з одним кінцем підсумовуючого важеля 11, другий кінець якого з'єднаний з вихідною тягою 12, а середня частина важеля через плоску пружину 13 - зі штоком 14. Герметичність в з'єднанні шток-кришка забезпечується гофрованим чохлом 15. Диференціатор працює наступним чином. При різкому змінюванні вхідного сигналу вхідний шток 14 різко діє на підсумовуючий важіль 11. В результаті цього кінець підсумовуючого, з'єднаний зі штоком 10, затримається через опір переміщення проміжного фланця 6, спричиненого дроселюванням повітря в перепускних отворах 8. Це викличе додаткове (відносно середньої, з'єднаної зі штоком 14, частини важеля) переміщення вихідної тяги 12, яке буде пропорційне швидкості (першій похідній) змінювання вхідного сигналу. Отже, вихідний сигнал диференціатора буде складатися з двох сигналів: першого, пропорційного переміщенню вхідного штока 14 і другого, пропорційного швидкості (першій похідній) його переміщення. Ступінь введення першої похідної від вхідного сигналу, можна змінювати настроювання регульованого дроселя 9 величини площі перерізу перепускного отвору у проміжному фланці 6. В установленому режимі, коли сили опору перетікання повітря через отвори 8 і жорсткість плоскої пружини 13 зрівноважаться, підсумовуючий важіль 11 займе таке положення, коли він зі штоком 14 утворить прямий кут і складова вихідного сигналу, пропорційна першій похідній зникне. Таким чином, запропоноване технічне рішення працює як динамічна диференціююча ланка, забезпечуюча, настроюванням регульованого дроселя, необхідну ступінь введення похідної від вхідного сигналу. 1 UA 82117 U Застосування запропонованого диференціатора, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість підвищити точність функціонування і тим самим розширити можливості і область його використання в CAP і САК різних галузей народного господарства. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пневматичний диференціатор, що містить демпфер, підсумовуючий важіль, вихідну тягу і вхідний шток, який відрізняється тим, що демпфер виконаний у вигляді корпусу з двома діафрагмами з основами і штоком, розділеними проміжним фланцем і притисненими до корпусу кришкою, з утворенням двох порожнин, сполучених через, розміщений в діафрагмах, основах і фланці, принаймні один отвір з регульованим дроселем, причому вздовж підсумовуючого важеля додатково розміщена плоска пружина, один кінець важеля зв'язаний зі штоком діафрагм, другий кінець - з вихідною тягою, а середня частина через плоску пружину - з вихідним штоком. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2