Диференціюючий пристрій систем автоматики неелектричного типу

Реферат: Диференціюючий пристрій систем автоматики неелектричного типу містить перетворювач сигналів з першим і другим сильфонами, сильфон приймання вхідних сигналів, сполучений безпосередньо з другим і через дросель з першим сильфоном, підсумовуючий сигнали важіль, з'єднаний середньою точкою з рухомим фланцем другого сильфона, а другим кінцем - з вихідною тягою пристрою. В ньому перший і другий сильфони перетворювача паралельно розміщені в окремих напрямних циліндричних втулках і зв'язані з сильфоном приймання вхідних сигналів, розміщеним послідовно з перетворювачем, спільним нерухомим фланцем, обладнаним дроселем і безпосереднім перепускним отвором. Рухомий фланець першого сильфона з'єднаний з одним кінцем підсумовуючого важеля. UA 101652 U (54) ДИФЕРЕНЦІЮЮЧИЙ ПРИСТРІЙ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ НЕЕЛЕКТРИЧНОГО ТИПУ UA 101652 U UA 101652 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Диференціюючий пристрій належить до засобів автоматики і може бути використаний в механічних, гідравлічних і пневматичних установках систем автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК) різного призначення для покращення динамічних показників їх перехідних процесів. Відомий гідравлічний пристрій для диференціювання сигналів містить підсумовуючий важіль, вузол приймання вхідних сигналів, з'єднаний через дросель з першим сильфоном перетворювача і безпосередньо гнучким трубопроводом з другим сильфоном, жорстко з'єднаним з першим сильфоном через фланець, зв'язаний тягою з одним із кінців підсумовуючого важеля, при цьому сильфони перетворювача і вузла приймання вхідних сигналів розміщені в циліндричних напрямних втулках, жорстко зв'язаних з нерухомими фланцями, другий сильфон перетворювача через рухомий фланець з'єднаний із середньою точкою підсумовуючого важеля (див. Авторське свідоцтво СРСР № 469973). Однак, недоліком відомого диференціюючого пристрою є громіздкість конструкції, викликана відокремленими вузлом приймання вхідних сигналів і їх перетворювача, сильфони яких з'єднані гнучким і жорстким трубопроводами, особливо в CAP або САК з віддаленим розміщенням виконавчого механізму від рухомого фланця вузла приймального сильфона. А наявність гнучкого трубопроводу при збільшенні тиску робочої рідини в ньому спричинює його деформацію і зв'язані з нею нелінійності, що понижує точність функціонування пристрою і CAP або САК в цілому. Все це значно обмежує область застосування пристрою. Отже, відомий пристрій складний за конструкцією, має низьку точність функціонування і обмежену область застосування в місцях з близьким розміщенням виконавчого механізму і вузла приймання вхідних сигналів. Тому, з метою спрощення конструкції, підвищення точності функціонування диференціюючого пристрою і розширення області застосування пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в тому, що в ньому вузол приймання вхідних сигналів поєднаний з сильфонами перетворювача. Це реалізується шляхом сполучення сильфона приймання вхідних сигналів з сильфонами перетворювача таким чином, що до нерухомого фланця сильфона приймання вхідних сигналів розміщеного в напрямній циліндричній втулці, паралельно приєднані, розміщені в окремих напрямних циліндричних втулках, перший і другий сильфони перетворювача. При цьому рухомий фланець другого сильфона перетворювача зв'язаний із середньою точкою підсумовуючого важеля, перший сильфон - з одним його кінцем, а другий кінець важеля - з вихідною тягою пристрою. Для усунення механічного гістерезису матеріалу стінок сильфонів рухомі фланці першого і другого сильфонів підпружинені. Порожнина сильфона приймання вхідних сигналів сполучена з порожниною другого сильфона безпосередньо, а з порожниною першого сильфона - через дросель, установлений в спільному нерухомому фланці. При такому технічному рішенні значно спрощується конструкція, за рахунок вилучення з пристрою дистанційних трубопроводів, нерухомого фланця перетворювача і других деталей вузла приймання вхідних сигналів, що зменшить габаритні розміри і матеріалоємність пристрою, а також підвищить точність його функціонування і CAP і САК в цілому. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд диференціюючого пристрою систем автоматики неелектричного типу. Запропонований диференціюючий пристрій містить сильфон 1 приймання вхідних сигналів з рухомим фланцем 2, що переміщується в нерухомій циліндричній втулці 3, і жорстко зв'язаним з нерухомим спільним фланцем 4. Замкнута порожнина сильфона 1 з порожниноюдругого сильфона 5 сполучається через перепускний отвір у фланці 4 безпосередньо, рухомий фланець 6 якого з'єднаний із середньою точкою підсумовуючого важеля 7, а з порожниною першого сильфона 8 - через, розміщений у фланці 4, дросель 9. Рухомий фланець 10 першого сильфона зв'язаний з одним кінцем підсумовуючого важеля 7, другий кінець якого з'єднаний з вихідною тягою 11 пристрою. Для повернення фланців 6, 10 у вихідне положення і усунення механічного гістерезису матеріалу стінок сильфонів застосовані пружини 12, 13. Рухомі деталі сильфонів 8, 5 переміщуються в паралельно розміщених нерухомих напрямних 14, 15, виконаних у вигляді втулок з'єднаних торцями із спільним нерухомим фланцем 4, а з протилежного сильфонам 8, 5 боку, послідовно приєднаного сильфона 1, рухомі деталі якого переміщуються в нерухомій циліндричній втулці 3. Роботу диференціюючого пристрою, послідовно включеного в CAP або САК, розглянемо у двох випадках: - при різкому (миттєвому) змінюванні вхідного сигналу; - при плавному (повільному) змінюванні вхідного сигналу. 1 UA 101652 U 5 10 15 20 25 30 У першому випадку, через наявність дроселя 9, тиск в сильфоні 8 буде наростати повільніше, ніж в сильфоні 5, в результаті чого рухомий фланець 10 буде переміщуватися уліво із певним запізнюванням, притримуючи цим нижній кінець підсумовуючого важеля 7 і забезпечуючи додаткове переміщення верхньому його кінцю. Рухомий фланець 6 сильфона 5, з'єднаний із підсумовуючим важелем 7 в середній його точці буде переміщуватися уліво з більшою швидкістю, оскільки порожнини сильфонів 1, 5 сполучені безпосередньо і тим самим ще додатково перемістить вихідну тягу 11 підсумовуючого важеля. В результаті будуть додаватися два переміщення, тобто вихід диференціюючого пристрою буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням вхідного сигналу і переміщення, викликаного швидкістю (першою похідною) його змінювання. У випадку різкого (миттєвого) звільнення рухомого фланця 2 сильфона 1 описаний диференціюючий пристрій буде працювати аналогічно лише з тією різницею, що вихідні переміщення будуть направлені в протилежний бік. В цих випадках пристрій працює як підсилюючо-диференціююча динамічна ланка. У другому випадку, коли тиск робочої рідини в сильфоні 1 змінюється повільно, перепад тисків в сильфонах 5, 8 практично відсутній. При цьому фланці 6, 10 переміщаються уліво з однаковою швидкістю, в результаті чого переміщується підсумовуючий важіль 7, не змінюючи свого кута нахилу, і передає вихідний сигнал через тягу 11 на орган виконавчого механізму CAP або САК. В даному випадку вихід диференціюючого пристрою складається тільки із переміщення, викликаного змінюванням вхідного сигналу. В цих умовах пристрій працює як підсилювальна динамічна ланка. Використання запропонованого диференціюючого пристрою, у порівнянні з відомим, внаслідок вилучення гнучкого трубопроводу виключається шкідливий вплив його деформації при збільшених тисках робочої рідини, що підвищить точність функціонування як пристрою, так і CAP або САК в цілому. Поєднання сильфона приймання вхідних сигналів і сильфонів перетворювача в один механізм спростить конструкцію пристрою, зменшить габарити і забезпечує її більш компактною особливо в тих CAP або САК, в яких механізм дії на рухомий фланець сильфона приймання вхідних сигналів розміщений біля виконавчого механізму, на який діє через вихідну тягу підсумовуючий важіль. Все це розширить область застосування запропонованого пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Диференціюючий пристрій систем автоматики неелектричного типу, що містить перетворювач сигналів з першим і другим сильфонами, сильфон приймання вхідних сигналів, сполучений безпосередньо з другим і через дросель з першим сильфоном, підсумовуючий сигнали важіль, з'єднаний середньою точкою з рухомим фланцем другого сильфона, а другим кінцем - з вихідною тягою пристрою, який відрізняється тим, що в ньому перший і другий сильфони перетворювача паралельно розміщені в окремих напрямних циліндричних втулках і зв'язані з сильфоном приймання вхідних сигналів, розміщеним послідовно з перетворювачем, спільним нерухомим фланцем, обладнаним дроселем і безпосереднім перепускним отвором, а рухомий фланець першого сильфона з'єднаний з одним кінцем підсумовуючого важеля. 2 UA 101652 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3