Комбінований пневматичний диференціатор

Реферат: Комбінований пневматичний диференціатор містить джерело розрідження повітря, основний корпус і основну мембрану, утворюючи камеру, безпосередньо сполучену першим контуром з джерелом розрідження, пружину, установлену між мембраною і корпусом, вихідний шток, зв'язаний з основною мембраною, і друге джерело розрідження. Додатково обладнаний розміщеними усередині основного корпусу, співвісно з основною, першою і другою мембранами і допоміжним корпусом, а також додатковою пневмолінією другого паралельного контуру, сполученого з незалежним другим джерелом розрідженого повітря, причому камера, утворена основним корпусом, основною, першою і другою мембранами і допоміжним корпусом із одним і другим джерелами розрідженого повітря, сполучена через пневмолінії першого і другого контурів безпосередньо, камера, утворена основним корпусом і першою мембраною, сполучена з джерелами через додатково установлені обвідні пневмолінії обох контурів і розміщені в них регульовані дроселі, а камера, утворена другою мембраною і допоміжним корпусом через осьові отвори двох діаметрально розміщених на них стержнів і отвори основного корпусу, в місцях їх приєднання, сполучена з атмосферою, при цьому жорсткі центри першої і другої мембрани між собою зв'язані додатковою тягою, периферійні ділянки першої мембрани з'єднані основним корпусом, а другої мембрани - з допоміжним корпусом. UA 106593 U (54) КОМБІНОВАНИЙ ПНЕВМАТИЧНИЙ ДИФЕРЕНЦІАТОР UA 106593 U UA 106593 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до засобів автоматики і може бути використана переважно в комбінованих пневматичних вакуумних установках систем автоматичного керування (САК) і регулювання (САР) для покращення їх динамічних показників функціонування. Відомий, найбільш близький за технічною суттю і реалізацією, пневматичний виконавчий механізм містить корпус, кришку, мембрану із жорстким центром, притиснену кришкою до корпусу, вихідний шток, зв'язаний з мембраною, і пружину, установлену між мембраною і корпусом [див. кн. Ибрагимов И.А., Фарзане Н.Г., Илясов Л.В. Элементы и системы пневмоавтоматики. - 2-е изд., перераб. и доп. - Μ.: Высш. шк., 1985, стор. 491-492, рис. 12.1,а]. Недоліком відомого виконавчого механізму є обмежені функціональні можливості, оскільки ним формуються вихідні сигнали, пропорційні тільки змінюванню вхідних сигналів, що понижує динамічну точність САК і CAP, a також обмежує його застосування у вакуумній техніці. Таким чином, відомий пневматичний виконавчий механізм має низьку динамічну точність, обмежені функціональні можливості та область застосування. Тому, з метою підвищення динамічної точності, розширення функціональних можливостей і області застосування, пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в тому, що в закон керування (регулювання) за сигналами змінювання в двох контурах, сполучених з незалежними джерелами, вводяться похідні від їх змінювання, які пневматично підсумовуються з одержанням результативного вихідного сигналу. Для реалізації цього він додатково обладнується розміщеними усередині основного корпусу, співвісно з основною, першою і другою мембранами і допоміжним корпусом, а також додатковою пневмолінією другого паралельного контуру, сполученого з незалежним другим джерелом розрідженого повітря. Камера, утворена основним корпусом, основною, першою і другою мембранами і допоміжним корпусом із одним і другим джерелом розрідженого повітря, сполучена через пневмолінії першого і другого контурів безпосередньо, а з камерою, утвореною основним корпусом і першою мембраною, через додатково установлені, в обвідних пневмолініях обох контурів, регульовані дроселі. Камера, утворена другою мембраною і допоміжним корпусом через отвори у з'єднанні його з основним корпусом сполучається з атмосферою. Жорсткі центри першої і другої мембран зв'язані між собою додатковою тягою. Периферійні ділянки першої мембрани з'єднані з основним, а другої мембрани - з допоміжним корпусом, зв'язаних між собою двома діаметрально розміщеними з осьовими отворами стержнями. При такому технічному рішенні на вихідному штокові запропонованого комбінованого диференціатора забезпечиться можливість формування керуючого (регулюючого) сигналу паралельно в кожному контурі і результуючого, які пропорційні величині змінювання в них розрідження повітря і величині швидкості (першій похідній) його змінювання. Введення додаткових керуючих (регулюючих) сигналів за швидкістю змінювання розрідження повітря, незалежно по каналах кожного і одночасно обох контурів, підвищить динамічну точність, розширить функціональні можливості і область застосування комбінованого диференціатора в САК і САК пневматичного типу у вакуумній техніці. Ступінь введення в закон формування першої похідної кожного контуру і в цілому диференціатора може змінюватися настроювання їх регульованих дроселів. Отже, результуючий сигнал на виході диференціатора в загальному буде складатися із чотирьох сигналів, викликаних: - першого - змінюванням вхідного розрідження повітря в першому контурі; - другого - першою похідною його змінювання; - третього - змінюванням вхідного розрідження повітря в другому контурі; - четвертого - першою похідною його змінювання. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд комбінованого пневматичного диференціатора. Запропонований диференціатор містить основний корпус 1, до якого співвісно периферійними ділянками герметично приєднані основна 2 і перша 3 мембрани, між якими розміщений додатковий корпус 4 з герметично приєднаною периферійним ділянкам мембраною 5. Жорсткий центр 6 мембрани 2 з одного боку зв'язаний з вихідним штоком 7, а протилежним боком взаємодіє із пружиною 8, яка впирається в корпус 4. Жорсткі центри 9, 10 мембран 3, 5 між собою з'єднані додатково установленою тягою 11. Камера "А", утворена корпусуми 1, 4 і мембранами 2, 3, 5, сполучена з джерелом (на схемі не показано) розрідженого повітря першого контуру 12 і другого контуру 13 відповідно пневмолініями 14, 15 безпосередньо, а з камерою "В", утвореною корпусом 1 і мембраною 3, через обвідні пневмолінії 16, 17 і розміщені в них регульовані дроселі 18, 19. Камера "С", утворена мембраною 5 і корпусом 4 через осьові отвори 20, 21 діаметрально розміщених 1 UA 106593 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 стержнів 22, 23 і отвори 24, 25 в корпусі 1 в контактних місцях їх приєднання, сполучена з атмосферою. Працює комбінований пневматичний диференціатор наступним чином. При різкому надходженні від одного джерела розрідженого повітря, при незмінному розрідженні у другому, останнє через пневмолінію 14 першого контуру 12 буде надходити в камеру "А", а через обвідну пневмолінію 16 і дросель 18 - в камеру "В". Але, завдяки дроселю 18 розрідження в камері "В" буде зростати повільніше, ніж в камері "А", яка сполучена із джерелом розрідження повітря безпосередньо. Це сповільнить переміщення мембрани 3 і швидкість руху її жорсткого центра 9, який через тягу 11 перемістить жорсткий центр 10 мембрани 5 униз, додатково збільшуючи розрідження в камері "А". При цьому основна мембрана 2 від дисбалансу сил, дії на неї з одного боку цих двох розріджень і зусилля пружини 8, а з протилежного боку зусилля атмосферного тиску повітря, буде переміщатися уверх і пропорційно розрідженням перемістить вихідний шток 7. В результаті, при незмінному розрідженні в другому контурі, буде додаватися два переміщення, тобто вихідний сигнал штока 7 диференціатора буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням вхідного розрідження і переміщення, викликаного швидкістю (першою похідною) його змінювання. Після вирівнювання розріджень, через дросель 18, в камерах "А","В" від переміщення мембрани 3 і, зв'язаної з нею мембрани 5 уверх, зникне складова додаткового збільшення розрідження в камері "А", а також додаткове переміщення основної мембрани 2 і вихідного штока 7, пропорційне швидкості (першій похідній) змінювання вхідного розрідження по першому контуру 12. При постійному і незмінному розрідженні повітря від першого джерела і різкому надходженні його від другого, диференціатор працюватиме аналогічно, лише з тією різницею, що перепад розріджень в камерах "А","В" буде викликаний дроселем 19 обвідної пневмолінії 17. У випадку різкого призупинення надходження повітря від обох джерел, розрідження його різко понизиться і диференціатор далі буде працювати аналогічно вище описаному, тільки вже переміщення його рухомих деталей будуть направлені в протилежний бік, а вихідний шток спочатку буде переміщатися зі швидкістю, пропорційною змінюванню і першій похідній від змінювання розрідження, а у міру вирівнювання розрідження в камерах "А", "В", пропорційно тільки його змінюванню. Застосування запропонованого комбінованого пневматичного диференціатора, в порівнянні з відомим пристроєм, забезпечить: - розширення функціональних можливостей шляхом введення в закон керування (регулювання) САК і САК додаткового сигналу, пропорційного швидкості (першій похідній) змінювання розрідження повітря, що надходить від двох незалежних джерел; - спростити конструкцію за рахунок вилучення одного із двох, необхідних для кожного контуру окремих, диференціаторів, а також трьох підсумовуючих елементів, заміною їх можливим пневматичним підсумовуванням чотирьох вихідних сигналів; - підвищити точність функціонування комбінованих САК і CAP завдяки підвищенню швидкодії вихідного сигналу і зменшенні при цьому їх часу стабілізації і відхилення параметрів керування (регулювання) в перехідних процесах; - розширити область застосування переважно в САК і CAP енергетичних установок і технологічного обладнання оснащених двома незалежними джерелами розрідженого повітря. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Комбінований пневматичний диференціатор, що містить джерело розрідження повітря, основний корпус і основну мембрану, утворюючи камеру, безпосередньо сполучену першим контуром з джерелом розрідження, пружину, установлену між мембраною і корпусом, вихідний шток, зв'язаний з основною мембраною, і друге джерело розрідження, який відрізняється тим, що він додатково обладнаний розміщеними усередині основного корпусу, співвісно з основною, першою і другою мембранами і допоміжним корпусом, а також додатковою пневмолінією другого паралельного контуру, сполученого з незалежним другим джерелом розрідженого повітря, причому камера, утворена основним корпусом, основною, першою і другою мембранами і допоміжним корпусом із одним і другим джерелами розрідженого повітря, сполучена через пневмолінії першого і другого контурів безпосередньо, камера, утворена основним корпусом і першою мембраною, сполучена з джерелами через додатково установлені обвідні пневмолінії обох контурів і розміщені в них регульовані дроселі, а камера, утворена другою мембраною і допоміжним корпусом через осьові отвори двох діаметрально розміщених на них стержнів і отвори основного корпусу, в місцях їх приєднання, сполучена з атмосферою, 2 UA 106593 U при цьому жорсткі центри першої і другої мембрани між собою зв'язані додатковою тягою, периферійні ділянки першої мембрани з'єднані основним корпусом, а другої мембрани - з допоміжним корпусом. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 3