Поршневий слідкуючий пневмопривод

Реферат: Поршневий слідкуючий пневмопривод містить циліндр з торцевою кришкою і внутрішньою порожниною, розділеною ущільненням на дві камери. В першій камері розміщений поршень з порожнистим штоком, в якому установлена зв'язана з ним одним кінцем пружина. В другій камері - підпружинена виконавча мембрана, жорсткий центр якої з'єднаний з другим кінцем пружини штока і золотником розподілу робочого повітря, сполученого пневмолініями з камерами циліндра. Друга камера містить камеру виконавчої мембрани, сполучену через пневмолінію з входом стисненого повітря, протилежна їй камера, через отвори в торцевій кришці - з атмосферою. Додатково в другій камері установлені перша суцільна гофрована із жорстким центром і друга периферійна з осьовим отвором і жорстким центром гофрована мембрани. Жорсткі центри яких зв'язані між собою принаймні двома жорсткими тягами, з утворенням додаткової проміжної камери, сполученої, через додатково установлені пневмолінію і регулювальний дросель, з входом стисненого повітря. Периферійні ділянки обох мембран жорстко з'єднані з циліндром, а внутрішня ділянка другої мембрани разом із периферійною ділянкою виконавчої мембрани за допомогою додаткового кронштейна - з торцевою кришкою циліндра. UA 121565 U (54) ПОРШНЕВИЙ СЛІДКУЮЧИЙ ПНЕВМОПРИВОД UA 121565 U UA 121565 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до системи пневмоавтоматики і може бути використаний для перетворення вхідного тиску робочого тіла у великі переміщення штока із забезпеченням при цьому підвищеної точності функціонування систем автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК), а також зменшення інерційності поршневих виконавчих механізмів, працюючих в умовах різкоперемінних вхідних сигналів. Найближчим аналогом є пневматичний слідкуючий пневмопривод, що містить циліндр з торцевою кришкою, внутрішня порожнина якого розділена ущільненням на дві камери, в першій з них розміщений поршень з порожнистим штоком, усередині якого установлена, зв'язана з ним одним кінцем, пружина, а в другій камері - підпружинена виконавча мембрана, жорсткий центр якої з'єднаний з другим кінцем пружини штока і золотником розподілу робочого повітря, сполученого пневмолініями з камерами циліндра, а також пневмолінією вхідного стисненого повітря з першою камерою виконавчої мембрани, протилежна камера якої через отвори в торцевій кришці циліндра сполучена з атмосферою (див. кн. Ибрагимов И.А., Ферзане Н.Г., Илясов Л.В. Элементы и системы пневмоавтоматики, 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984, с. 494-495, рис. 12.4). Однак, недоліком найближчого аналога є низькі динамічні показники перехідних процесів, спричинені закладеним в ньому принципом переміщення виконавчої мембрани тільки за сигналами, пропорційними підведеному вхідному тиску, що понижує точність функціонування CAP і САК в перехідних процесах і обмежує область його застосування. Таким чином, відомий слідкуючий поршневий пневмопривод має низьку ефективність і обмежену область застосування. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення ефективності і розширення області застосування поршневого слідкуючого пневмопривода. З цією метою пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в забезпеченні переміщення виконавчої мембрани - за сигналами пропорційними відхиленню величини як вхідного тиску, так і швидкості (першій похідній) його відхилення. Поставлена задача вирішується тим, що у другій камері виконавчої мембрани додатково установлені перша суцільна гофрована із жорстким центром і друга периферійна з осьовим отвором і жорстким центром гофрована мембрани. Жорсткі центри мембран зв'язані між собою принаймні двома жорсткими тягами, з утворенням додаткової проміжної камери, сполученої через додатково установлені пневмолінію і регулювальний дросель з входом стисненого повітря. При цьому периферійні ділянки обох мембран жорстко з'єднані з циліндром, а внутрішня ділянка другої мембрани разом із периферійною ділянкою виконавчої мембрани за допомогою додаткового кронштейна - з торцевою кришкою циліндра. Таке технічне рішення дає можливість при різкій зміні в пневмолінії вхідного тиску завдяки наявності дроселя, забезпечувати у виконавчій камері наростати більшому, ніж у протилежній камері тиску від чого перша суцільна мембрана переміститься вправо. Одночасно із збільшенням тиску у виконавчій камері її суцільна мембрана, долаючи опір жорсткості зворотної пружини, переміститься разом із золотником вліво на величину, пропорційну змінюванню вхідного тиску. В результаті переміщення першої суцільної мембрани вправо друга периферійна мембрана теж, тільки з меншою швидкістю переміститься вправо, при цьому зменшуючи об'єм виконавчої камери, а отже, підвищуючи тиск пропорційно швидкості (першій похідній) змінювання вхідного тиску. Від дії додаткового тиску виконавча мембрана додатково переміститься вліво, від чого її вихідний шток, разом із золотником, переміститься вліво ще на додаткову величину, пропорційну швидкості (першій похідній) змінювання вхідного тиску. Таким чином, абсолютне переміщення золотника буде складатися із двох переміщень: першого переміщення, пропорційного змінюванню вхідного тиску і другого переміщення пропорційного швидкості (першій похідній) його змінювання, що підвищить швидкодію переміщення регулюючого золотника, а отже, динамічні показники функціонування CAP і САК, а також розширить область застосування поршневого слідкуючого приводу. Корисна модель пояснюється кресленням, де показано загальну принципову схему поршневого слідкуючого пневмопривода. Пневмопривод містить робочий циліндр 1 з торцевою кришкою 2, внутрішня порожнина якого розділена ущільненням 3 на першу "А" і другу "В" камери. В камері "А" розміщений поршень 4 з порожнистим вихідним штоком 5 усередині якого установлена, зв'язана з ним одним кінцем, пружина 6, а в другій камері "В" між торцевою кришкою 2 і ущільненням 3 додатково установлені перша 7 суцільна гофрована із жорстким центром 8 і друга периферійна з осьовим отвором і жорстким центром 9 гофрована мембрана 10. Центри 8, 9 мембран 7, 10 між собою зв'язані принаймні двома жорсткими тягами 11, 12, їх периферійні ділянки з'єднані з 1 UA 121565 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 циліндром 1, а внутрішня ділянка мембрани 10 разом із периферійною ділянкою виконавчої мембрани 13 і жорстким центром 14 з'єднані за допомогою додаткового кронштейна 15, закріпленого на кришці 2, з якою взаємодіє одним торцем зворотна пружина 16, другий торець якої - із центром 14, зв'язаним з другим кінцем пружини 6 штока 5, і золотником 17. Мембрани 7, 10, 13 ділять другу камеру "В" на проміжну "С" і виконавчу "D" камери, з яких виконавча через пневмолінію 18 сполучена з входом подачі стисненого повітря безпосередньо, проміжна камера "С" - через пневмолінію 19 і регулювальний дросель 20, а камера "В" через отвори в торцевій кришці 2 - з атмосферою. Повітря живлення під тиском "Ржив." поступає через пневмолінію 21 до золотника 17, який пневмолініями 22, 23 сполучений з циліндром 1 пневмопривода. Герметичність в з'єднанні циліндр-поршень забезпечуються ущільнювальними кільцями 24. Поршневий слідкуючий пневмопривод працює наступним чином. При різкому збільшенні вхідного тиску "Рвх." в пневмолінії 18, через наявність дроселя 20 в пневмолінії 19, тиск в камері "С" буде наростати повільніше, ніж в камері "D", в результаті чого виконавча мембрана 13 переміщується вліво, з порівняно більшою швидкістю, ніж зв'язані між собою мембрани 7, 10, переміщуючи вліво на величину, пропорційно змінюванню вхідного тиску. При цьому від переміщення мембрани 9 вправо зменшується об'єм камери "D", а отже, додатково в ній підвищується тиск на величину, пропорційну швидкості (першій похідній) змінювання вхідного тиску. В результаті мембрана 13, зв'язана жорстким центром 14 із золотником 17 вихідного сигналу, одержить додаткове переміщення, внаслідок чого буде додаватися два переміщення, тобто вихідний сигнал мембрани 13, діючий на золотник 17, від різкого збільшення вхідного сигналу, буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням вхідного сигналу (збільшення тиску в гідролінії 18 і камері "D") і переміщення викликаного підвищеною швидкість змінювання вхідного сигналу (обумовленого різними швидкостями руху мембран 7, 13). Від результативного з підвищеною швидкістю переміщення золотника 17 вліво, через нього повітря живлення "Ржив." надходить в пневмолінію 22, і поршень 4, а разом з ним і шток 5 переміщається вправо. Внаслідок цього пружина 6 розтягується і зусилля, діюче на виконавчу мембрану 13, збоку цієї пружини, збільшується, тобто здійснюється від'ємний зворотний зв'язок за положенням поршня 4. Вихідний шток 5 буде переміщатися доти, поки не займе положення пропорційного поданому вхідному тиску, з точністю до статичної помилки, при зникненні до нуля складової пропорційної швидкості змінювання вхідного тиску. У випадку різкого зменшення вхідного тиску "Рвх." описаний пневмопривод працюватиме аналогічно з тією лише різницею, що повітря живлення "Ржив." надходитиме через пневмолінію 23. Таким чином, складова додаткового переміщення золотника, пропорційного змінюванню швидкості вхідного тиску, підвищить його швидкодію і динамічну точність, зменшуючи при цьому час перехідного процесу і максимальне відхилення регульованого параметра, а зворотний зв'язок за положенням штока забезпечить його одночасну установку в положення, що відповідає командному тиску. Застосування запропонованого поршневого слідкуючого пневмопривода, у порівнянні з уже відомим, дасть можливість: - підвищити точність перетворення вхідного тиску, що надходить від регулюючого або командного приладу, в переміщення виконавчого органу, підвищуючи ефективність функціонування CAP або САК об'єктів в перехідних процесах; - розширити область застосування пневмопривода. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Поршневий слідкуючий пневмопривод, що містить циліндр з торцевою кришкою і внутрішньою порожниною, розділеною ущільненням на дві камери, в першій з яких розміщений поршень з порожнистим штоком, в якому установлена зв'язана з ним одним кінцем пружина, а в другій камері - підпружинена виконавча мембрана, жорсткий центр якої з'єднаний з другим кінцем пружини штока і золотником розподілу робочого повітря, сполученого пневмолініями з камерами циліндра, а також камеру виконавчої мембрани, сполучену через пневмолінію з входом стисненого повітря, а протилежна їй камера, через отвори в торцевій кришці - з атмосферою, який відрізняється тим, що додатково в другій камері установлені перша суцільна гофрована із жорстким центром і друга периферійна з осьовим отвором і жорстким центром гофрована мембрани, жорсткі центри яких зв'язані між собою принаймні двома жорсткими тягами, з утворенням додаткової проміжної камери, сполученої, через додатково 2 UA 121565 U установлені пневмолінію і регулювальний дросель, з входом стисненого повітря, причому периферійні ділянки обох мембран жорстко з'єднані з циліндром, а внутрішня ділянка другої мембрани разом із периферійною ділянкою виконавчої мембрани за допомогою додаткового кронштейна - з торцевою кришкою циліндра. Комп’ютерна верстка О. Гергіль Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3