Пневматичний мембранний виконавчий пристрій

Реферат: Пневматичний мембранний виконавчий пристрій належить до засобів систем пневмоавтоматики і може бути використаний для безпосередньої дії на керований об'єкт або орган його керування. Пристрій має підвищену швидкодію, а також точність функціонування систем автоматичного регулювання та контролю з можливим розширенням області їх використання на об'єктах із значними навантаженнями і прискореннями. UA 76690 U (54) ПНЕВМАТИЧНИЙ МЕМБРАННИЙ ВИКОНАВЧИЙ ПРИСТРІЙ UA 76690 U UA 76690 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів систем пневмоавтоматики і може бути використана для безпосередньої дії на керований об'єкт або орган його керування. Відомий пневматичний мембранний виконавчий пристрій містить корпус, кришку, яка притискає до нього основну еластичну мембрану з основою, з'єднаною з одним кінцем пружини і штока, другий кінець пружини впирається в корпус, а другий кінець штока зв'язаний з клапаном (див. кн. Чекваскин А.Н., Семин В.Н., Стародуб К.Я. Основы автоматики. - М.: Энергия, 1977. С. 176-178, рис. 5-14). Недоліком відомого виконавчого пристрою є низька швидкодія, особливо при значних навантаженнях або при значних прискореннях, спричинена стискуванням газу. Це понижує точність функціонування систем автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК), а також ефективність використання оснащених ними об'єктів. Отже, відомий виконавчий пристрій має низьку швидкодію, що понижує точність функціонування CAP і САК, а також ефективність використання оснащених ними об'єктів. Тому в основу корисної моделі поставлено задачу підвищити швидкодію виконавчого пристрою, а також точність функціонування CAP і САК з можливим розширенням області їх використання на об'єктах із значними навантаженнями і прискореннями. Для вирішування даної задачі, відповідно до корисної моделі, основна мембрана прогинається на величину, пропорційну тільки змінюванню вхідного тиску повітря, що в результаті його стискання, долання зусилля опору пружини і переміщення нею штока з клапаном здійснюється з певним запізнюванням. Щоб запобігти цьому пропонується удосконалення пристрою, при якому мембрана буде прогинатися за сформованими сигналами, пропорційними не тільки змінюванню вхідного тиску, але й швидкості (першій похідній) від його змінювання, забезпечуючи при цьому високу швидкодію переміщення її і регулюючого клапана. Це реалізується шляхом установки у безштоковій порожнині додаткових першої з осьовим отвором мембрани з основою і другої суцільної мембрани з основою, притиснених до корпусу додатковими кришками з утворенням додаткової порожнини. Основа першої з основою другої мембрани зв'язані через додатково установлену у безштоковій порожнині систему важелів і тяг, виконану у вигляді розміщених діаметрально по радіусу пристрою принаймні двох важелів, одні кінці яких з'єднані з корпусом, за допомогою тяг протилежні кінці зв'язані з основою першої мембрани, а середні точки важелів тягами - з основою другої мембрани. При цьому із джерелом стисненого повітря безштокова порожнина сполучена пневмолінією безпосередньо, а додаткова порожнина - через пневмолінію і додатково установлений дросель. Таке технічне рішення, завдяки різкому перепаду тисків в безштоковій і додатковій порожнинах і формуванню регулюючого сигналу, пропорційного змінюванню вхідного тиску і швидкості його змінювання, забезпечить основній мембрані, а разом з нею штоку і клапану високу швидкодію, і тим самим підвищить точність функціонування CAP і САК, а також ефективність використання оснащених ними об'єктів із значними навантаженнями і прискореннями. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого пневматичного мембранного виконавчого пристрою. Запропонований пристрій містить корпус 1, основну мембрану 2 з основою 3, кришку 4, щільно притискаючу мембрану до корпусу, шток 5, клапан 6 і пружину 7. Шток 5 і пружина 7 одними кінцями зв'язані з основою 3, а другими кінцями пружина - з корпусом 1, а шток 5 - з клапаном 6. В безштоковій порожнині "а" додатково вставлена перша з осьовим отвором мембрана 8 з основою 9 і друга суцільна мембрана 10 з основою 11, притиснені до корпусу 1 додатковими кришками 12, 13. Мембрана 10 з кришкою 13 утворюють додаткову порожнину "в". Основа 9 мембрани 8 з основою 11 мембрани 10 зв'язані між собою через додатково установлену в порожнині "а" систему важелів і тяг, виконану у вигляді розміщених діаметрально по радіусах, принаймні двох 14, 15 важелів, одні кінці яких з'єднані з корпусом 1, другі кінці яких тягами 16, 17 зв'язані з основою 9 першої мембрани 8, а середні точки важелів 14, 15 тягами 18, 19 - з основою 11 другої діафрагми 10. Із джерелом стисненого повітря порожнина "а" сполучена пневмолініями 20, 21 безпосередньо, а порожнина "в" - через пневмолінії 20, 22 і додатково установлений дросель 23. Працює виконавчий пристрій наступним чином. При різкому зростанні тиску Ρ він пневмолініями 20, 21 буде передаватися в безштокову порожнину "а" безпосередньо, а в додаткову порожнину "в" - через пневмолінію 22 і дросель 23. Але завдяки дроселю 23 тиск в порожнині "а" буде зростати інтенсивніше, ніж в порожнині "в", збільшуючи пропорційно змінюванню тиску швидкість руху основної мембрани 3 і сповільнюючи 1 UA 76690 U 5 10 15 20 швидкість руху мембрани 10 і через тяги 18, 19, важелі 14, 15 і тяги 16, 17 - мембрани 9, зменшуючи при цьому об'єм порожнини "а", а, отже, додатково збільшуючи в ній тиск, який буде пропорційний швидкості змінювання тиску Р. Від дисбалансу сил, цих двох тисків, діючих на мембрану 3 вона, долаючи зусилля опору пружини 7, разом зі штоком 5, різко переміститься униз, перекриє клапаном 6 отвір і припинить в даному випадку в об'єкті перепуск газу з тиском Рвх… При різкому пониженні тиску Ρ запропонований пристрій буде працювати аналогічно, але з тією різницею, що із-за дроселя тиск інтенсивніше буде понижуватися в порожнині "а", ніж у порожнині "в" і його рухомі деталі будуть переміщуватися у зворотному напрямку. В обох випадках перехідних процесів мембрані, разом зі штоком і клапаном, буде забезпечуватися висока швидкодія, обумовлена формуванням у запропонованому пристрої регулюючого сигналу, пропорційного змінюванню вхідного тиску Ρ і швидкості (першій похідній) від його змінювання. При цьому ступінь введення регулюючого сигналу, пропорційного швидкості змінювання вхідного тиску Р, може бути різною залежно від співвідношення довжини плечей важелів 14, 15. Таким чином, утворення другої порожнини через дросель, сполученої з першою, шляхом встановлення першої і другої мембран, зв'язаних між собою системою важелів і тяг, дає можливість на основній мембрані зі штоком і клапаном формувати регулюючі сигнали, пропорційні як змінюванню, так і швидкості змінювання вхідного тиску. Це підвищить швидкодію запропонованого виконавчого пристрою, точність функціонування CAP і САК, а також ефективність використання оснащених ними об'єктів, працюючих із значними навантаженнями і прискореннями. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Пневматичний мембранний виконавчий пристрій, що містить корпус, основну мембрану з основою, кришку, притискаючу мембрану до корпусу з утворенням безштокової порожнини, шток, клапан і пружину, зв'язані одними кінцями з основою, другими кінцями пружина - з корпусом, а шток - з клапаном і джерелом стисненого повітря, безпосередньо сполученим із безштоковою порожниною, який відрізняється тим, що в ньому додатково в безштоковій порожнині встановлені перша з осьовим отвором мембрана з основою і друга суцільна мембрана з основою, притиснені до корпусу додатковими кришками з утворенням додаткової порожнини, причому основа першої з основою другої мембрани зв'язані через додатково установлену у безштоковій порожнині систему важелів і тяг, виконану у вигляді розміщених діаметрально по радіусах пристрою принаймні двох важелів, одні кінці яких з'єднані з корпусом, другі кінці за допомогою тяг зв'язані з основою першої мембрани, а середні точки важелів тягами - з основою другої мембрани, при цьому із джерелом стисненого повітря безштокова порожнина сполучена пневмолінією безпосередньо, а додаткова порожнина - через пневмолінію і додатково установлений дросель. 2 UA 76690 U Комп’ютерна верстка Л. Купенко 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