Диференціюючий пневматичний позиціонер систем автоматики

Реферат: Диференціюючий пневматичний позиціонер систем автоматики містить корпус з пневмолінією тиску, підсилювач з клапанами, привід зі штоком, важіль, рухомий фланець, приймальний сильфон, другий сильфон. У приймальний сильфон додатково установлений внутрішній сильфон. При цьому порожнина внутрішнього сильфона з атмосферою і порожнина приймального сильфона з пневмолінією тиску сполучені безпосередньо, а порожнина другого сильфона з пневмолінією тиску - через дросель. UA 78760 U (54) ДИФЕРЕНЦІЮЮЧИЙ ПНЕВМАТИЧНИЙ ПОЗИЦІОНЕР СИСТЕМ АВТОМАТИКИ UA 78760 U UA 78760 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів систем автоматичного регулювання (CAP) і систем автоматичного керування (САК) пневматичного типу і може бути використана для перетворення вхідного тиску, що надходить від регулюючого або командного приладу, в переміщення регулюючого органу для дозування речовини або енергії в об'єкт регулювання або керування. Відомий пневматичний позиціонер містить корпус, установлені в корпусі підсилювач з клапанами, привод зі штоком сполучений з підсилювачем, важіль і приймальний сильфон з рухомим фланцем, зв'язаним через важіль зі штоком привода і клапанами підсилювача (див. кн. Ибрагимов И.А., Илясов Л.В. Элементы и системы пневмоавтоматики. - 2-е изд., перераб., и доп. - М.: Высш. шк., 1985. - С. 491-493, рис. 12.2 а). Однак, недоліком відомого позиціонера є низькі динамічні показники регулювання, обумовлені закладеним в ньому принципом переміщення регулюючого органу тільки за сигналами, пропорційними поданому вхідному тиску, що понижує точність функціонування CAP і САК в перехідних процесах і обмежує область його застосування. Отже, відомий позиціонер має низьку ефективність і обмежену область застосування. Тому, з метою підвищення ефективності і розширення області застосування, пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в забезпеченні переміщення регулюючого органу за сигналами, пропорціональними відхиленню величини як вхідного тиску, так і швидкості (першій похідній) його відхилення. Для цього в ньому додатково встановлені другий сильфон, спільний рухомий фланець, що зв'язаний з одними торцями приймального і другого сильфонів, а протилежні торці приймального сильфона з рухомим фланцем і важелем, а другого сильфона - з нерухомим фланцем. У приймальний сильфон додатково установлений внутрішній сильфон, один торець якого зв'язаний з рухомим фланцем приймального сильфона, а протилежний торець з фланцем, кінематично з'єднаним із спільним рухомим фланцем. Порожнина внутрішнього сильфона з атмосферою і порожнина приймального сильфона із пневмолінією тиску, через гнучку пневмолінію, сполучені безпосередньо, а порожнина другого сильфона з пневмолінією тиску - через дросель. Таке технічне рішення дає можливість, при різкій зміні у пневмолінії тиску на вході позиціонера, через наявного дроселя, забезпечувати затримку спільного фланця і, зв'язаного з ним, фланця внутрішнього сильфона і пропорційно змінюванню швидкості вхідного тиску, змінювати його об'єм, а також тиск у приймальному сильфоні і відповідно вихідне переміщення його рухомого фланця і зв'язаних з ним клапанів підсилювача. При цьому їх переміщення буде складатися з двох переміщень: - першого переміщення, пропорційного змінюванню вхідного тиску, і другого, - пропорційного швидкості (першій похідній) його змінювання, що підвищить швидкодію переміщення регулюючого органу, а отже, динамічні показники функціонування CAP і САК, а також розширить область застосування позиціонера. На представленому кресленні схематично показано загальну принципову схему запропонованого диференціюючого пневматичного позиціонера систем автоматики. Позиціонер містить корпус 1 з установленим в ньому підсилювачем 2, сполученим з ним приводом 3 зі штоком 4, зв'язаним з важелем 5, який з'єднаний з клапанами 6 і рухомим фланцем 7 приймального сильфона 8. У позиціонері додатково установлений другий сильфон 9, спільний рухомий фланець 10, зв'язаний з одними торцями приймального 8 і другого сильфона 9. Протилежні торці сильфона 8 з'єднані з рухомим фланцем 7, а сильфона 9 - з нерухомим фланцем 11. У сильфоні 8 додатково установлений внутрішній сильфон 12, один торець якого зв'язаний з рухомим фланцем 7 сильфона 8, а протилежний торець - з фланцем 13, кінематично з'єднаним з фланцем 10. Порожнина "а" другого сильфона 9 з пневмолінією тиску 14 сполучена через дросель 15, порожнина "b" сильфона 8 через гнучку пневмолінію 16 - безпосередньо, а порожнина "с" внутрішнього сильфона 12 - з атмосферою. Для повернення рухомих деталей позиціонера у попереднє положення і компенсації гістерезису матеріалу стінок сильфона використана пружина 17. Рухомі деталі позиціонера переміщаються у спільній напрямній 18. Диференціюючий пневматичний позиціонер працює наступним чином. При різкому збільшенні вхідного тиску, через наявність дроселя 15, тиск у сильфоні 9 буде наростати повільніше, ніж у сильфоні 8. В результаті фланець 10 переміщається униз, переміщаючи з собою фланець 13 сильфона 12 і створюючи додатковий приріст тиску в сильфоні 8. Фланець 7 сильфона 8, зв'язаний з важелем 5, отримує при цьому додаткове переміщення. В результаті відбувається пневматичне додавання двох переміщень, тобто вихідний сигнал із сильфона 8 складається із переміщення, викликаного змінюванням вхідного тиску (переміщення фланця 7 через безпосереднє збільшення тиску в сильфоні) і переміщення, 1 UA 78760 U 5 10 15 20 викликаного швидкістю (першою похідною) змінювання вхідного тиску (переміщення фланця 13 і додаткового збільшення через це тиску в сильфоні 8). Результуюче переміщення важеля 5 викличе різке зменшення скидання повітря в атмосферу через клапани 6 підсилювача потужності 2, збільшуючи витрату повітря, що надходить від підсилювача потужності до привода 3. При цьому шток 4 привода переміститься униз і потягне за собою важіль 5, який трохи відкриє клапани 6 і збільшить скидання повітря в атмосферу. Шток 4 буде переміщатися до тих пір, поки не займе положення, пропорційне поданому вхідному тиску, з точністю до статичної помилки, при зникненні до нуля складової, пропорційної швидкості змінювання вхідного тиску. У випадку різкого зменшення вхідного тиску описаний позиціонер працює аналогічно з тією лише різницею, що вихідні переміщення направлені у протилежний бік. Таким чином, складова переміщення клапанів 6, пропорційна змінюванню швидкості вхідного тиску, підвищить їх швидкодію і динамічну точність, зменшуючи при цьому час перехідного процесу і максимальне відхилення регульованого параметра, а зворотний зв'язок за положенням штока забезпечить його однозначну установку в положення, що відповідає командному тиску. Застосування запропонованого диференціюючого пневматичного позиціонера, у порівнянні з відомим дасть можливість: - підвищити точність перетворення вхідного тиску, що надходить від регулюючого або командного приладу, в переміщення регулюючого органу, підвищуючи ефективність функціонування CAP або САК об'єктів в перехідних процесах; - розширити область застосування. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Диференціюючий пневматичний позиціонер систем автоматики, що містить корпус з пневмолінією тиску, підсилювач з клапанами, привід зі штоком, сполучений з підсилювачем, важіль, з'єднуючий шток привода з клапанами підсилювача і з рухомим фланцем приймального сильфона, утворюючого з корпусом порожнину, сполучену безпосередньо з пневмолінією тиску, який відрізняється тим, що в ньому додатково установлені другий сильфон, спільний рухомий фланець, зв'язаний з одними торцями приймального і другого сильфонів, а протилежні торці приймального сильфона - з рухомим фланцем і важелем, а другого сильфона - з нерухомим фланцем, причому у приймальний сильфон додатково установлений внутрішній сильфон, один торець якого зв'язаний з рухомим фланцем приймального сильфона, а протилежний торець - з фланцем, кінематично з'єднаним із спільним рухомим фланцем, при цьому порожнина внутрішнього сильфона з атмосферою і порожнина приймального сильфона з пневмолінією тиску, через гнучку пневмолінію, сполучені безпосередньо, а порожнина другого сильфона з пневмолінією тиску - через дросель. 2 UA 78760 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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