Електропневматичний перетворювач

"* -'І (19) W/-4 (11) (1-Я) (5i>5Ft6_K_:U/rj2 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО НА ВИНАХІД (54) ЕЛЕКТРОПНЕВМАТИЧНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ 1 (20)95320535, 14,03 S3 (21)4 778473/51! (22)05.01,90 (24)30.05.97 (46)30.06.97. Пюл.Г^З (55) Преобразователь фирмы "Morton Manufacturing" США. - "Hydraullca of Pneumatic", ноябри 1986, N S T - H . C . 19, 072) Мвижие всієм Володимирович, Нагін Михайло ОлоксаилраЕич, Спрігуп^ Михайло Віктоооізич. Шойхєг Ворчс Олександрооич (73) Г^ейхис СВІОИ Полодпмыромич (UA), І їогін Михайло Олекси-1 дрович (UA) (57) 1. Олскіропн£вматнческиН преобразователь, содержащий управляющий злектроматшгг с заслонкой над соплом, корпус с кала/ггми ВХОДИ и обхода среди, камору упрзвлепмя, соединокну.о каналом с дросселем в пом с каналом жода, клапан сброса в атмосферу и рходной клапан, затвори которых расположены на общем штоке, и разгру зочную камеру, о т л и ч а ю щ и неп i ем, что преобразооаіель споГокен ускорительным клаплчом в сидо подпружиненного зспермого органа, устэноалрнною в дополниіельпой полосіч корпуса м рззделпюи^го GG НО подклапанмую и нодкпапанную камеры, с каналом входа в подупзпанную камеру и гоединеиными с каморой управление каналом выхода из подклапзиной камеры и дроссолл.мим каналом в нэд^папанную камеру, э в штоке и затворе клгпана сброса в атмосфер/ выполнено екпознпо осевое отаерстия, согдмняющео разгрузочную кэг^еру с выхлопным отверстием сцдмі) и клапано cfipoca з ятмосфєру. 2. Электропнеиметическии преобразователь го п.1, о тл и ч а и щ и ft с я ІССЇ, ЧГО в ускорительном кчпллне выполнен допелмительный канал с обратим клапаном, соединяющий надклепанную камеру с й упраплепия. Изобретение относится к области пневматического оборудования и может быть использстзгю и различных отраслях промышленности для преобразовании управляющего, электрического сигнала п пневматический сигнал, пропорциональный по давлению управляющему электроемгпалу, например, для автомэтизации процессов шлифования, резания, нанесения покрытий, искусственной вентиляции легких и др. Из изпестиих преобразозателеа наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электрогшевматический преобразователь типа Е 40 фирмы "Honon Manufacturing Co, Inc.", США, Этот электролиззмлтический зоватсль со/держит управляющий электромагнит с заслонной нэд соплом, корпус с каналами входа и вихода среды, камеру управления, соединенную каналом с дроесс лем п нем с каналом пхода. клапан сброса в атмосферу и входной клзпзн. затвори которых расположены и общем штоке, и разгрузочную камеру. Недостатком указанною элегтропм«г,матического праобралокыеля, принятого за прототип, является низкое быстродействие, обусловленное медленным набором давления в камере управления, зспояняемей через входное дроссельное отверстие и, 15704 следовательно, сравнительно медленным срабатыванием входного клапана. Другим недостатком этого преобразователя яоляется сравнительно низкая точность, обусловленная большим гистерезисом характеристики P=f/J/ при наборе и сбросе давления, т.к, при сбросе лзвленил через клапан сброса з атмосферу затвор последнего и затоор входного клапана отбрасываются вниз дэплениом сброса. Целью изобретения лнляется поаышение быстродействия и точности работы. Поставленная цель достигается тем, что злектропнзоматичеекмй преобразователь, содержащим упраоляющиЛ электромагнит с заслонкой над соплом, корпус с каналами входа и выхода среды, камеру управления, соединенную каналам с дросселем а нем с каналом входа, клапан сброса о атмосферу и входной клапан, азі воры которых рэсиоложены на общем штоке, и разгрузочную камеру, в отличие от известного, снабжен ускорительным клапаном в ЕИДЄ подпружиненного запорного органа, установленного в дополнительной полосі и корпуса и раздепйющего его на подклапакиую и кадклапаичу»о камеры, с каналом входа о подклапанную камеру и соединенными с камерой управления каналом выхода из подклапзнной камеры и дроссельным кзнллом в малклзпанную камеру, а в штоке и затворе клапана сброса п атмосферу выполнено сквозное осевое отверстие, соединяющее разгрузочную камеру с выхлопным отверстием седла в клапане сброса в атмосферу. Кроме того, в ускорительном клапане выполнен дополнительный канал G обратным клапаном, соединяющий нздклапаиную камеру с камерой управления. 10 15 20 25 30 35 Наличие ускорительного клапана п омде ^10 запорного органа при создании перепада давлений между педклапаниойи нздклапанной камерами открывает отпорстке подвода давления и обеспечивает подвод давления в управления чгрэз канал, соединяю- 45 указанную камеру с подклапанной камерой, позволяет уменьшить время заполнения камеры управ/гения пои наборе давления по сравнению с прототипом, 'в котором заполнение камеоы упраскенпя про - 60 исходит только через дроссельной отверстие. Кроме того, наличие дополнительного канала с обратным клепаном позволит быстро ликвидировать перепад давлений между мадклапанной и подклппан- 5В ной камерами ускорителыюго-клапзнв при снижении давления в камере управления, ".то обеспечивает возможность быстрого набора давления D последней поело сброса, і .о. в отличие от прототипа дает более высо кое быстродействие преобразователя в цикличном режиме. Скоозиое осеиое отверстие в штоке и затвора клапана сброса в атмосферу поаооляет повысить точности работы, снизив гистерезис характеристики P*-f/J/, так как в отлично от устройства, принятого за прототип, и предложенном соединении разгрузочной камеры с выхлопным отверстием седла клапана сброса в атмосферу позволяет обеспечить равенство давлений в клапане сброса а атмосферу и разгрузочной камере при сбросе выходного давления преобраэопателя и не создавать подпора а аагрузочиои камере при ходе затвора входного клапана вниз (при наборе давне* иия на вы ходо преобразователя). Таким образом, наличие и предложенном злектропневмаімческом прообразоЕаісло ускорительного клапэиз в виде запорного органа, дополнительного клапана сброса с обратным клапаном и сквозного осевого отосрсіЕіл п штоке и зпт'юро клапана сброса п атмосферу позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "попиэиа". На фиг. 1 изображен абіцин пид предлагаемого электроппеимагического преобразователя {продольный разрез); на фиг, 2 поперечное сечение А~Л из фиг. 1; на фиг. 3 - поперечное сечение А-А на фиг. 1 с депеш-" пигельным каналом сброса. Электрепневматический преобразователь содержит управляющий электромагнит 1 с завешенным на пружппэч якорем 2, упором 3 и толкателем 4. На толкателей, жестко соединенном с якорем 2, установлена заспоика В. В корпусе 6 нрэобразопэтеля выполнена камери упрявленич 7 с соппом G, входным дроссельным стоерстнем 9 и управляющей іл'їмбранои 10 с жестким центром, опирающимся на седло 11 клаппна сброса п атмосферу. Седло 11 установлено на мембране 12. Затиор 13 клапяна сброса в атмосферу и затвор 1^ входного клапана установлены на общем штока 1В. В штоке 15 и затворе ІЗ сыпоипено СІ.ЙОЗНО^ осевое отворстис 16. Седло 17 входного клапана установлено в корпусе Г», На штокэ 15 жестко закреплен подпружинониий разгрузочный поршень 18, образующий с расточкой о корпусе 5 разгрузочную камору 19. 5 корпусе б выполнены отверстия: атмосферное 20, яьгходное 21, сходное 22. Выгодное отверстиз 21 соодинсно каняпом 23 с попостью под мембраной 12. Входное отверстие 22 соединено с входным дроссельным отварстивм 9 в камеру управления 7 кзнапом 24 с дросселем 25. На корпусе установлен ускорительный клапан 2G в оиде подпружиненного запорного органа 27V который образует/год 15764 6 клапанную 28 и надклапанную 29 камеры бране 12. Перемещение пниз седла 11 вызыускорительного клапана и перекрывает отвает перемещение затвора 13 клапана сброверстие 30 подоода давления, соединенное са в атмосферу и установленного с ним ча с каналом 24. В корпусе 6 преобразователя общем штоке 15 затвора 14 входного клапавыполнен канал 31 для соединения камеры 5 на и подпружиненного разгрузочного поруправления 7 с подклапанной камерой 28 и шня 18, Седло 17 входного клапана дроссельное отверстие 32 для соединения открывается, обеспечивая в выходном откамеры управления 7 с надклапанной камеверстии 21 давление пропорциональное рой 29 ускорительного клапана 26. В корпуэлектрическому сигналу управления. При се 6 преобразователя и корпусе 10 увеличении тока электрического сигнала упускорительного клапана 2&выполнен допол- ' равления, подаваемого на электромагнит 1. нительный капал сброса 33 для дополнипроисходит дальнейшее перемещение вниз тельного соединения нодклапэниой камеры заслонки 5 и увеличение давления в камере 29 с камерой управления 7. В дополнительуправления 7. что вызывает дальнейший ход ном канале сброса 33 установлен подпружи- 15 вниз управляющей мембраны 10 и, соответнемный обратный клапан 34. ственно, затвора 14 входного клппана, зазор между которым и седлом 17 увеличивается, Злектрогшевматический преобразовачто обеспечивает увеличение давлении на тель работает следующим образом. выходе 21 пропорциональное увеличению Давление питания (входное давление) подается через входное отверстие 22 к за- 20 тока электрического сигнала управления. Максимальное увеличение тока электричетвору 14 и седлу 17 входного клапана, а ского сигнала управления, обусловленное также через канал 24, дроссель 25 и входное характеристиками электронной системы, дроссельное отверстие 9 - в камеру управобеспечивает получение на вьіходе2ї давлелении 7 и через отверстие 30 подвода давления-к подпружиненному запорному органу 25 ния равного давлению питания на входе 22. При уменьшении тока электрического 27 ускорительного клапана 26. Электричесигнала управления, подаваемого на электский сигнал управления подается на управромагнит 1, зазор между завешенным на ляющий электромагнит 1. При этом пружинах якорем 2 и упором 3 увеличиваетзавешенный на пружинах якорь 2 притягися. При этом происходит перемещение вается к упору 3 и перемещает пниз толка- 30 вверх толкателя 4 и заслонки 5. Зазор между тель 4 с заслонкой 5. Заслонка 5, перекрывая заслонкой 5 и соплом 8 увеличивается, что сопло 0, увеличивает давление в камере упвызывает снижение давления в камере управления 7. Давление увеличивается и в подравления 7. Управляющая мембрана 10 и клапанной камере 28 ускорительного клапана 26, соединенной с камерой управ- 35 седло 11 клапана сброса в атмосферу, установленное на мембране 12, резко перемелепил 7 каналом 31. Давление в надклапанщаются вверх под воздействием выходного ной камере 29 ускорительною клапана 25 давления, поскольку выходное отсерстие 21 растет медленное, чем и подклапанной касоединено с полостью под мембраной 12 мере 28, т.к. первая соединена с камерой управления 7 дроссельным отверстием 32. 40 каналом 23. Образуется зазор между седлом 11 и затвором 13 клапана сброса в атмосфеПри создании в камере управления 7 давлеру. Происходит сброс выходного давления ния, достаточного для перемещения подпручерез канал 23, зазор между затвором ТЗ и жиненного запорного органа 27, последний седлом 11, выхлопное отверстие в седле 11 открывает отверстие 30 подвода давления и входное дзаление из отверстия 22 через ка- 45 и атмосферное отверстие 20. При этом дааление в разгрузочной камере 19 уравниваетнал 24 с дросселем 25, отверстие 30, лодклася с давлением сброса за счет сквозного маиную камеру 28 и канал 31 подается в осевого отверстия 16 а штоке 15 и затворе камеру управления 7, обеспечивая в ней резклапана сброса в атмосферу. Когда давлекий набор давления. Увеличение давления также и в надклапанной камере 29 обеспе- 50 ние в камере управления 7 стаиогится равным выходному, движение мембраны 12 с чивзет своевременное срабатывание подседлом 11 вверх прекращается и затвор 13 пружиненного запорного органа 27 на клапана сброса в атмосферу запирает седло перекрытие отверстия 30 подвода давления. 11 под воздействием перемещающегося Таким образом, посредством ускорительного клапана 2G происходит резкое увеличение 55 вверх затвора 14 входного клапана, соединенного с затвором 13 общим штоком 15. давления в камере управления 7. УправляюПеремещение вверх затвора 14 обусловлено щая мембрана 10, перемещаясь вниз проразностью входного и выходного давлений, порционально росту давления в камере действующих с противоположных сторон на управления 7, давит на седло 11 клапана поверхности затвора 14 входного клапана, и сброса в атмосферу, установленное на мем 15764 8 усилием пружины в разгрузочной камере 19. имя тока электрического сигнала управлеРабочий зазор входного клапана между зания с большой частотой (набор - сброс твором 14 и седлом 17 уменьшается, обеспенабор - сброс -..) происходят резкие измечивая снижение выходного давления в нения давления о камере управления 7. При отверстии 21, пропорциональное уменьшеэтом набор давления происходит как описанию тока электрического сигнала управлено выше. При резком сбросе давления из ния. Равенство давлений в клапане сброса в камеры управления 7 открывается подпру атмосферу и разгрузочной камере 19, обусжиненный обратный клапан 14, что обеспеловленное соединением их друг с другом чивает резкий сброс давления по сквозным осевым отоерстием 16 в штоке 15 Ю дополнительному каналу сброса 33 из над* затворе 13 клапана сброса о атмосферу, клапанмой камеры 29 ускорительного клапаобеспечивает стабильное положение затвона 26 в камору управления 7 и далее в рив 13 и 14 относительно седел 11 и 17 соотатмосферу через открытое сопло 8. Быстрое ветственно, т.к. препятствует отбрасыванию опорожнение надклзпаннои кэме\>ь\ 29 усуказанных ?атворов вниз давлением сброса, 15 корительного клапана 2С оОеспечипасл сраэозкикающим в клапана сброса & атмосферу батывание последнего при следующем при уменьшении тока управления. Таким об-* наборе давления. рз^ом обеспечивается снижение гистерезиса характеристики P=F/J/ за счет более Предлагаемый электрогтмевматический точной отработки давления на выходе 21 20 преобразователь обеспечивает более зысопреобразователя. кое быстродействие и большую том. (ость работы ^д счет снижены» гистерезиса При снижении тока управляющее сигхарактеристики P=f/J/ по сравнению с пронала до нуля происходит полное запирание тотипом, что можеі дэгь эффект D народном затвором 14 седла 17, т.е. снижение давления нэ выходе 21 до нуля при наличии дав- 25 хозяйств за счет повышения пргллзыэдител! постп и точности упрапляемых преобрйления питания на пходе 22. эооатслем (Шоцессоа и нсгюш(иг&льнь(зс При работе электрон невматическото механизмов преобразователя D ЦИКЛИЧНОМ режима зада 9 15764 .2 Раг.д Упорядник Замовлення 4200 Техред М.Моргентал Коректор Н. Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська лл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м Ужгород, вул.ГагарІна. 101