Электропневматическое устройство

 

ЭЛЕКТРОПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с глухой камерой, ограниченной с одной стороны мембраной, сообщенную с ат:мосферой проточную камеру, в которой соосно установлены приемное соп ло, соединенное с выходным каналом, и нагнетающее сопло, сообщенное с глухой камерой, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено дополнительной проточной камерой, соединенной с атмосферой, через дополнительное нагнетающее сопло. - с дополнительной глухой камерой и через дополнительное приемное сопло с дополнительным выходным каналом, причем основная и дополнительные € глухие камеры выполнены в форме усеченных конусов, обпщм большим основанием которых является мембрана, выполненная в виде биморфной пьезокерамической пластины. I 5 11 W f13 12 Of Фи,г.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) g F 15 С 3/04 (21) 3674541/24-24 (22) 16.12.83 (46) 07.02.86. Бюл. У 5 (71) Ордена Ленина институт проблем управления .(72) В.И.Чернышевв, А-.Н.Шубин, И.Е.Лимонова, И.В.Вайсер (СССР), Хофманн Бенд и Шварц Арнульф (ГДР) (53) 621-525(088.8) (56) Автоматические -приборы, регуля торы и управляющие машины, справочное пособие, Л., Иашиностроение,,1968, с. 505, рис. (Х.57. ,Вопросы пневмо- и гидроавтоматики. M., Академиздат, 1960, с. 189, рис. 5. (54)(57) ЭЛЕКТРОПНЕВИАТИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО, содержащее корпус с глухой камерой, ограниченной с одной стороны мембраной, сообщенную с атмосферой проточную камеру, в которой соосно установлены приемное соп ло, соединенное с выходным каналом, и нагнетающее сопло, сообщенное с глухой камерой, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, устройство снабжено дополнительной проточной камерой, соединенной с атмосферой, через дополнительное нагнетающее сопло — с дополнительной глухой камерой и через дополнительное приемное сопло— с дополнительным выходным каналом, причем основная и дополнительные глухие камеры выполнены в форме усеченных конусов, общим большим основанием которых является мембрана, выполненная в виде биморфной пьезокерамической пластины.

1162275

Целью изобретения является упрощение конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что электропневматическое устройство, содержащее корпус с глухой камерой, ограниченной с одной стороны мембраной, сообщенную с атмосферой проточную камеру, в которой соосно установлены приемное сопло coegH 45 ненное с выходным каналом, и нагнетающее сопло, сообщенное с глухой камерой, снабжено дополнительной проточной камерой, соединенной с атмосферой, через дополнительное на- 50 гнетающее сопло — с дополнительной глухой камерой и через дополнительное приемное сопло — с дополнительным выходным каналом, причем основная и дополнительные глухие камеры 55 выполнены в форме усеченных конусов, общим большим основанием которых является мембрана, выполненная в виде

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в комбинированных пневмоэлектрических системах управления технологическими процессами. 5

Известны электропневматические устройства, содержащие установленную в корпусе мембрану с жестким центром, связанным с электрическим приводом, нагнетательную камеру, огра- 10 ниченную мембраной и сообщенную через обратные клапаны с атмосферой и с. выходным каналом.

К недостаткам этих устройств следует отнести их конструктивную слож- I5 ность, обусловленную наличием подвижных узлов, и ограниченные функциональные воэможности.

Из известных наиболее близким по технической сущности к предложен- 20 ному является устройство, содержащее корпус с глухой камерой, ограниченной с одной стороны мембраной, сообыенную с атмосферой проточную камеру, в которой соосно установле- 25 ны приемное .сопло, соединенное с выходным каналом, и нагнетающее сопло, сообщенное с глухой камерой.

Жесткий центр мембраны соединен с приводом, в качестве которого используется электрический двигатель с наклонной шайбой на своем валу.

Недостатком этого устройства является конструктивная сложность, обусловленная наличием электрического двигателя. биморфной пьезокерамической пластины.

На фиг. 1 приведена схема электропневматического устройства; на фиг.2 и 3 — возможные схемы включения предлагаемого устройства.

Устройство содержит две глухие пневматические камеры — основную 1 и дополнительную 2, выполненные в форме усеченного конуса и ограниченные со стороны большого основания биморфной пьезокерамической пластиной 3, а с другой стороны — проточными камерами — основной 4 и дополнительной 5, сообщающимися с атмосферой через каналы 6 и 7. B проточных камерах 4 и 5 имеются соосно расположенные приемные, основное 8 и дополнительное 9, и нагнетающие, основное 10 и дополнительное 11, сопла, последние связаны с глухими

1,2 пневматическими камерами. Входной электрический канал соединен с электродами 12, 13 пластины 3, а выходной пневматический сигнал формируется в независимых выходных каналах — основном 14 и дополнительном 15.

Возможны различные схемы включения устройства. Схема включения электропневматического устройства, показанная на фиг.2, позволяет получить на выходе устройства усиленный пневматический сигнал либо по давлению, либо по расходу. При этом выходной пневматический сигнал из двух выходных каналов 14 и 15 суммируется в сумматоре 16 давления либо расхода. Выходом устройства является выходной канал 17 сумматора.

Схема включения электропневматического устройства, показанная на фиг.3, позволяет усилить по давлению выходной сигнал устройства. При этом выходной сигнал из выходного канала

15 поступает в канал 6, а выходом пневмоэлектрического устройства является канал 14, связанный с приемным соплом 8 камеры 4, Устройство работает следующим образом. При поступлении переменного электрического напряжения на входные электроды 12 и 13 устройства пьезокерамическая пластина 3 прогибается. При всасывании воздух засасывается через каналы 6 и 7 из атмосферы, при нагнетании воздух выталкивается в виде направленной

1162275

Фиг. 2

Фи .5

BHHHIIH Заказ 654/1 Тираж 610 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 струи через сопла 10 и 11. Эти струи, воспринимаются приемными соплами

8, 9, в которых происходит частичное преобразование динамической энергии, струи в пульсирующее давление. Система, состоящая из нагнетающего и приемного сопл, создает пульсирую-. щий воздушный поток, и на выходе устройства устанавливается пульсирующее давление.

Сглаживание пульсаций при сравнительно высокой частоте входного электрического сигнала (2-2,5 кГц) осуществляется за счет инертности коммутационных каналов. Для получения максимального КПД преобразования частота входного электрического сигнала лежит в пределах резонансных частот пьезокерамической мембраны.

Возможны два способа коммутаций устройства. При первом способе (см.фиг.2) коммутации осуществляется суммирование либо расходов, либо давлений каждой из половин устройства с помощью сумматора соответ- ственно расхода либо давления.

При втором способе коммутации (см.фиг.3) осуществляется суммирование давлений без дополнительных устройств.

Зависимость давления на выходе устройства от амплитуды входного сигнала является линейной для всех

10. указанных способов коммутаций, что дает возможность использовать устройство для построения аналоговых электропневматических преобразователей.

1S Таким образом, наличие мембраны, выполненной из пьезокерамической пластины, а также введение дополнительной глухой и проточной камер с соосно расположенными соплами и вы2О полнение глухих камер в виде усеченного конуса позволяет повысить выходной расход или давление устройства без дополнительных узлов и дает возможность регулировать напор, т.е. осуществлять преобразование аналогового электрического сигнала в аналоговый пневматический.