Пневматическое реле

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 4 087

А1 (51)4 F 15 С 3 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

z0

И

5Ф

И

Я f0

Ð2 Ж

Риг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4169703/24-24 (22) 24. 12,86 (46) 30.09.88. Бюл. Ф 36 (72) А.Я.Коган (53) 621.3.182.525(088.8) (56) Универсальная система элементов промьппленной пневмоавтоматики УСЭППА. — Каталог ГСП.- M.: ЦНИИТЭИ приборостроения, 1980, вып. 1, 9 10, т. 7, с. 18-19.

П1Р.З.

П1Р. 1. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ (57) Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к пневматическим дискретным элементам. Цель изобретения — повышение надежности работы реле. В пневматическом реле во второй глухой камере установлен клапанный элемент, состоящий иэ встав-. ки с коническим седлом 7 и эластичной втулки 6. Вставка 7 выполнена с прямоугольными каналами 28"3 1, имеющими сообщающиеся радиальные и осевые отверстия. Осевые отверстия расположены на разных расстояниях от оси клапана, в одном из радиальных отверстий установлена заглушка 34, а к другому подведен канал 33 подпора.

Эластичная втулка имеет различную толщину — утоньшается к центральному отверстию 26 в клапанномэлементе.На работу реле не влияют колебания и временные потери давления питания.

8 ил.

1427087

Изобретение относится к дискрет-.

Ным элементам пневмоавтоматики и может быть использовано для обработки

Информации, построения логических

5 устройств, а также в качестве усилителя пневматическихсигналов в системах автоматизации технологических процессов.

Цель изобретения — повышение надежности работы реле.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого реле с под ключениями для замыкания контактов;

:иа фиг. 2 — пневматическая схема реле 15

:с подключениями для замыкания кон:;тактов; на фиг. 3 — схема включения

;реле с замыкающим контактом и одним

:вводом питания; на фиг. 4 — то же, с размыкающим контактом; на фиг.5—, то же, для реализации логической

:функции "запрет"; на фиг. 6 . — то же, .:для реализации логической функции

"дизьюнкция", на фиг. 7 — то же, для реализации логической функции 25 . "импликация"; на фиг. 8 — то же, для реализации логической функции "память"., (Пневматическое реле содержит следующие собранные путем набора в кор.пусе датели (фиг. 1): фланец 1, мембрану 2, проставку 3, мембрану 4, проставку 5, эластичную втулку 6, вставку 7, проставку 8, мембрану 9 и фланец 10. Иембраны 2.и 9 имеют меньшую эффективную площадь по сравнению с мембраной 4. Все мембраны закреплены на оси 11 и образуют единый мембранный блок с двумя жесткими центрами, иа торцах которых установлены проклад-40 ки 12 и 13 ° Фланец 1 имеет сопла 14, через которое проходит канал 15. Внутренняя полость фланца 1 и поверхность мембраны 2 образуют первую проточную камеру 16, связь которой с монтажными 45 коммуникациями осуществляется через канал 17. Сопло 14 и прокладка 12 образуют пневматический клапан типа сопло-заслонка.

Внутренняя поверхность IIpocTBBKH 5(3 и поверхности мембран 2 и 4 образуют первую глухую камеру 18, связь которой с монтажными коммуникациями осуществляется через канал 19. Вторая глухая камера 20 образована внутренними поверхностями проставок 5 и 8, отверстием 21 вставки 7 и поверхности мембран 4 и 9. Поверхность мембраны 9 и внутренняя поверхность фланца 10 образуют вторую проточную камеру 22, связь которой с монтажными коммуникациями осуществляется через канал 23. Фланец 10 имеет сопло

24, которое образует с прокладкой 13 второй пневматический клапан тийа сопло-заслонка. Соединение сопла 24 с монтажными коммуникациями производится через канал 25. Вставка 7 имеет коническое седло. Размеры этого седла и эластичной втулки 6, имеющей переменную толщину с утонением от периферии к центральному отверстию 26, подобраны таким образом, что втулка Ь установлена на коническом седле с определенным натягом. По внешнему контуру на втулке 6 имеется выступ 27, предназначенный для герметичного уплотнения сопрягаемых плоскостей проставки 5 и вставки 7. Во вставке 7 выполнены радиальные отверстия 28 и 29 и осевые отверстия

30 и 31, выходящие на поверхность конического выступа. Радиальные отверстия связаны с осевыми отверстиями.

Вставка 7 с системой отверстий 29-31 и эластичная втулка 6 представляют собой клапанный элемент, реализующий функции обратного клапана и задатчика давления, так как сжатый воздух может проходить только из отверстий

28-31 в глухую камеру 20 и не может I выходить из этой камеры в обратном направлении. -Кроме того, в зависимости от местоположения отверстий 30 и 31 по отношению к оси 11 имеет место различное давление срабатывания обратного клапана. По мере удаленности отверстия от оси 11 давление срабатывания увеличивается. В данном случае отверстие 30 расположено от оси 11 на расстоянии P . При этом обеспечивается давление срабатывания обратного клапана, равное

Р1ам, Рпм1. Р подп ьам. где Р„„ — давление срабатывания при работе на замыкание контакта, Р„„ — давление сжатого воздуха в магистрали 33 автономного питания Ра (одинакового по величине с давлением в магистрали 32 питания P„);

Р« п „,„, — давление подпора глухой камере 20 при работе замыкание контакта.

25

3 142

Отверстие 31 расположено от оси на расстоянии Р . При этом обеспечивается давление срабатывания обратного клапана, равное

Ррс,„— РПН РпоаП роЗ11 где Р, — давление срабатывания обратного клапана при работе на размыкание контакта, Рпо „,„„; давление подпора в глухой камере 20 подпора при работе на размыкание контакта.

Для работы реле с замыкающим контактом магистрали 32 и 33 основного и автономного питания Рп подключены соответственно к каналам 15 и 23. E канале 23 устанавливается заглушка 34.

Входной сигнал P „ через магистраль 35 подключен к каналу 19. Вы— ход Р ц„ через магистраль 36 подклю— чен к каналу 17 и через перемычку 37 связан с каналом 25. Магистраль 38 сброса в атмосферу Р1 связана с каналом 23.

Вариант включения с одной магистралью 32 питания Рп изображен на фиг. 3. В этом случае ввод сжатого воздуха в глухой камере 20 подпора осуществляется от магистрали 32 питания Р„ через перемычку 39. Перед вводом питания Р„ в канал 15 устанавливается пневмосопротивление 40. При условии обеспечения достаточно высокой герметичности секции 20 подпора и проведения предварительной закач11 ки в нее сжатого воздуха пневмосопротивление 40 может не устанавливаться.

Для работы реле с размыкающим контактом (фиг. 4) к магистрали 35

I питания Р глухая камера 20 подключается через канал 29,- а на канал 29 устанавливается заглушка 34. Меняются также местами магистрали 32, 36 и 38 питания P выхода P „ и атмои сферы Р„.

При включении реле в повернутом о на 180 положении (фиг ° 5) меняются только места подключения магистрали

35 подпора Р„, „ и магистрали 35 входа Р „. При использовании магистрали

32 в качестве одного из входов Р „ (вместо Р„ ) устройство реализует логическую схему "ЗАПРЕТ". В схемах включения реле для реализации двухвходовых логических функций диэъюнкция" и "импликация" (фиг. 6 и 7) и

"память" (фиг. 8) подача давления в

708 7

4 камеру 20 осуществляется от одной магистрали 32 питания Р„ с установкой пневмосопротивлений 40.

Как видно из приведенных вариантов использования реле (фиг. 2-8) при работе на замыкание контактов к магистралям 32 и 33 питания Р„ камера

20 подпора подключается через канал

29, а на канал 29 устанавливается заглушка 34. При работе на размыкание контактов заглушка 34 устанавливается на канал 29, а камера 20 подключается к магистрали 33 питания

Р„ через канал 29.

Работа пневматического реле с замыкающим контактом (фиг. 1 и 2) осуществляется следующим образом.

До подачи через магистраль 35 входного сигнала Р„ в реле через магистрали 32 и 35 подано давление питания Рп . Сжатый воздух, пройдя каналы 29 и 30, отжимает клапан 6 и проникнет в камеру 20. Указанный процесс продолжается пока. давление в секции подпора не достигент заданной величины., т.е. не установится равенство давлений на входе и выходе об- ратного клапана. При этом Рп,д„,щ, =

Ptt — Р „, . IIo принятым параметрам отечественных реле данного типа

Р„,д„,о„= О, 7 Р„. Следовательно, Р 1,„. в этом случае должно быть равно

0,3 Р„.

После указанного набора давления

35 в камере 20 она захлопывается т.е., 11 tt являясь замкнутым объемом, остается под давлением независимо от наличия в течение определенного интервала

40 времени дЯвления В мЯгистрали 35 пи тания Р„ . В дальнейшем подпитка камеры 20 подпора сжатым воздухом через магистраль 35 происходит только по мере утечек, вызванных недостаточной

45 герметичностью поверхностей обраэуЭ ющих камеру 2 О.

После набора давления сжатый воздух в камеру 20 перебрасывает зя счет разницы площадей мембран 4 и 9 ось 11 мембранного блока вместе с закрепленными на ней мембранами 2, .4 и 9 в крайнее верхнее положение.

Прокладка 12 закрывает проходное отверстие сопла 14. Пневматический контакт, соединяющий магистраль 36 выхода Р 1„ через канал 17 и секцию 16 питания разомкнут. Одновременно замыкается пневматический контакт, соединяющий магистраль 38 выхода Р,ц„ че5 14 реэ перемычку 37, канал 25 с секцией

22 атмосферы.

При поступлении в магистраль 35 входного сигнала в виде сжатого воздуха давлением Р„„ последний, пройдя канал 19, поступает в секцию 18 входа и перебрасывает ось 11 мембранного блока вместе с мембранами 2, 4 и

9 в крайнее нижнее положение. Пневматический контакт, соединяющий магистраль 36 выхода Р „„ с магистралью 32 британия Р„, замкнут, а пневматический контакт, соединяющий укаэанный выход через магистраль 58 с атмосферой, разомкнут.

При снятии сигнала с магистрали 37 входа Р» происходит описанное переключение контактов и выход Рщ,< отключается от питания и соединяется с атмосферой.

Работа реле с замыкающим контактом с одной магистралью 32 питания Рр (фиг. 3) осуществляется аналогично.

Отличие заключается в том, что при первоначальной подаче питания в магистраль 32 за счет перепада давления на пневмосопротивлении 40 подъем давления в камере 20 и размыкание контакта питания происходит раньше набора давления в секции 16 питания.

При этом перепад давления на пневмосопротивлении 40 должен быть больше давления срабатывания обратного клапана при работе на замыкание P „.

Работа реле с размыкающим контак.том (фиг. 4) осуществляется следующим образом. До подачи входного сигнала

Р „ в реле через магистрали 32 и 33 подается давление питания Р„ . Сжатый воздух отжимает клапан 6 и проникает в камеру 20, создав в ней давление подпора, равное Р„О „, „„= Є— Р

По принятым параметрам отечественных реле данного типа Рподп.юли =

= 0,3 Р„. Следовательно, Рр„, 1 в этом случае должно быть равно 0,7 Р„. После набора указанного давления в камеру 20 она "захлопывается".и остается под давлением независимо от его наличия в течение определенного интервала времени или колебаний давления в магистрали 33. Давление подпора размыкания Р„,А„р,„, в камере 20 фиксирует мембранный блок в крайнем верхнем положении. Пневматический клапан, расположенный в секции 22 атмосферы замыкается, а пневматический клапан, расположенный в проточной

270Я7 6

55 камере 16 размыкается. Магистраль ЗЬ выхода Р ы подключается к питанию и отключается от атмосферы.

При появлении давления на входе

Р „ и в глухой камере 18 происходит перемещение мембранного блока в крайнее нижнее положение, что вызывает размыкание пневматического клапана в проточной камере 22 и замыкание пневматического клапана в проточной камере 16. Магистраль 38 выхода Р,„„ отключается от питания и подключается к атмосфере.

При снятии давления с выхода Р„„,„ происходит описанное переключение контактов и выход Р „подключается к питанию и отключается от атмосферы.

Принцип действия реле, реализующих двухвходовые логические функции "запрет, дизъюнкция, "импликация" и функцию "память", ясен из приведенных на фиг. 5-8 схем.

Пневматическое реле требует для работы только одну ступень давления энергоносителя вместо трех и характеризуется более высокой надежностью, так как на его работоспособность не влияют колебания и временные потери давления. питания. формула изобретения

Пневматическое реле, содержащее корпус, в котором установлен трехмембранный блок, разделяющий корпус на камеры, и два клапана типа соплозаслонка, входной канал, подключенный к первой глухой камере, выходной канал, подключенный к первой проточной камере, в которой размещен клапан, и к соплу второй проточной камеры, соединеннои с атмосферой, канал питания, подключенный к соплу первой проточной камеры, канал подпора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, во второй глухой камере установлен клапанный элемент, состоящий из периферийно закрепленной в корпусе вставки с коническим седлом, в которой выполнены центральный канал для штока мембранного блока и два прямоугольных канала, имеющих радиальные и осевые отверстия, и эластичной втулки, установленной на коническом седле вставки и герметически закрепленной пери-! ферийной частью в корпусе, причем осевые отверстия вставки, расположен1427087 8 ные на разном расстоянии от оси кор- динено с каналом подпора, а эластичпуса, соединены с радиальными отверс- ная втулка выполнена с уменьшением тиями, в одном иэ которых установле- ее толщины от периферии к. отверстию на заглушка а другое отверстие сое- центрального канала вставки.

У

28

Риа. 5

1427087

20 Фиг. 8

Фиг. 7

Редактор М.Парфенова

Заказ 4836/31

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель И.Яковенко

Техред М. Ходанич Корректор С. Черни

Тираж 652 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

28