Пневматический преобразователь линейного перемещения

 

О П И С А Н И Е (1)498554

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.03.74 (21) 2012028/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 05.01.76. Бюллетень ¹ 1 (45) Дата опубликования описания 27.04.76 (51)М,Кл. G 01 P 13/00

G 06 G 5/00

G 01 В 13/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621-525 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретенея

Л. П. Журавлев, Б. И, Гостев, О. М. Булахов и В. И. Иваницкий (71) Заегвитель Куйбышевский филиал Специального конструкторского бюро по автоматике в нефтепереработке и нефтехимии (54) П Н ЕВМАТИ ЧЕСКИ Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЛИ НЕЙ НОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

1 2

Изобретение относится к средствам автоматизации и;может быть использовано в различных отраслях промышленности для дистанционного измерения линейных перемещений механизмов отдельных узлов .или деталей.

Известен пневматический преобразователь линейного перемещения, содержащий генератор, переменную емкость, подключенную через первый нормально разомкнутый клапан к источнику давления, эталонную емкость, соединенную через первый нормально замкнутый клапан с переменной емкостью, и через второй нормально разомкнутый клапан с индикатором, а управляющие входы клапанов связаны с выходом генератора.

Недостатком указанного преобразователя является нелинейность зависимости выходного давления от изменения величины перемен|ной емкости.

Целью изобретения является повышение линейной характеристики преобразователя.

Это достигается за счет того, что в предложенном преобразователе установлены третий нормально разомкнутый и второй нормально замкнутый клапаны, а переменная емкость выполнена в виде первой полости пнев моцилиндра, поршень которого снабжен сквозным штоком, подключенным к входному каналу. Вторая полость пневмоцилиндра соединена с выходом второго нормально замкнутого клапана, установленного на выходе первой полости пневмоцилиндра, со входом первого нормально замкнутого клапана и со

5 входом третьего нормально разомкнутого клапана, выход которого подключен к атмосфере.

Принципиальная схема преобразователя изображена на чертеже.

Он состоит из генератора пневматических импульсов 1, в который входят пневмореле 2, емкость 8 и регулируемый дроссель 4; переменной емкости 5, выполненной в виде пневмоцилиндра с поршнем б и двусторонним сквозным штоком 7; нормально разомкнутого клапана 8; эталонной емкости 9; нормально замкнутого клапана 10; нормально разомкнутого клапана 11; повторителя давления 12; индикатора давления 18; нормально замкну20 того клапана 14 и нормально разомкнутого клапана 15. Преобразователь работает следующим образом.

При импульсе генератора 1 Pi — — 0 и сред25 нем положении в пневмоцилиндре 5 поршня б первая Ut и вторая V, полости пневмоцилинд ра через сопло клапана 14 соединены между собой и через сопло клапана 10 с эталонной емкостью 9. В полостях U,, U, и эталонной емкости 9 устанавливается, например, 498554 атмосферное давление Р = 0 кгсlсм при условии, что P=const, подводимое к соплу клапана 8 от расходного источника давления, больше P.

При поступлении от генератора 1 импульса давления Р— — 1 в управляющие камеры клапанов 8, 10, 11, 14 и 15 открывается сопло клапана 8 и закрывается сопло клапана 14, в полости Vz пневмоцилиндра формируется давление P= const, открывается сопло клапана 15 и закрывается сопло клапана 10, в полости V, ппевмоцилиндра сохраняется давление Р=О; открывается сопло клапана 11 и на выходе повторителя 12 формируется давление Р„„=Р.

При появлении на выходе генератора 1 импульса Р = 0 закрываются сопла клапанов 8, П и 15 и открываются сопла клапанов

10 и 14. При этом воздух из полости Vg пнсвMoIlèëèíäðà проходит в полость V< и емкость

9. Установившееся давление во всех емкостях Р, с учетом приращения V, и емкости 9, будет меньше давления P = const.

При появлении следующего импульса генератора 1 Pi =1 это установившееся давление Р при закрытии сопла клапана 10 sanoминается в емкости 9 и через открытое сопло клапана 11 поступает на вход повторителя 12.

При этом давление Р„,„соответствует давленгио Р. Одновременно через сопло клапана 8 в полости V снова устанавливается давление P = const, а полость Vt соединяется с атмосферой через сопло клапана 15.

При появлении импульса генератора Р,=О полости V, V и емкость 9 снова соединяются между собой, и если соотношение 2 и V изменилось за время, прошедшее от поступления предыдущего импульса генератора

Р,=О то установившееся давление в полостях и V, и емкости 9 также изменится, и при

45 последующем импульсе генератора P = 1 сформируется на выходе повторителя 12.

Таким образом, за каждый такт генератора 1 Р— — 1 и- Pi = 0 на выходе повторите50 ля 12 формируется неизменное давление

Р „,„. при постоянстве ооъемов полостей и V, и переменное, если соотношение этих объемов изменяется. Причем при перемещении поршня 6 влево давление Р„,„убывает до значений Р,„„. ) 0 в крайнем положении поршня, а при перемещении поршня 6 вправо давление Р„,„. возрастает до P„„(P =

= const в крайнем правом положении поршня.

Закон изменения выходного давления определяется из уравнения состояния газа

Р - V = GRT или Р. V = const, Для данного случая

Р„„,, V = Р,„х(Ув -+- V,) . k откуда совхоз V2 (2+ 1) 1 где k> — коэффициент меньше «1», зависящий от величины эталонной емкости 9.

Поскольку выражение (Vz + V>) 1г1 ——

= const = k>, то уравнение для определения величины выходного сигнала будет иметь вид: свпв(1 2 в в|х

Как видно из приведенной формулы, величина выходного сигнала имеет линейную зависимость от изменения величины полости пневмоцилиндра. В преобразователе поршень выполнен с двусторонним штоком одного диаметра для обеспечения постоянства выражения V2 + V — — const.

Величина линейных перемещений штока

7 и поршня 6 определяется длиной пневмоцилинд ра 5.

Ф ормул а изобретения

Пневматический преобразователь линей- . ного перемещения, содержащий генератор, переменную емкость, подключенную через первый нормально разомкнутый клапан к источнику давления, эталонную емкость, соединенную через первый нормально замкнутый клапан с переменной емкостью и через второй нормально разомкнутый клапан с индикатором, а управляющие входы клапанов связаны с выходом генератора, отличающийся тем, что, с целью увеличения линейности характеристики преобразователя, в нем установлены третий нормально разомкнутый и второй нормально замкнутый клапаны, а переменная емкость выполнена в виде первой полости пневмоцилиндра, поршень которого снабжен сквозным штоком, подключенным к входному каналу; вторая полость пневмоцилиндра соединена с выходом второго нормально замкнутого клапана, установленного на выходе первой полости пневмоцилиндра, со входом первого нормально замкнутого клапана и со входом третьего нормально разомкнутого клапана, выход которого соединен с атмосферой.

498554

Составитель В, Фроло

Техред Е. Подурушина

Корректор В. Гутман

Редактор Л. Утехина

Тип. Харьк. фил, пред. «Патент»

Заказ 243 456 Изд. Ме 203 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5