Пневмоэлектрический преобразователь

 

0ц 558!09

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сома Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.07.74 (21) 2041207/24 (51) M. Кл. F 15С 3/04

F 15В 5/00 с присоединением заявки № 2039893/24 (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 27.06.77

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621-525(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. Т. Лысаковский и Д. А. Зинченко

Институт горной механики и технической кибернетики им. М. М. Федорова (54) ПНЕВМОЗЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к системам автоматического управления и может найти применение в комбинированных системах пневмоавтоматики.

Известны преобразователи, содержащие резонатор Гельмгольца, диафрагму и постоянный магнит (1). К недостаткам таких преобразователей можно отнести малую мощность выходного электрического сигнала.

Известен также пневмоэлектропреобразователь, содержащий постоянный магнит, выполненный в виде свободного поршня, и магнитоуправляемые контакты, которые выдают дискретный сигнал (2).

Недостатком данного преобразователя является необходимость внешнего источника питания.

Наиболее близок к данному техническому решению пневмоэлектрический преобразователь, содержащий корпус с бистабильной мембраной, образующей две полости, в каждой из которых установлены сопла, соединенные с атмосферой, регулируемый дроссель, вход которого соединен с каналом питания, и последовательно соединенные катушки индуктивности, внутри которых размещен постоянный магнит (31.

Недостатком указанного устройства является сравнительно малый коэффициент усиления.

Для повышения коэффициента усиления в корпусе предлагаемого преобразователя выполнена проточка, соединенная с выходом регулируемого дросселя, в проточке расположен подвижный периферийный участок бистабильной мембраны, с которой связан постоянный магнит, на торцах которого расположены заслонки сопел, а катушки индуктивности расположены на каркасе, шарнирно соединенном

10 с мембраной.

На фиг. 1 показан описываемый преобразователь; на фиг. 2 — пневматический счетный триггер.

В преобразователе канал питания 1 через

Б регулируемый дроссель 2 подсоединен к проточке 3, в которой расположен периферийный участок бистабильной мембраны 4. На мембране 4, образующей две полости 5 и 6, установлен постоянный магнит 7 с заслонками 8

20 и 9 на торцах. Катушки индуктивности 10 расположены на каркасе 11, соединены последовательно и при помощи шарниров 12 закреплены на обеих сторонах подвижного периферийного участка бистабильной мембраны 4.

25 Постоянный магнит 7 своими заслонками 8 и

9 закрывает одно из сопел 13, 14 и может перемещаться внутри катушек индуктивности 10.

По каналу питания 1 давление подводится через регулируемый дроссель 2 и отверстие в

30 корпусе 15 к одной из полостей 5, 6. Биста558109

65 бильная мембрана может скачкообразно занимать одно из двух устойчивых положений.

При этом она, прогибаясь, имеет «кольцо перегиба», Катушки индуктивности 10 закреплены на нару>кной части подвижного периферийного участка бистабильной мембраны 4 относительно «кольца перегиба».

Устройство работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха в полость 6 по каналу питания 1 через регулируемый дроссель 2 в ней повышается давление, так как сопло 13 закрыто заслонкой 8 постоянного магнита 7. При определенном давлении бистабильная мембрана 4 вместе с постоянным магнитом 7 скачкообразно перейдет в другое устойчивое положение, опираясь теперь уже на противоположные торцы цилиндрической проточки 3 своим подвижным периферийным участком. Постоянный магнит 7, поднимаясь вверх, откроет сопло 13 и закроет сопло 14, а катушки индуктивности 10 скачкообразно опустятся. В катушках индуктивности 10 наведется э.д. с. одной полярности. При этом в полости 5 давление повысится и при определенном его значении бистабильная мембрана

4 вместе с постоянным магнитом 7 скачкообразно опустится, открывая сопло 14 и закрывая сопло 13, а катушки индуктивности 10 скачкообразно поднимутся, и в них наведется э.д. с. противоположной полярности. Давление в полости 5 резко падает, так как она соединяется с атмосферой, а в полости 6 давление повышается. Этот цикл будет повторяться до тех пор, пока поступает питание по каналу 1.

При этом относительная скорость перемещения катушек индуктивности 10 и постоянного магнита 7 равна сумме абсолютных скоростей перемещения катушек индуктивности 10 и постоянного магнита 7. Это достигается за счет того, что во время работы катушки индуктивности 10 и постоянный магнит 7 перемещаются в противоположные стороны. 3а счет этого в катушках индуктивности 10 будет наводиться э.д. с. большей амплитуды.

При подаче на вход пневмоэлектропреобразователя постоянного пневматического сигнала с его выхода будет сниматься последовательность разнополярных электрических импульсов постоянной частоты.

Таким образом конструктивное выполнение предложенного пневмоэлектропреобразователя позволяет увеличить коэффициент усиления устройства, т. е. увеличить по сравнению с прототипом мощность выходного сигнала.

Пневматический счетный триггер, построенный на базе предлс>nенного пневмоэлектропреобразователя, содержит корпус, состоящий из секции, которые образуют три камеры 16, 17, 18. В цилиндрической проточке средней камеры 17 установлена бистабильная мембрана 19, выполненная из упругого материала, которая соединена с коммутирующим элеменгом 20, выполненным в виде постоянного магнита и являющегося сердечником двух кату5

60 шек пндуктпвностн 21, установленных в торцах средней камеры 17.

По нару>иному дна IpTp> онстаонльная мсм брана 19 опирается на однш из торцов цилиндрической проточки и поджимает коммутирующий элемент 20 к одному из сопел 22, 23. В боковой поверхности цилиндрической проточки выполнен входной канал 24.

Камеры, образованные бнстабильной мембраной и корпусом через дроссели 25, 26 соответственно соединены с атмосферой. Выходы крайних камер 16 и 18 соединены между собой и с выходным каналом 27 триггера.

Триггер работает следующим образом. При отсутствии входного сигнала бистабильная мембрана 19 поджимает коммутирующий элемент 20 к одному из сопел, например к соплу, соединенному с источником сжатого воздуха, При этом выходной канал триггера соединен с атмосферой, и на выходе устройства давление равно нулю.

При поступлении на вход 24 импульса давления бистабильная мембрана 19 вместе с коммутирующим элементом 20 скачкообразно переходит в нижнее положение, закрывая атмосферное сопло. Выходной канал триггера соединяется с источником сжатого воздуха.

Бистабильная мембрана 19 по наружному диаметру будет опираться на противоположный торец цилиндрической проточки. Перемещение коммутирующего элемента, являющегося сердечником двух катушек индуктивности 21, соединенных последовательно, наводит в них э. д. с. одной полярности.

Выход триггера будет соединен с источником сжатого воздуха до поступления на вход

24 следующего импульса давления. При этом бистабильная мембрана 19 вместе с коммутирующим элементом 20 скачкообразно переместится в Верхнее положение, открывая атмосферное сопло 22 и закрывая сопло 23, соединенное с источником сжатого воздуха. Одновременно в катушках индуктивности 21 будет наводиться э. д . с. противоположной полярности, а выходной канал триггера соединяется с атмосферой.

Чтобы компенсировать возможные утечки воздуха через технологические зазоры между коммутирующим элементом 20 и катушками индуктивности 21, камеры, образованные бистабильной мембраной 19 и корпусом, сообщены с атмосферой через дроссели 25 и 26.

Предложенный пневматический счетный триггер позволяет увеличить нагрузочную способность и расширить функциональные возможности устройства, так как IIQ наведенной э.д.с. в катушках индуктивности 21, соединенных последовательно, можно судить о количестве пневматических импульсов, поступающих на вход 24 триггера.

Формула изобретения

Пневмоэлектрический преобразователь, содержащий корпус с бистабильной мембраной, 558109

as чг

Фиг. Z образующей две полости, в каждой из которых установлены сопла, соединенные с атмосферой, регулируемый дроссель, вход которого соединен с каналом питания, и последовательно соединенные катушки индуктивности, внутри которых размещен постоянный магнит, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения коэффициента усиления, в корпусе выполнена проточка, соединенная с выходом регулируемого дросселя, в проточке расположен подвижный периферийный участок бистабильной мембраны, с которой связан постоянный магнит, на торцах которого расположены заслонки сопел, а катушки ипдуктивности расположены !!;! кanåacc, шарнирно соединенном с мембраной.

5 Источники инфор !ации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент CILIA ¹ 3539810, Кл. 310 — 2, 1 972

2. Ва1п1ег Tom. Pneumatic iiheatstone bridge

10 measures and sensees xvithout contact «Des.

Reins», 1971 г., 26, ¹ 20.

3. Авторское свидетельство СССР ¹ 220770, М. 1хл. С 08С 19б8 (прототип).