Пневматический аналоговый элемент

 

Союз Советских

Социо алнстнмескнх

Республик

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()1) 602701 (6l) Дополнительное к авт. свил-ву (22> Заявлено 12.01.76 {21) 2312832/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.04.78.,Бюллетень N. 14

{45) Дата опубликования описания 28 03 78 (51) М. Кл.

Р 15 С 3/04

Государственный квинтет

Совета Мнннстроа СССР

an делам нзооретеннй н открытнй (53) УДК 621.525 (088.8) {72) Автор изобретения

В, М, Зорин (71) Заявитель (54) ПНЕВМАТИ ЧЕСКИЙ А НАЛОГОВЫ Й ЦЕМЕНТ

Изобретение предназначено для применения в приборах и устройствах пневмоавтоматики, используемых для целей измерений, контроля, регулирования и управления процессами в различных областях техники, 5

Известны пневматические аналоговые одномембранные элементы, используемые в пневматических устройствах 1).

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является элемент, ip содержаший установленные в корпусе мембрану и пружину, размешенную в надмембранной камере, которая подключена к входному каналу 2 .

В таких пневматических элементах, при- 1 меняемых для усиления мошности и имеюших относительно большой диаметр сопла, выходная мошность (расход воздуха) ограничена величиной допустимого хсца мембраны, при котором погрешность повторения не пре- 20 восходит заданной предельной величины.

Этот фактор весьма сушественеи для плоских мембран и особенно для мембран малого диаметра, выполненных из полимерной пленки: ограничиваются возможности по- 25 вдццения точности повторения (усиления) и расширения диапазона расходов (мощности) таких элементов. С другой стороны, увеличение поля мембраны, для преодоления указанного недостатка, снижает надежность элемента в целом.

Оелью изобретения является повышение точности и надежности элемента.

Для этого в предлагаемом элементе пружина выполнена в виде пластины арочной формы, выпуклой в сторону мембраны и с боковыми отростками, расположенными по контуру арки с обеих ее сторон; кроме того, указанные боковые отростки пластины выполнены с криволинейным, поперечным сечением, выпуклым в сторону мембраны.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый элемент, обший вид; на фиг. 2— примерная конфигурация пружины в свободном состоянии; |на фиг. 3 — последовательность взаимодействия частей элемента.

В пневматическом элементе между корпусом 1 и крышкой 2 зажата эластичная мембрана 3; ее жесткий центр служит одновременно заслонкой, прикрываюшей соп602701 ло 4. Мембрана 3 связана с пружиной 5 усилие от которой направлено соплу 4.

Нацмембранная камера, образованная крышкой 2 и мембранной 3, подключена к входному каналуР „..

Пружина 5 выполнена пластинчатой, в виде арки выпуклой в сторону мембраны.

Вдоль всего контура арки, образованного средней частью пружины (область шириной

А), по обе стороны от последней вдоль ее образующей выполнены боковые отростки 6, Поперечное сечение отростков 6, для повышения их несущей способности, может быть выполнено криволинейным, например в виде части цилиндрической оболочки. На 1к практике обычно достаточным является сох ранение той же кривизны, что и у арки, образованной средней частью (на ширине

А) в ее свободном состоянии, например, путем простого вырезания вырезов 7 (одна- щ ко отростки могут быть выполнены и с другим криволинейным поперечным сечением)..

При установке пружины 5 в элемент, ее

/ обжатие приводит к увеличению радиуса кривизны арки, при этом уменьшается и кри-йк визна сечения отростков 6 в их основании (по линии, ограниченной шириной А), тогда как на концах этих отростков кривизна сечения остается прежней; в силу упругос» ти, концевая часть отростка из исходного по-30 ложения вдоль образующей средней части а пружины (фиг. 3, а ) отгибается в сторону уменьшения кривизны основания, т. е. приближается к мембране 3 (фиг. 3, б).

Г(ри работе элемента перепад давлений 35 на мембране 3 вызывает ее прогиб и открытие сопла 4; при росте этого перепада давлений, начиная с определенной (наперед заданной для каждого конкретного типа элемента) величины, мембрана 3 своим полем 40 входит в контакт с отростками 6, которые передают часть усилия с мембраны на среднюю часть пружины 5, что разгружает мембрану и эквивалентно увеличеншо плошади ее жесткого центра, т. е. препятствует умен 45 шению ее эффективной площади. При дальнейшем рость перепада давлений, площадь контакта ноля мембраны 3 с отростками 6 также растет, поэтому снижается величина градиента изменения эффективной плошади по ходу жесткого центра. Это обеспечивает достижение большей степени открытия сопла при том же или меньшем значении перепада давлений на мембране, т. е. большого расхода воздуха при меньшей погрешности повторения. Кроме того, наличие контакта мембра4 ны с отростками 6, помимо простого ° уменьшения свободной площади на отдельные участки с меньшими размерами пролетов, приводит к снижению напряжений в теле мембраны (фиг. 3, в), а следовательно, к повышению стойкости ее к воздействию перегру:эки давлением. йальнейшее повышение стойкости может быть достигнуто при таком выборе конкретных размеров элемента и его частей, что при предельном перегрузочном значении перепада давлений- обжатие пружины 5 и прогиб отростков 6 будут происходить до наступления контакта конца отростка 6 с поверхностью дна крышки 2 (фиг. З,,r), создавая жесткую опору для подкрепляемых участков поля мембраны

3; увеличению стойкости к перегрузкам давлением способствует также оолегание мембранной поверхности отростков 6, с соответственным уменьшением длин пролетов ее поля.

Выполнение пневматического элемента согласно исложенному исключает надобность в применении сложных схем компенсации погрешностей, противоперегрузочных устройств или защитных приспособлений, что позволит повысить точность и надежность работы аппаратуры, в которой он может быть использован, а также упростить ее и снизить габариты и вес.

Формула изобретения

1. Пневматический аналоговый элемент, содержащий установленные в корпусе мембрану и пружину, размещенную в надмембранной камере, которая подключена к входному каналу, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что с целью повышения точности и надежности элемента, в нем пружина выполнена в виде пластины арочной формы, выпуклои в сторону мембраны и с боковыми отростками, расположенными по контуру арки с обеих ее сторон.

2. Элемент по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что боковые отростки пластины выполнены с криволинейным поперечным сечением, выпуклым в сторону мемброны.

Источники информации, принятые во внимание лри экспертизе:

1, Авторское свидетельство hb 410452, кл. F 15 С 3/04, 1972.

2. Г1русенко B. С. Пневматические регуляторы, 1966, М., с. 160.

602 7Р1

Our. 2

8 Ф Рог. 3

Составитель Н. Ланин

Редактор М, Трофимова Техред 3, Фанта Корректор С. Гарасиняк

Заказ 1861/31 Тираж 918 Подписное

ЫН!!ИГ!И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4