Пневматический повторитель давления

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик

<»846809 (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 546743 (22) Заявлено 12;11.79 (21) 2841989/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (51) М. К .

F 15 С 3/04

Гесударстввннмй квмнтет (23) Приоритет—

Опубликовано 15.07.81. Бюллетень №26 ло делам нзвбрвтеннй и втврмтнй (53) УДК 621-525 (088.8) Дата опубликования описания 25.07.81 (72) Авторы изобретения

С. А. Розенцвейг и В. Г. Жуков (71) Заявитель ц,» /,) Щд-. " /

/ (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ПОВТОРИТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике на элементах пневмоавтоматики и может быть использовано в качестве датчика давления.

Известны пневматические повторители, содержащие два одномембранных клапана набора и сброса, выходы которых подключены к выходному каналу устройства, два одномембранных элемента сравнения, входы которых соединены с входным каналом, а выходы — с управляющими камерами соответствующих клапанов, и одномембранный 10 повторитель, вход которого соединен с входным каналом, а выход — с выходным каналом устройства (1).

Однако такие повторители имеют сложную конструкцию.

По основному авт. св. № 546743, известен пневматический повторитель, содержащий проточную камеру с манометрическим чувствительным элементом и два одномембранных клапана набора и сброса давления, управляющие камеры которых соединены с соплом проточной камеры и через дроссель — с каналом питания, а проточные камеры клапанов подключены к проточ1 2 ной камере и выходному каналу повторителя (21,.

Недостаток такого повторителя —, узкий диапазон измерения.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в повторителе установлен второй одномембранный клапан сброса давления, управляющая и проточная камеры которого соединены соответственно с управляющей и проточной камерами первого клапана сброса, причем сопло второго клапана сброса выполнено с диаметром в 2 — 3 раза большим диаметра сопла первого клапана сброса.

На чертеже схематически изображен повторитель.

Повторитель содержит манометрический чувствительный элемент . (мембрану)

1, на который воздействует давление жидкой или газовой среды (изображенное стрелками), сопло 2, проточную камеру 3, первый одномембранный клапан сброса давле ния, состоящий из управляющей камеры 4, проточной камеры 5, соединенной с атмосферой, пружины 6, сопла 7 и мембраны 8, 846809 возмущений на входе повторителя — клапан набора давления закрыт, подпитка выходного канала осуществляется с помощью дросселя 19, а избыток воздуха, образующийся в результате работы дросселей 18 и

19, сбрасывается через сопло 7 в атмосферу.

Предлагаемый повторитель отличается от известного тем, что в него дополнитель- зо но введен второй клапан сброса, состоящий из проточной камеры 14, пружины 15, сопла 16 и мембраны 17.

Чтобы лучше представить преимущества предлагаемого повторителя перед известным, проанализируем более подробно работу известного повторителя, не имеющего второго клапана сброса.

Предположим, что в известном повторителе давление на входе достаточно медленно и постепенно уменьшается. При этом происходит отслеживание входного давления равным ему давлением в канале Р

Если входное давление уменьшается и достигает давления, равного атмосферному, на выходе в канале Р» „давление не будет равно атмосферному и составляет, напри- 45 мер, для серийно выпускаемого повторителя ПД вЂ” 3, величину, равную 150 — 200 мм вод. ст. Иными словами, при постепенном уменьшении давления на входе, давление на выходе перестает отслеживаться при достижении величины, находящейся в пределах 150200 мм вод. ст.

55 одномембранный клапан набора давления, состоящий из управляющей камеры 9, мембраны 10, проточной камеры 11, соединенной через клапан 12 и камеру 13 с каналом питания Р» ., второй одномембранный клапан сброса давления, состоящий из проточной камеры 14, соединенной с атмосферой, пружины 15, сопла 16 и мембраны .17.

В повторителе установлены дроссели 18 и

19. Управляющие камеры клапанов набора и сброса соединены каналом 20.

Повторитель работает следующим образом.

При возрастании давления на входе манометрический чувствительный элемент 1 прикрывает сопло 2, давление в канале 20 возрастает, открывается клапан набора давления и происходит приток воздуха в выходHoH KaHaa Р»ых

При уменьшении давления на входе сопло 2 приоткрывается, давление в канале 20 падает, приоткрывается сопло 7 и происходит сброс воздуха из выходного канала Р в атмосферу. вьх

В установившемся режиме — когда нет

Это происходит по той причине, что в нижних точках диапазона при перепаде на сопле 7 равного 200 мм вод. ст. расход воздуха через сопло 7 даже при его полном открытии черезвычайно мал и соизмерим с расходом через дроссели 18 и 19. Поэтому

1О

15 о

4 сопло 7 в нижних точках диапазона не в состоянии сбросить в атмосферу избыток воздуха, поступающий от дросселей 18 и 19.

С другой стороны, существенное увеличение внутреннего диаметра сопла 7 с целью уменьшения нижнего предела измерения также недопустимо, так как это приводит к увеличению усилия сжатия пружины 6. Увеличение этого усилия необходимо для того, чтобы преодолеть увеличенную реакцию сопла 7. Эта реакция наиболее высока при максимальном входном давлении.. Увеличение усилия пружины 6 приводит к увеличению перепада на сопле 2 в установившемся режиме, что в, свою очередь, приводит к увеличению погрешности измерения.

Иными словами, увеличение погрешности второго каскада усиления за счет увеличения диаметра сопла и усилия пружины приводит к увеличению погрешности устройства в целом.

Цель изобретения, в конечном итоге, сводится к тому, чтобы, не увеличивая погрешности второго каскада усиления, и, следовательно, не снижая точности устройства в целом, значительно снизить нижний предел диапазона измерения. Поэтому в известный повторитель введен дополнительный клапан сброса.

Первый клапан сброса, состоящий из мембраны 8, сопла 7, пружины 6, камер 4 и 5 конструируется таким образом, чтобы внутренний диаметр сопла 7 был минимальным и лишь обеспечивал динамические характеристики по сбросу воздуха в атмосферу практически на всем диапазоне работы.

Тем самым обеспечивается достаточно малая погрешность измерения повторителя.

Второй клапан сброса, состоящий из мембраны 17, сопла 16, пружины 15 и камеры 14, конструируется таким образом, чтобы внутренний диаметр сопла 16 значительно (в 2—

3 раза) превышал диаметр сопла 7, а усилие пружины 15 было бы равным или менее усилия пружины 6.

В статическом режиме на мембране 8 за счет работы мембраны 1 и сопла 2 поддерживается такой перепад давлений, который уравновешивает действие пружины 6 и реакцию сопла 7. Этот же перепад давлений поддерживается и на мембране 17, так как камеры 5 и 14, камеры 4 и 9 у клапанов сброса попарно соединены накоротко.

Однако этот перепад давлений в статическом режиме не может уравновесить действие пружины 15 и реакцию сопла 16, так как усилие пружины 15 равно или меньше усилия пружины 6, а реакция сопла 16 значительно выше реакции сопла 7. По этой причине сопло 16 закрыто практически на всем диапазоне работы повторителя.

Открытие сопла 16 происходит тогда, когд: с .лло 7 не в состоянии сбрасывать

846809

Формула изобретения

Составитель В. Жуков

Редактор И. Касарда . Техред А. Бойкас Корректор Е. Рошко

Заказ 5431/50 Тираж 749 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 весь воздух, прошедший через дроссели 18 и 19. При этом мембрана 1 открывает еще сильнее сопло 2 и перепад на мембранах 8 .и 17 падает настолько, что сможет GTKpbITbся и сопло 16. Это происходит при давлении на входе повторителя равном 150 — 200мм вод. ст. В таком положении сопло 7 полностью открыто и его регулирующее действие заканчивается, а все регулирование по сбросу воздуха в атмосферу переходит к соплу 16. Ввиду того, что площадь проходного сечения сопла 16 в 9 — 10 раз превышает площадь проходного сечения сопла 7, повторитель сможет, с той же погрешностью отработать входное давление вплоть до значений 10 —,15 мм вод. ст.

Уменьшение нижнего предела измерения до 10 — 15 мм вод. ст. особенно целесообразно при использовании повторителя для контроля количества жидкого сырья путем измерения статического давления жидкости в складских емкостях, При этом повторитель ,опущен в нижнюю часть емкости и измеряемое им давление жидкости пересчитывается в единицы веса. Если снизить диапазон измерения до 15 мм вод. ст., то при среднем диаметре складской емкости, равном 5 м дополнительно в каждой емкости контролируется около 5 т сырья, которое ранее из-под контроля уходило.

Пневматический повторитель давления по авт. св. № 546743, отличающийся тем, что, с целью расширеня диапазона измере10 ния, в нем установлен второй одномембранный клапан сброса давления, управляющая и проточная камеры которого соединены соответственно с управляЮщей и проточной камерами первого клапана сброса, причем сопло второго клапана сброса выполнено с диаметром в 2 — 3 раза большим диаметра сопла первого клапана сброса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 1. Авторское свидетельство СССР № 269616, кл. G 06 G 5/00, 2. Авторское свидетельство СССР № 546743, кл. F 15 С 3/04, 1977 (прототип).