Преобразователь давления

 

Союз Советсиин

Социал истическин

Республик

ОП И САНИ (»)881554

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву 1Н 518661 (22)Заявлено 15.02.80 (21) 2886604/18-24 (51)M. Кл. 01 1. 11/00 6 06 65/00 . с присоединением заявки Нй—

9аударатинный комнтет

СССР ае данам нэнбретеннй

II отнрмтнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.81 ° Бюллетень М 42 (53) УДК 621-525 (088. 8) Дата опубликования описання1 ° 11

Б. Д. Клименский А. Ф. Карпов и В. И. Лукиных !

В.:-Щелкунов

1, (72) Авторы изобретения

С г т

;г . (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к измерительно-преобразующим устройствам, используемым в пневмогидроавтоматике, например в авиадвигательной.

По основному авт.св. Ф 518661 известен преобразователь давления с рычагом, на конце входного плеча которого установлены противоположно расположенные основной и компенсационный преобразователь давления в силу. В каt0 честве основного преобразователя установлена заслонка переменного, симметричного дросселя, к соплу которого подведен канал от источника измеряемо15

ro давления, а в качестве компенсационного преобразователя установлена заслонка переменного амплитудного дросселя, к соплу которого подведен от того же источника давления задросселированный канал, входное и выходное плечи рычага, передающего силу, противоположны, имеют общую геометрическую ось и опорную ось в плоскости разделителя полости тела входного давления и полости рабочего тела j, Недостатком известного преобразователя является его ошибка нечувствительности,которая имеет существенное значение; особенно она велика в случае использования в опоре оси под:шипников скольжения и при малых значениях входного давления (до + 5Х при давлениях менее 1-1,5 кгс/cM ). Это объясняется тем, что при принятой для него схеме передающего рычага подшипники опорной оси нагружены суммой входной и выходной сил, что при использовании подшипников скольжения вызывает существенный момент трения. Замена подшипников скольжения подшипниками качения также не обеспечивает требуемого качества работы, так как кольца подшипников качения, работающие под большой нагрузкой и практически без вращения, быстро изнашиваются в месте упора нагруженных шарпгов. гл е образуется лун25

3 88!55 ка, нарушающая точность работы, Кроме того, в обоих случаях при известных разделителях сред заметную ошибку вносит жесткость уплотнительного элемента разделителя (резинового коль» ца7 . Цель изобретения — повышение точности преобразователя давления, так как по требованиям, предъявляемым к электродвигательной автоматике, преобразователь должен работать с суммарной ошибкой не более 0,57., Поставленная цель достигается тем, что входное и выходное плечи рычага расположены параллельно и однонаправ15 лено в плоскости действия силы, выполнены равной длины и прикреплены к оси с двумя опорами, причем входное плечо рычага прикреплено к.середине оси, а выходное плечо рычага с по20 мощью жестких соединительных элементов к концам оси, опоры оси связаны с корпусом подшипниками скольжения, являющимися разделителями полостей входного и рабочего тел.

На фиг, 1 изображен преобразовател& давления, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг,1; на фиг, 3 — сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг, 4 — принципиальная схема нагруЭО жения рычага.

Преобразователь содержит рычаг 1, входное плечо 2 которого, расположенное R эжектируемой сливной полости 3 входного давления, прикреплено в середине к оси 4, а выходное плечо 5, расположенное в полости 6 слива рабочего тела регулирующего агрегата, прикреплено жесткими соединительными элементами 7 к концам оси 4 так, что оно лежит в плоскости вращения плеча 2 параллельно и однонаправленно, При— чем плечи 2 и 5 рычага 1 равны. Ось 4 имеет две опоры, которые представляют собой подшипники скольжения, выполненные в виде втулок 8. Последние 45 одновременно выполняют роль разделителей полостей 3 и ф и снабжены поэтому дренажными канавками 9, кото- . рые каналами 10 и 11 соединены с дре« нажной емкостью регулируемого объек- 50 та, На конце входного плеча 2 рычага 1 в специальном отверстии укреплена выполненная двухсторонней заслонке 12, которая благодаря такой конструкции служит заслонкой двум сим» 55 метричным дросселям- основному 13 и компенсационному 14, расположенным в плоскости вращения рычага соосно, 4 4 но противоположно, К основному симметричному дросселю 13 входное давление по каналу 15 подведено прямо от источника, к компенсационному 14 через регулируемый. иглой 16 дроссель

17 типа шайба-игла, который реализован с помощью выполненной в виде шайбы перегородки 18, разделяющей стороны заслонки 12, На конце выходного плеча 5 рычага 1 выполнен чувствительный элемент сигнала обратной связи,вырабатываемого дополнительным преобразователем. На фиг, 1 в качестве примера приведено решение этой части преобразователя, имеющего ходовой выходной сигнал (этот случай использования преобразователя более распространен в авиадвигательной автоматике) . Устройство содержит уста". новленную на рычаге 1 тарельчатую опору 19 пружины 20, являющейся выходным ходо- силовым преобразовательным звеном дополнительного преобразователя, и гидравлический поршневой усилитель 21, Управляющим элементом усилителя является маятниковый дроссельный командный элемент, состоящий из маятника 22, жестко соединенного с рычагом 1 так, что плоскость его рабочих отсечных кромок 23 проходит через ось вращения рычага и двух сопел 24, установленных по обе стороны маятника перпендикулярно к плоскости его вращения, и так, что в равновесном состоянии маятник перекрывает отверстия сопел до образова-, ния узких (порядка 0,1-0,2 мм) прямых щелей 25. Давление в каналах и полостях преобразователя обозначены:

Рр x,с„- давление слива рабочего тела регулирующего агрегата; Ру пд; давление рабочего тела питающее

Преобразователь работает следующим образом, Входное рабочее тело — воздух, газ под давлением Р (входным) под- водится по каналу 15 к основному симметричному дросселю 13. Поскольку площадь дроссельного отверстия дросселя 13 во много раз меньше проходной площади канала 15 и тем более проходной площади отверстия сопла дросселя )3, а наличие острых кромок на рабочей части дросселя обеспечивает равномерное распределение давления по всей торцовой площади, входное давление практически без изменений действует на торец заслонки, который лмеет постоянную эффективн.;ю площаи881

ЪЗ . Аналогично на торец заслонки компенсационного дросселя 14 действует давление Р1 ор, полученное из входного путем промежуточного дросселирования дроселем )7. Между этими давлениями имеет место пропорциональная зависимость @0p=d,P при . обеспечении на дросселях 17 и 14, сверхкритических режимов истечения; подкритического на дросселе 17 и сверхкритического на дросселе 13, В этих случаях, используя известные зависимости газодинамики связывающие расходы через дроссели и давления на них, для сверхкритических режимов истечения, имеют

1 -1 (км) 1 (2 ) 6 Я.Р

14 я коР где Д вЂ” весовой расход тела рабочего давления через дроссели;

Г - — коэффициент расхода;

S. — рабочая площадь (площадь.дросселирующего отверстия); д — ускорение силы тяжести;

R — газовая постоянная;

Т вЂ” температура тела рабочего давления;

К вЂ” показатель адиабаты, Учитывая, что на практике Т х 1, а 8)g=- 6)q, 5 0 1» (i)

5 и сила, образованная давлением P на заслонке, F(P)=PS (1- 8 )1 (.2) т.е. пропорциональна Р.

Для подкритического режима истечения на дросселе 17 и сверхкритического — на дросселе 14,имеют

17 (КСР) РКОР

17 1

40 ) =р,5 1.Ркор

Формула изобретения

Преобразователь давления по авт. св. 518661, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения точ55 ности преобразователя, входное и выходное плечи рычага расположены паP аллельно и однонаправленно в плоскости действия силы, выполнены равной учитывая, что 17 1о.),1. 1 кОР . p

- Фоэ9фигде 1, циент

8л к

5 — ) — 1 — +9„7 пропорциональности и F(P)=PS (1- д-).

Случай свехкритических режимов истечения на дросселях 17 и 14 возможен тогда, когда Pc.q

1 р Р а случай истечения подкритического на дросселе 1 7 и сверх15ритического на сл дрос селе 13, когда - — (1Ь, 554 6 где 1 — критический перепад давлений;

P — давление в полости слива входного рабочего тела.

Для обеспечения широкого диапазона

5 работы преобразователя на практике требуется эжектировать полость слива

3, причем предпочтительно глубокое эжектирование, Образовавшаяся на конце входного

l0 плеча 7 сила давлений передается на выходное плечо и уравновешивается на нем силой выходного звена дополнительного преобразователя — силой пружины. Поскольку плечи рычага 1 одноl5 направленны, параллельны и равны, его опора полностью разгружена от действия входной силы и уравновешивающей ее силы пружины (фиг. 4), Если рычаг выполнен достаточно жестким, он представляет собой как бы одно плечо, на20 груженное на конце силами, полностью компенсирующими друг друга, Вся конструкция преобразователя решена так, чтобы опора рычага была полностью разгружена не только от основных сил, но

25 и от боковых и осевых сил, создаваемых разностью сливных давлений Рс> и

Рттс, Единственная нагрузка на опору, которую устранить невозможно — вес самого рычага с осью.

По приблизительной прикидке этот вес 1 =0,07 кгс, Максимальная относительная ошибка, вызывая им, может быть определена по формуле:

cL. 100 где f -коэффициент трения;

d -диаметр оси, Г -плечо рычага;

S — эффективная площадь заслонки симметричного дросселя.

Если принять f=0,1, d. =0,5 см, Г=3,5 см, Sg 2, см, Р„ „,„ =0,1 кгс/см, 1

Поскольку других ошибок преобра.зователь не имеет, он обладает очень высокой точностью, 7

88 длины н прикреплены к оси с двумя опорами, причем входное плечо рычага прикреплено к середине оси, а выходное плечо рычага с помощью жестких соединительных элементов к концам осн, опоры оси связаны с корпусом преобразователя через подшипники сколь1554 8 жения, являющиеся разделителями полостей входного и рабочего тел.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 518661, кл, G Ol 0 11/00, 1974 (прототип).

881554

Составитель Б.. Шевченко

Редактор Л, Повхан Техред Л.Пекарь Корректор М. Шароши

Заказ 9956/64 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4