Пневматический следящий привод

 

172) Авторы изобретения

IO.È. Лимонов и Л.И. Водопьян

Всесоюзный научно-исследовательский и про конструкторский институт промышленных гид и гидроавтоматики (73) Заявитель (g4) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

Изобретение относится к пневмо автоматике и может быть использовано в позиционных системах управления различного технологического оборудования.

Известен пневматический следящий привод, содержащий исполнительный цилиндр, размещенный в нем поршень с образованием рабочих полостей, дросселирующий распределитель, включаюl4HH кярпус с выполненными в нем окна- ми,сообщенными с рабочими полостя-. ми, источником питания и атмосферой, °, и связанный с поршнем через измерительный преобразователь (1).

Известный. пневматический следящий привод характеризуется низкой скоростью позиционирования (порядка 0,050,1 и/с), что вполне приемлемо при небольших величинах входного воздействия, имеющих место в системах регулирования. При использовании следящих пневмоприводов для управления положением подвижного объекта в позиционных. 2 системах управления различного техно-.

I логического оборудования требования к скорости позиционирования возрастают, а повышение скорости позиционирования путем увеличения пропускной спо- собности самого следящего золотника в данном случае неприемлемо, так как при этом появляются автоколебания сле дящего золотника и теряется устойчивость привода.

Цель изобретения - повышение быст- . родействия привода.

Поставленная цель достигается тем, что привод снабжен трехпозиционным распределителем с управляющими полос тями, подключенным параллельно дросселирующему распределителю к рабочим полостям, а дросселирующий распреде-. литель выполнен в виде следящего золотника, установленного в корпусе с образованием торцовых камер, связанных через дроссели с источником питания и управляющими полостями трехпо-: зиционного распределителя, причем тор3 96632 цовые камеры отсечены кромками следящего золотника от близлежащих окон, сообщенных с атмосферой перекрытием„ величина которого определяется из следующего выражения: с (Хп (Х цкс где d - величина перекрытия окон корпуса следящим золотником дросселирующего распределите10 ля;

X> - величина перекрытия окон, сообщенных с атмосферой кром- ками золотника от торцовых камер;

1$

- максимальный рабочий ход макс« следящего золотника.

Кроме того, корпус дросселирующего распределителя снабжен дополнительны- ми окнами, сообщенными с управляющиÄ 20 ми полостями трехпозиционного распре" делителя, а через дроссели - с атмос "ферой, причем торцовые камеры отсечены кромками следящего золотника от близлежащих дополнительных окон на

25 величину Х>.

На фиг. 1 и 2 представлены принци. пиальные схемы предлагаемого устройства.

Пневматический следящий привод (Фиг. 1 и 2 ) содержит исполнительный цилиндр 1, размещенный в нем поршень 2 со штоком 3 с образованием рабочих полостей 4 и 5, дросселирующий распределитель, выполненный в виде ус" . тановленно о в корпусе 6 следящего З . золотника 7 с образованием торцовых камер 8 и 9. В корпусе 6 выполнены окна 10 и 11, связанные линиями 12 и 13 а соответствующими рабочими полостями 4 и 5, окно. 14, связанное с источ- <о ником 15 питания, и окна 16 и 17, сообщенные с атмосферой. Кроме того, привод снабжен трехпозиционным распреде" лителем 18 с управлякнщими.полостями 19 и 20, подключенным параллельно дрос- -4 селирующему распределителю линиями 21 и 22 к рабочим полостям 4 и 5. Торцовые камеры 8 и 9 связаны;через дрос" сели 23 и 24 с источником 15 питания, а линиями 25 и 26 - с соответст" >о вующими управляющимй полостями 19 и 20 распределителя 18. Следящий золотник 7. жестко связан с штоком 27 измеритель" ного преобразователя 28, с камерой 29 управления, а через пружину 30 " с ы поршнем 2.. Торцовые камеры 8 и 9 дрос;. свлирующего распределителя отсечены в исходном положении кромками 31 и

9 4

32 следящего золотника 7 от бливлежащих окон 16 и 17 перекрытием, величи" на которого определяется из следующего соотношения: .Хп < Х„,„„,, где с --величина перекрытия окон 14, 16 и 17 корпуса 6 дросселирую щего распределителя;

X> - величина перекрытия окон 16 и 17 кромками 31 и 32 золотника 7 от торцовых камер 8 и 9;

Х д„ - максимальный рабочий ход следящего золотника 7.

На фиг. 2 представлен вариант при" вода, в котором в корпусе 6 дросселирующего распределителя выполнены до полнительные окна 33 и 34, сообщенные линиями 25 и 26 с соответствующими полостями 19ни 20 и через дроссели 35

36 - с атмоСФерой, причем торцовые камеры 8 и 9 отсечены в исходном положении кромками 31 и 32 слеряцего золотника 7 от близлежащих дополнительных окон 33 и 34 на величину Х„.

Устройство работает следующим образом.

Если командный сигнал Р„ (фиг, 1) имеет постоянное значение, йзмерительный преобразователь 28 находится в равновесии под действием давления. воздуха в камере 29 управления и усилия пружины 30 обратной связи. Следящий золотник 7 перекрывает окна 10 и

11, а торцовые камеры 8 и 9 перекрыты его кромками 31 и 32. От окон 16 и 17 в обе полости 19 и 20 трехпоэиционного распределителя 18 поступают равные по величине сигналы, и он находится в средней позиции, при которой перекрыты линии 21 и 22.

При изменении командного сигнала

/ „д„,например, при увеличении при: прямом ходе, равновесие измерительного преобразователя нарушается,.и его жесткий центр вместе со следящим зо потником 7 смещается влево. Если величина смещения следящего золотника 7 не превышает X„, то привод работает в обычном режиме, т.е. воздух от источника 15 питания через следящий золотник 7 и линию 13 проходит в рабочую полость 4, а из рабочей полости 5s àòèîcáèðó. Нток 3 перемещается впра-: во, растягивая пружину 30, которая при этом стремится уравновесить преобразователь .28.

966329

При вели чине смещения следя ще го золотника,7, превышающей Yä, торцовая камера 9 сообщается с окном 17, связанным с атмосферой. При этом давление в управляющей полости 20 уменвшается, и распределитель 18 переклю. чается, соединяя линию 21 с источником 15 питания . За счет дополнительного потока сжатого воздуха происходит быстрое перемещение штока 3. Пру- е жина 30 обратной связи, -растягиваясь, стремится вернуть в исходное положение следящий золотник 7. Перемещаясь вправо, золотник 7 своей торцовой кромкой 32 отсекает торцовую каме- 1 ру 9 от атмосферы, давление в последней возрастает и выравнивается с. давлением в торцовой камере 8, в ре" зультате чего распределитель 18 устанавливается в нейтральное положение, 2в

s котором линии 21 и 22 перекрыты.

Дальнейшее перемещение штока 3 происходит под действием потока воздуха, поступающего только от следящего золотника 7. Таким образом, подход к заданной позиции осуществляется в ре ниме слежения, Аналогично работает следящий привод (фиг. 2).

При смещении следящего золотни- Э© ка 7 на величину, большую Хп, например вправо, дополнительное окно 33 сообщается с торцовой камерой 8. Давление из торцовой камеры 8 поступает в по- . лость 19 управления распределителя 18,3 перемещая его. Нток 3 исполнительного цилиндра 1. под действием потока воздуха, поступающего от следящего золот-ника 7 и распределителя 18, перемеща- ется влево. Vàê только следящий зоЮ потник 7 переместится влево и перекроет своей кромкой 31 дополнительное окно !33, воздух из управляющей полости 19 через дроссель 35 сбрасывается

s а тTм осcф ер у, и распределитель 18 перекрывает линии 21 и 22. Привод. перехо° 4$ ди т в режим слежения .

Таким образом, повышается скорость позиционирования при больших перемещениях, и за счет этого производительность автоматизируемого оборудования увеличивается.

6 формула изобретения

1. Пневматический следящий привод, содержащий исполнительный цилиндр, размещенный в нем поршень с образованием рабочих полостей, дросселирующий распределитель, включающий корпус с выполненными в нем окнами, сообщенными с рабочими полостями, источником питания и атмосферой и связанный с поршнем через измерительный преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, привод снабжен трехпозиционным распределителем с управляющими полостями, подключенным параллельно дросселирующеиу распределителю к рабочим полостям, а дросселирующий распределитель выпол-. .нен s виде следящего золотника, установленного в.корпусе с образованием торцовых камер, связанных через дроссели с источником питания и управляю щими полостями трехпозиционного распределителя, причем торцовые камеры отсечены кромками следящего золотника от близлежащих окон, сообщенных с атмосферой перекрытием, величина которого определяется из следующего выражения

d

Хп - величина перекрытия окон, сообщенных с атмосферой кром ками золотника.от торцовых камер 1

Хмокс - максимальныи Рабочии ход следящего золотника.

2. Привод по п..1, о т si и ч а юшийся тем, что, корпус дросселирующего распределителя снабжен допол.нительными окнами, сообщенными с управляющими полостями трехпозиционного распределителя, а через дросселис атмосферой, причем торцовые камеры отсечены кромками следящего золотника от близлежащих дополнительных окон на величину Хп.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское,свидетельство СССР

ll 61. l034, кл. F 15 В 9/06, 1976.:,.