1 с– 1
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлено 08.01.75 (21) 2093833/10 (5l)M. Кл; с приссоелинением заявки №вЂ”
5 01 L 27/00
Государствееный комитет (23) Приоритет— по делам изобретений и открытий
Онубликовано 07. 08. 81.«Бюллетень №29 (53) УДK 531.787 (088. 87
Дата опубликования описания 10.08. 81 (72) Авторы изобретения
А.M. Кипнис и Д.Б. Добкин (71) Заявитель
Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологической службы (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЗАДАТЧИК ДАВ1В .НИЯ
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике.
Известны весовые устройства для измерения давления, содержащие уравновешивающий груз, измерительный рычаг и электрические контакты (1 1.
Известны автоматические задатчики давления, содержащие грузопоршневой манометр, механизм наложения грузов и гидроцилиндр узла создания давления с приводом Vl
Цель изобретения — повышение производительности и точности задатчика.
Это достигается тем, что извест15 ное устройство дополнительно снабжено узлом си гнали з ации крайних пол ожений поршня, выполненным в виде подпружиненных рычагов, связанных с концевыми выключателями в цепи управления
20 двухскоростным приводом гидроцилиндра, причем расстояние между фотодатчиками узла сигнализации положений поршня грузопоршневого манометра меньше,расстояния между концами ограниченных упорами внутренних плеч рычагов.
На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства.
Устройство состоит из грузопоршневого манометра 1, механизма 2 нало— жения грузов, узла 3 сигнализации крайних положений поршня, содержащего рычаги 4, упоры 5, пружины 6 и концевые выключатели 7, узла 8 сигнализации центрального положения поршня, содержащего два фотодатчика
9 с осветителями, гидроцилиндра 10, создающего давление, компенсирующего цилиндра 11 и двухскоростного привода, например гидравлического гидроцилиндра, состоящего из электроуправляемых золотников 12 и 13 с дросселями 14 и 15 (если гидроцилиндр электромеханический, то он через редуктор может производить двухскоростной электродвигатель), или двух отдельных гидроцилиндров со своими приводами.
Задатчик работает следующим образом.
Механизм 2 наложения грузов, управляемый программным устройством, накладывает очередную комбинацию грузов на тарелку поршня грузопоршневого манометра 1. Тарелка опускается до нижнего упора (или вначале лежит на нем1 и нажимает на нижний рычаг 4, а через него на концевой выключатель 7, которьпЪ включает золотник 12.
Поршень гидроцилиндра 10 идет быстро вперед, так как дроссель 14 регули— руется на большой расход, а дроссель
l 5 — на малый.
Давление нарастает и в момент достижения значения, определяемого весом грузов минус усилие пружины 6, поршень с тарелкой начинает подниматься вверх. Нижний концевой выключатель 7 отключает золотник 12 и давление в системе не нарастает, если не включать золотник 13, который управляется от нижнего фотодатчика 9. Последний настраивается так, что сигнал от него поступает раньше, чем выключается концевой выключатель 7 поэтому давление продолжает нарастать, но с меньшей скоростью, до тех пор, пока тарелка грузопоршневого манометра не войдет в центральную зону, при этом фотодатчик 9 отключается. Рычаг 4„давит на тарелку только незначительную часть хода поршня грузопоршневого манометра, а затеи упирается в упор 5, поэтому значительная часть хода поршня свободна от воздействия пружины б.
При обратном ходе (снятия грузов) соответственно работают верхний рычаг узла 3 сигнализации и верхний фотодатчик узла 8 сигнализации.
Компенсирующий цилиндр 11 улучшает плавность и линейность изменения давления благодаря тому, что его поршень сжимает пружину, увеличивая объем системы. Регулировка натяга пружины 6 при различных пределах задания давления дает возможность найти оптимальный момент перехода с быстрого изменения давления на медленное и тем самым установить наибольшую скорость создания давления при сохранении апериодического npgцесса подхода к заданному значению.
Снижение скорости при подходе к заданному значению обеспечивает возможность повысить ее на первом этапе и тем самым сократить общее время поверки приборов. Плавный апериодический закон подхода давления к заданному значению позволяет применять это устройство для поверки манометров.
Формула изобретения зо
Автоматический задатчик давления, содержаший грузпоршневой манометр, механизм наложения грузов и гидроцилиндр узла создания давления с приводом, отличающийся тем, что, с целью повьппения производительности и точности, он дополнительно снабжен узлом сигнализации крайних положений поршня, выполненным в виде подпружиненных Рычагов, связанных с концевыми выключателями в цепи управления двухскоростным приводом гидроцилиндра, причем расстояние между фотодатчиками узла сигнализации положений поршня грузопоршневого манометT ра меньше расстояния между концами ограниченных упорами внутренних плеч рычагов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, Щ, 1. Петунин А.Н. Измерение параметров газового потока.-M. Машиностроение, 1974, с.67, рис.1,38.
2. Авторское свидетельство СССР
9 162984, кл. 6 01 L 27/00, 1969 (прототип ).
ИЗОБРЕТЕНИЯ (111. 587451 (61) Цополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл, (22) Заявлено07. 06.76 (21)2370155/18-24 с присоединением заявки №
Я 05 П 16/10
Совете Министров СССР по делом изобретений н открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано05.01.78. Бюллетень № 1 (53) УДК 531.787 (088. 8) (45) Дата опубликования описання09.01.78
Л. С. Бакланов и А. C. Юрманов (72) Авторы изобретения е
Тульский политехнический институт (71) Заявитель (54) АВТОМАТИЧГСКИИ ЗАДАТЧИК ДАВЛЕ11ИЯ ГАЗА
Известны устройства для задания павле
10 ния, содержашие измеритепьно-регулируюший орган и виде мембраны, шарика или золотника, изменяюшего проходное сечение впускного или выпусхного канала и систему наг руженнн ухааанного органа 11, Известны также автоматические задатчики давления газа, содержашие цилиндр с входным и выходными каналами и размешенный в нем плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, первый выход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунжера, первую и вторую группы электропневмоклапанов, управляюшие входы которых соединены с другими выходами программного блока ) 2, Недостатком такого задатчика является применение его для задания давлений в узком диапазоне, так как при большом изменении задаваемых давлений в таких системах наблюдаются незатухаюшие колебания неуплотненного плунжера-золотника.
Целью предлагаемого изобретения является расширение диапазона задаваемых дав лений.
Для этого автоматический задатчик дав ления содержит два редуктора и источник высокого давления, который через первую группу электропневмоклапанов соединен с полостью цилиндра под плунжером, а полости цилиндра над плунжером через вторую группу электропневмоклапанОв соединены с атмосферой, причем плунжер и внутренняя полость цилиндра выполнены ступенчатыми.
Совокупность ступенчатых нлунжера и цилиндра в широкодиапазонном задатчике по сушеству заменяет несколько задатчиков с бесступенчатыми плунжерами, каждый из которых работает в сравнительно узком диа587451,пазоне давлений., :Электропневмоклапаны, срабатываюшие по сигналам программного блока, осуществляют переключение диапазонов эадатчика, т.е. включение в работу той
1 или иной ступени плунжера и соответствуюшего давления питания.
На чертеже изображена схема предлагаемого автоматического задатчика давления га за.
3адатчик содержит цилиндр со ступенча- 10 той внутренней поверхностью 1, ступенчатый неуплотненный.цлунжер 2, притертый к поверхности цилиндр 1, входной канал 3 пос тоянного сечения, полость 4 цилиндра под плунжером выходной канал о, плошадь кото- 1 рого регулируется кромкой торца плунжера
2, полости 6 и 7 над ступенями плунжера источник 8 высокого давления редукторы (давления) 9 и 10 для питания задатчика в диапазонах средних и малых давлений, цервую группу ..алектроцневмаклащыад
Х2, 13, соединяюших источник питания с рабочей камерой, вторую группу электро,икевмоклапанов..14, 15, 16, 17, соединяюших полости над ступенямн плунжера с рабо- 5 чей камерой: и атмосферой,: обратные клапаны 18, программный блок 19 для управления током электромагнита и переключением диапазонов, алектронный усилитель 20, втяж- ной нагружаюший электромагнит 21, редуктор 22 и электродвигатель 23, врашаюший якорь алектромагнита и плунжер 2 для сня тия сухого трения.
Работа задатчика в диапазоне малых дав-, лений осушествляется следуюшим образом.
Электропневмоклапан 11 подключает источник питания 8 через редуктор 10 и обратный клапан 18 к полости 4. Клапаны
14, 18, 12, 13 закрыты, клапаны 16, 17 открыты и соединяют полости цилиндра над плунжером 6 и 7 с атмосферой. Неуплотненный плунжер 2 под действием силы давл иия в полости 4 и силы, созданной электромагнитным нагружаюшим устройством, мо45 жет перемещаться, изменяя кромкой торца проходное сечение клапана 5. Движение илунжера прекрашается, когда сила давления ,в полости 4, зависяшая от.плошади выпускного канала, уравновесит электромагнитную
Работа задатчика в диапазоне средних
М давлений осуществляется следуюшим образом. . Электропневмоклапан 13 подключает источник-8 питания через редуктор,9 и обратный клапан 18 к полости 4. Клапаны
11, 15, 17, 12 закрыты, клапан 16 открыт,. фО клапан 14 открыт и соединяет полости 4 и
6. Ступенчатый плунжер находится под действием эадаюшей силы Р, силы давления в полости 6 и направленной встречно силы давления в полости 4. Уравнение равновесия указанных сил имеет вид гдето – кольцевая плошадь ступенчатого мс” ппунжера в полости 6, Я – площадь сече» ния ступени плунжера среднего диаметра;
-. величина задаваемого давления иэ
30 диапазона средних давлений.
Работа задатчика в диапазоне высоких давленН осушествпяется следуюшим обу зом.
Злектропневмоклапан 12 подключает источник питания,8 через обратный клапан
18 к полости 4. Клапаны 11, 16, 18, 13, закрыты, клапаны 14 и 1б открыты и сое=диняют..цаласти. 4, 6, и 7 . Работа задатчика в диапазоне высоких давлений аналогична работе в диапазоне средних давлений. В состоянии покоя плунжера должно выполняться равенство Р 4с&„„P з гдеЯ,- плошадь сечения ступени плунжера йаименьшего дйамет й; Р – величина задаваемого дав пения из диапазона высоких давлений.
ПосколькуР 4Р 49, то плошади Д, ф, можно выбрать такими, что макси мальное значение силы Р во всех трех диапазонах будет одним и тем же. Это дает вОэможнОсть ..использОвать .Для СОздания за даюшей силы в трех поддиапазонах единственный нагружаюший алектромагнит с одним диапазоном усилий, достаточным для нагруженин плунжера в диапазоне малых давлений
Предложенное устройство позволяет осуществить задание давлений в нескольких смежных диапазонах, начиная от атмосферного давления и до нескольких десятков мегапаскалей, используя одну поршневую колонку и единственное устройство нагружения.
Ф ормула изобретения
Автоматический задатчик давления газа, содержаший цилиндр с входным и выходными каналами и размещенный в нем плунжер с валом, связанным через редуктор с алектродвигателем, программный блок, первый выход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунжера, первую и вторую группы алектропневмоклапанов, управляюшие входы которых соединены с другими выходами программного блока, о т л и ч а ю ш и и с я тем, 587451
Составитель Л. Корсакова
Техред С, Беда Корректор Й. Мельниченко
Редактор E. Марковская
За каз 1 34/36 Ю Х Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Филиал ППП Патент”, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 что, с целью расширения диапазона задай ю мых давления, он содержит два редуктора и источник высокого давления, который через первую группу алектропневмоклапанов соединен с полостью цилиндра под плунжером, а полости цилиндра над плунжером через вторую группу алектропневмоклапанов соединены с атмосферой, причем плунжер и внут ренняя полость цилиндра выполнены ступенчатыми, Источники информации, принятые- so внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство ¹ 174451, М. кл Cq 05 Д 16/10, 1961, 2. Авторское свидетельство J4 137693. кл. Q 0141/02, 1970.
К АВТОРСКОМУ» СВИДЕТЕЛЬСТВУ
< о771628 (61) Дополнительное к авт. свид-ву Р 587451 (51)М. Кл. (22) Заявлено08. 12. 78 (21) 2692870/18-29 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—
G 05 0 16/10
° СССР по делам изобретений и открыти й
Тульский политехнический институт (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ ЭАДАТЧИК ДАВЛЕНИЯ
Изобретение относится к устройствам автоматического задания давления и может быть применено в технологических процессах, где требуется зада- 5 ние давления газа с высокой точностью и в широком (несколько десятков мегапаскалей) диапазоне, начиная с атмосферного давления. В основном авт.св. М 587451 описан автоматический задатчик давления газа (Ij, содержащий цилиндр с входным и выходным каналами и плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, первый выход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунжера, первую и вторую группу электропневмоклапанов, управляющие входы которых соединены с дру-2 гимн выходами программного блока,два редуктора и источник высокого давления.
Недостатком известного задатчика является изменение в процессе эксплу-25 атации параметров нагружающего электромагнита, обусловленный разогревом его элементов под действием протекающего в обмотке управляющего тока, Нестабильность параметров электромагнита значительно ухудшает точность устройства.
Цель изобретения — повышение точности автоматического задатчика давления газа. для достижения этой цели,он содержит электронный усилитель мощности, два резистора и усилитель рассогласования, выход которого соединен со входом электронного усилителя мощности, причем одна из диагоналей мостовой схемы, образованной двумя резисторами, обмоткой электромагнита и программным блоком, подключена к выходу электронного усилителя мощности, а другая — ко входу усилителя рассогласования.
На чертеже изображена схема гредлагаемого автоматического задатчика давления газа.
Задатчик содержит цилиндр 1 с входным и выходным каналами, ступен” чатый неуплотненный плунжер 2, рабочие полости 3, источник 4 высокого давления с редукторами давления,первую 5 и вторую б группы электропневмоклапанов, программный блок 7 для управления током электромагнита и переключения диапазонов, электронный
771628 усилитель мощности 8, втяжной нагру-жающий электромагнит 9, якорь которо1о вместе с плунжером приводится во вращение для снятия сухого трения системой вращения 10, состоящей из электродвигателя и редуктора, два резистора R< и R < и усилитель рассогласования 11.
Для уменьшения дрейфа нулевого уровня выходного напряжения усилителя рассогласования 11, а также обеспечения возможности изменения .значения управляющего тока электромагнита 9 в нужном диапазоне, соответствующем заданным минимальной и максимальной величинам электромагнитной силы, усилитель рассогласования 11 выполнен по балансной схеме с симметричным входом и несимметричным выходом, а резисторы R < и и вместе с программным блоком 7 и обмоткой электромагнита 9 включены по мостовой схеме, к одной из диагоналей которой (питающей “а-б”)подключен выход электронного усилителя мощности 8, а к другой (измерительной “в-г”) — входы усилителя рассогласования 11.
Для реализации отрицательной обратной связи по току выход усилителя рассогласования 11 подключен ка входу усилителя мощности 8, а его управлякщие входы подключены к измерительной диагонали “в-r” таким образом, чтобы в случае превышения äîтенциала в точке “г” (U<) над потенциалом в точке “в” (U ) напряжение на выходе усилителя мощности увеличивалось.
Задатчик работает следующим образом. С помощью программного блока 7 и соответствующих групп электропневмоклапанов 5 и б выбирается нужный диапазон работы. Если сигнал с выхода программного блока отсутствует, то потенциалы U< и U одинаковы и равны нулю. На выходах усилителей
11 и 8 напряжения также будут равны нулю. Ток в плечах мостовой схемы,а следовательно, и в обмотке электромагнита будет отсутствовать. Электромагнитная сила и компенсирующая ее сила давления газа в рабочих полостях 3 тоже будут равны нулю.
При подаче с программного блока электрического сигнала в точке “r” потенциал изменится. По цепи, состоящей из резистора R<, обмотки электромагнита 9, резистора R, потечет электрический ток. В результате падения напряжения на этих элементах между точками “в” и “г” установится разница потенциалов 0à — U В, которая будет приложена ко входам усилителя рассогласования 11. Усиленный им и усилителем мощности 8 электрический сигнал окажется приложенным к питаюuleN диагонали моста “а-б”. По цепив обмотка электромагнита 9 — резистор
I I 11 в начнет возрастать. По мере его увеличения разность потенциалов
Этот ток создает в нагружающем магГ. ните 9 электромагнитную силу, прило®О женную к плунжеру 2, которая уравновесится силой давления газа в рабочих полостях 3, действующей на плунжер с противоположной стороны.
При подаче нового программного
15 сигнала потенциал в точке “r”I снова изменится, мост разбалансируется.
Разность потенциалов 01. -U окажется
В зависимости от того, в какой то20 чке (“в” или “r”) потенцйал больше, напряжение на выходе усилителя мощности 8 будет увеличиваться или уменьшаться до тех пор, пока. вследствие изменения тока в цепи “обмотка элек25 тромагнита 9 — резистор R потенциалы в точках “в™ и “г” не сравняются.
При этом значения электромагнитной нагружающей силы и силы давления газа в рабочих полостях 3 также изме30 няет
Таким образом, различным значениям напряжения с выхода программного блока 7 будут соответствовать различные значения тока в обмотке электромагнита 9, а следовательно, и
35 различные выходные давления задатчика.
Диапазон изменения тока в обмотке нагружающего электромагнита 9 и необходимый диапазон изменения напряжения на выходе программного блока зависят от соотношения сопротивлений обмотки электромагнита Ro и резисторов Rg u
ОБ управляющего тока в широких пределах при сравнительно малом диапазоне изменения программного сигнала.
Для обеспечения возможности регулировки диапазона изменения тока нагружающего магнита резистор R вы5О полнен переменным.
Под действием протекающего тока электромагнит может сильно нагреваться. При этом меняется величина сопротивления его обмотки, а следовательно, 55 величина тока в ней; зто может привести к значительной погрешности воспроизведения давлений на выходе задатчика. Однако изменение тока в обмотке электромагнита приведет к изменению
ИИПИ раж 956 тромагнита и скомпенсирует изменение тока в ней.
Следовательно, при заданном значении сигнала на выходе программного блока значение тока в обмотке электромагнита будет автоматически поддерживаться на нужном уровне ° Точность его поддержания определится величинами коэффициентов усиления усилителя рассогласования 11 и электронного усилителя мощности 8. Чем выше значения указанных коэффициентов, тем выше точность задания тока в обмотке нагружающего электромагнита.
Таким образом, применение в автоматическом задатчике давления газа отрицательной обратной связи по току позволяет существенно повысить точность и стабильность параметров нагружающего электромагнита, а следовательно, и задатчика в целом.
Автоматический задатчик давления газа по авт.св. 9 587451, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности задатчика, он содержит электронный усилитель мощности, два резистора и усилитель рассогласования, выход которого соединен со входом электронного усилителя мощности, причем одна иэ диагоналей мостовой схемы, образованной двумя резисторами, обмоткой электромагнита и программным блоком, подключена к выходу электронного усилителя мощности, а другая — ко входу усилителя рассогласования.
1. Авторское свидетельство СССР
Р 587451, кл. G 05 0 16/10, 1976 (прототип). илиал ППП Патент, ° ужгород,ул.Проектная,4
Иллюстрации к изобретению SU 624 464 A1
Реферат патента 1981 года Автоматический задатчик давления
Формула изобретения SU 624 464 A1
Известны устройства для задания давления, содержащие измерительно-регулирующий орган к виде мембраны, шарика или золотника, изменяющего проходное сечение впускного или выпускного канала, и систему напружения указанного органа LlJ.
Известны также автоматические задатчи- ки давления газа, содержащие цилиндр с входным и выходными каналами и размешенный в нем плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, первый вь1ход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунжера, первую и вторую группы электропневмоклапанов, управляющие входы
которых соединены с другими выходами программного блока 21.
Недостатком такого задатчика является применение его для задания давлений в узком диапазоне, так как при большом изменении задаваемых давлений в таких системах наблюдаются незатухающие ксзлебания неуплотненного плунжера.-золотника.
Целью предлагаемого изобретения является расширение диапазона задаваемых да. пений.
Для этого автоматический задатчик да&ления содержит два редуктора и источник высокого давления, который через первую группу электропневмоклапанов соединен с полостью цилиндра под плунжером, а полости цилиндра над плунжером через вторую группу электропневмоклапанов соединены с атмосферой, причем плунжер и внутренняя полость цилиндра выполнены ступенчатыми. Совокупность ступенчатых плунжера и в широкодиапазонном задатчике по существу заменяет несколько задатчиков с бесступенчатыми плунжерами, каждый из которых работает в с}1авнительно узком диа .пазоне давлений.: Электропневмоклапаны, срабатываюшие по сигналам программного блока, осуществляют переключение диапазонов за датчика,-т.е. включение в работу той или иной ступени плунжера и соответствуй, шего давления питания. На чертеже изображена схема предлагаемого автоматического задатчика давления газа. Задатч-ик содержит щлиндр, со ступенчаТОЙ внутренней поверхностью 1, ступенчатый, нёуплотненный.плунжер 2, притертый к поверхнрсти ЦИЛИНДР 1, входной канал 3 пoc тоянного сечения, полость 4 цилиндра под плунжером выходной канал о, площадь которого регулируется кромкой торца плунжера 2, полости 6 и 7 над ступенями плунжер ИСТОЧНИК 8 высокого давленияуредукторы (аавления) 9 и 10 для питания задатчика в диапазонах средних и маль1х давлений, первую группу-.зледтрРПневмомВДйййВ-ДД« 12, 13, соединяющих источник питанияс рабочей камерой, вторую группу электро/овевмоклапанов 14, 15, 16, 17, соединя ших полости над ступенями плунжера с рабо чей камерой ; и атмосферой,: обратные клапаны 18, программный блок 19 для управления током электромагнита и переключением диапазонов, электронный усилитель 2 О, втяж ной нагружающий электромагнит 21, редук. тор 22 я электродвигатель 23, вращающий электромагнита и плунжер 2 для CHstтия сухого трения. Работа задатчика в диапазоне малых дав .дений осуществляется следующим образом. Электропневмоклапан 11 подключает источник питания 8 через редуктор 10 и обратный клапан 18 к полости 4. Клапаны 14, 15, 12, 13 закрыты, клапаны 16, 17 открыты И1. соединяют полости цилиндра над аязгнжером 6 и 7 с атмосферой. Неуплотнен- ный плунжер 2 под действием силы давл&- ияя в полости 4 и силы, созданной электромагнитным нагружающим устройством, может перемещаться, изменяя кромкой торца проходное сечение клапана 5. Движениеплунжера прекращается, когда сила давления .JB полости 4, зависящая от плдшади вьгаускного канала, уравновесит электромагнитную силу Pg, т.е. при выполнении равенства – площадь сечения ступени плунжера наибольшего диаметра Р величина задаваемого давления из диапазона малых давпений. Работа задатчика в диапазоне средних давлений осуществляется следующим образом . Электропневмоклапан 13 подключает источник 8 питания через редуктор ,9 и ,, обратный клапан 18 к полости 4.Клапаны -1,.,,„,.., 11, 15, 17, 12 закрыты, клапан16 откры яж :клапан 14 открыт и соединяет полости 4 и 6. Ступенчатый плунжер находится под действием задакшей силы Pji силы давления в полости 6 и направленной встречно силы давления в полости 4. Уравнение равновесия указанных сил имеет вид РЭ S -Pj – 5g -Р,,0 гу Л г/ РЗ – 5 -Р –О где3..л- кольцевая площадь ступенчатого в полости 6; S – плошйдь сече ступени плунжера среднего диаметра; р . величина задаваемого давления из диапазона средних давлений. 1 Работа задатчика в диапазоне высоких давлён1а 6еуществляется следующим образом. 5лектропневмоклапан 12 подключает источник питания ,8 через обратный клапан 18 к полос.ти 4. Клапаны 11, 16, 18, 13, закрыты, клапаны 14 и IS открыты и сое днняют..лолосси .4, 6, и 7 . Работа задатчика в диапазоне высоких давлений аналогична работе в диапазоне средних давлений. В состоянии покоя плунжера должно ныполняться равенство РдвЗд Т площадь сечения ступени плунжера наименьшего диаметбй; – величина задаваемого дав- V о ления из диапазона вьюоких давлений. Поскольку ,,, то площади 9 « , it on ev вВ О PC ЗЛА выбрать такими, что макснлл- ii мальное значение силы Р во всех трех диапазонах будет одним и тем же. Это дает возможность.использовать для создания задающей силы в трех поддиапазонах единственный нагружающий .электромагнит с одним диапазоном усилий, достаточным для нагружения плунжера в диапазоне малых давлений Предложенное устройство позволяет осуществить «задание давлений в нескольких смежных диапазонах, начиная от атмосферного давления и до нескольких десятков мегапаскалей, используя одну поршневую колонку и единственное устройство нагружения. Ф о р м у.л а и 3 о б р е т е н и я Автоматический задатчик давления газа, содержащий цилиндр с входным и выходными каналами и размещенный в нем плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, первый выход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунера, первую и вторую группы электропневмоклапанов, управляющие входы которых орпиноим г- пг,г,., „, -оеДинены с другими выходами программноо блока, отличающийся Тем,
Изобретение относится к устройствам автоматического задания давления и может быть применено в технологических процессах, где требуется задание давления газа с высокой точностью и в широком (несколько десятков мегапаскалей) диапазоне, начиная с атмосферного давления.
В основном авт.св. № 587451 опи- Q сан автоматический задатчик давления газа l3/ содержащий цилиндр с входным и выходным каналами и плунжер с валом, связанным через редуктор с электродвигателем, программный блок, ,первый выход которого соединен с обмоткой электромагнита, расположенного на валу плунжера, первую и вторую группу электропневмоклэпанов, управляющие входы которых соединены с гимй выходами nporpcuyiMHoro блока,два редуктора и источник высокого давления.
Недостатком известного задатчика является изменение в процессе эксплу-25 атации параметров нагружаквдего электромагнита, обусловленный разогревом его элементов под действием протекающего в обмотке управляющего тока. Нестабильность параметров электромагнита значительно ухудшает точность устройства.
Цель изобретения – повышение точности автоматического задатчика давления газа.
Для достижения этой цели,он содержит электронный усилитель мощности, два резистора и усилитель рассогласования, выход которого соединен со входом электронного усилителя мощности, причем одна из диагоналей мостовой схемы, образованной двумя резисторами, обмоткой электромагнита и программным блокомI подключена к выходу электронного усилителя мощности, а другая – ко входу усилителя рассогласования.
Задатчик содержит цилиндр 1 с входным и выходным каналами, ступенчатый неуплотненный плунжер 2, рабочие полости 3, источник 4 высокого давления с редукторами давления,первую 5 и вторую 6 группы электропневмоклапанов, прогргьммный блок 7 для управления током электромагнита и переключения диапазонов, электронный
усилитель мощности 8, втяжной нагру-жающий электромагнит 9 якорь которого вместе с плунжером приводится во вращение для снятия сухого трения системой вращения 10, состоящей из электродвигателя и редуктора, два резистора R и R у к усилитель рассогласования 11,
Для уменьшения дрейфа нулевого уровня выходного напряжения усилителя рассогласования 11, а также Обеспечения возможности изменения значения управляющего тока электромагнита 9 в нужном диапазоне, соответствуюгцем заданным минимальной и максимальной величинам электромагнитной силы, усилитель рассогласования 11 выполнен по балансной схеме с симметричным входом и несимметричным выходом, а резисторы R: и R вместе с программным блоком 7 и обмоткой электромагнита 9 включены по мостовой схеме, к одной из диагоналей которой (питающей а-б)подключен выход электронного усилителя мощности 8, а к другой (измерительной в-г) – входы усилителя рассогласования 11.
Для реализации отрицательной обратной связи по току выход усилителя рассогласования 11 подключен ко входу усилителя мощности 8, а его управляющие входы подключеньа к измерительной диагонали в-г таким образом, чтобы в случае превышения потенциала в точке г (}f) над потенциалом в точке в (UQ) напряжение на выходе усилителя мощности, увеличивалось.
Задатчик работает следующим образом. С помощью программного блока 7 и соответствующих групп электропневмоклапанов 5 и б выбирается нужный диапазон работы. Бели сигнал с выхода программного блока отсутствует, то потенциалы Up и Ug одинаковы и равны нулю. На выходах усилителей 11. и 8 напряжения также будут равны нулю. Ток в плечах мостовой схемы,а следовательно, и в обмотке электромагнита будет отсутствовать. Электромагнитная сила и компенсирующая ее сила-давления газа в рабочих полостях 3 тоже будут равны нулю.
При подаче с программного блока электрического сигнала в точке г потенциал изменится. По цепи, состощей из резистора R , обмотки электромагнита 9, резистора Rgr потеЧет электрический ток. В результате падния напряжения на этих элементах меду точками в и г Установится, раница потенциалов Uf – U 3, которая будет приложена ко входам усилителя рассогласования 11. Усиленный им и усилителем мощности 8 электрический сигнал окгикется приложенным к питающей диагонали моста а-б. По цепиг обмотка электромагнита 9 – резистор
2 потечет ток и потенциал в точке в начнет возрастать. По мереего увеличения разность потенциалов и,- – Ug будет уменьшаться. Переходный процесс в указанных цепях завершится, когда в цепи обмотка электромагнита 9 – резистор Rjj установится некоторый ток, при котором . Этот ток создает в нагружающем магните 9 электромагнитную силу, приложенную к плунжеру 2, которая уравновесится силой давления газа в рабочих полостях 3, действующей на плунжер с противоположной стороны.
В зависимости от того, в какой точке (в или г) потенциал больше, напряжение на выходе усилителя мощности 8 будет увеличиваться, или уменьшаться до тех пор, пока.вследствие изменения тока в цепи обмотка электромагнита 9 – резистор R потенциалы в точках в и г не сравняются. При этом значения электромагнитной нагружаквдей силы и силы давления газа в рабочих полостях 3 также изменяется.
Диапазон изменения тока в обмотке нагружающего электромагнита 9 и необходимый диапазон изменения напряжени на выходе программного блока зависят от соотношения сопротивлений обмотки электромагнита резисторов и Rg При выполнении условий :R Rogи К„ R о обеспечивается изменение
Для обеспечения возможности регулировки диапазона изменения тока нагружающего магнита резистор R выполнен переменным.
Под действием протекающего тока электромагнит может сильно нагреваться. При этом меняется величина сопротивления его обмотки, а следовательн величина тока в ней; это может привети к значительной погрешности воспроизведения давлений на выходе задатчика. Однако изменение тока в обмотке электромагнита приведет к изменению потенциала Ug и при заданном постоянном значении потенциала и нарушится баланс моста, на выходе усилителя рассогласования 11 появится напряжение J усиленное усилителем мощности 8 оно приложится к цепи питания элек
