PL101448B1 - Przetwornik wielkosci fizycznej na sygnal pneumatyczny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przetwornik, w którym sygnal wejsciowy w postaci wielkosci fizycznej np. sily, cisnienia, drogi, pradu elektrycznego lub napiecia jest przetwarzany na proporcjonalny znormalizowany pneumatyczny sygnal wyjsciowy. Przetwornik ten jest stosowany w ukladach automatycznej regulacji i kontroli procesów przemyslowych jak np. regulacja temperatury, cisnienia, przeplywu itp.

Znane przetworniki sluzace do tych celów zbudowane sa z nastepujacych zespolów funkcjonalnych: silownika przeksztalcajacego sygnal wejsciowy na sile, zespolu wagowego, kaskady sterujacej, mieszka sprzezenia zwrotnego oraz wzmacniacza pneumatycznego. W rozwiazaniu tym mieszek sprzezenia zwrotnego jest polaczony mechanicznie z dzwignia zespolu wagowego, co powoduje wystepowanie w punkcie podparcia dzwigni przez mieszek sil tarcia wplywajacych ujemnie na charakterystyke przetwornika (zwiekszenie histerezy i nieczulosci). Istnienie okreslonej pojemnosci mieszka sprzezenia zwrotnego ogranicza czestotliwosc przenoszo¬ nego sygnalu wejsciowego. Zmiane zakresu proporcjonalnosci sygnalu wyjsciowego uzyskuje sie tu przez zmiane punktu podparcia dzwigni zespolu wagowego przez mieszek sprzezenia zwrotnego. Poniewaz sila pochodzaca od mieszka sprzezenia zwrotnego jest dosc znaczna w porównaniu z sila sygnalu wejsciowego, w celu uzyskania równowagi momentów sila ta dzialac musi na stosunkowo bardzo malym ramieniu. Wplywa to na ograniczenie zakresu proporcjonalnosci, jak równiez stwarza duze trudnosci w ustawieniu zadanego zakresu oraz zmniejsza dokladnosc jego ustawienia. W celu usuniecia tych niedogodnosci w niektórych rozwiazaniach zastosowano przekladnie mechaniczna redukujaca sile sprzezenia zwrotnego. Powoduje ona jednak wystepowanie dodatko¬ wych sil tarcia, co w efekcie prowadzi do zwiekszenia nieczulosci i histerezy charakterystyki przetwornika.

W przetworniku wedlug patentu polskiego nr 47868 w celu zrównowazenia momentów zastosowano dwa mieszki sprzezenia zwrotnego, których sily dzialaja w przeciwnych kierunkach. Prowadzi to jednak do zwiekszenia wymiarów gabarytowych przetwornika oraz podraza jego konstrukcje.

W rozwiazaniu wedlug patentu polskiego nr 54813 zastosowano lozysko dzwigni przesuwane za pomoca karetki, powodujacej zmiane przelozenia miedzy silami sterujaca i sprzezenia zwrotnego. Karetka jest elementem konstrukcyjnym, od którego wymaga sie duzej precyzji wykonania, zastosowanie jej nie prowadzi jednak do zwiekszenia prezycji ustawienia zakresu proporcjonalnosci.2 \448 Znane sa równiez przetworniki, w których role sprzezenia zwrotnego spelnia dysza kaskady sterujacej, wymagaja one jednak stosowania dwustopniowego wzmacniacza pneumatycznego, w zwiazku z czym budowa ich jest skomplikowana.

W przetworniku wedlug wynalazku wyjscie jednostopniowego wzmacniacza pneumatycznego polaczone jest z dysza sprzezenia zwrotnego umieszczona obok dyszy kaskady sterujacej. Prostopadle do obu dysz usytuowana jest sruba pociagowa umozliwiajaca regulacje w szerokim zakresie odleglosci dyszy sprzezenia zwrotnego od przegubu dzwigni zespolu wagowego, przez co uzyskuje sie zmiane zakresu proporcjonalnosci przetwornika. Kolejnosc umieszczenia dysz wzgledem przegubu dzwigni moze byc rózna i jest zalezna od wymaganej czulosci przetwornika dla danego wzmacniacza pneumatycznego o okreslonym wspólczynniku wzmocnienia.

Przetwornik wedlug wynalazku posiada prosta konstrukcje dzieki zastosowaniu dyszy sprzezenia zwrotnego przylaczonej do jednostopniowego wzmacniacza pneumatycznego, przy jednoczesnym wyeliminowa¬ niu mieszka sprzezenia zwrotnego, co przez likwidacje sil tarcia wplywa na polepszenie parametrów . metrologicznych przetwornika, w szczególnosci zmniejszenie jego nieczulosci i histerezy charakterystyki. Przez wyeliminowanie mieszka sprzezenia zwrotnego posiadajacego okreslona pojemnosc, przetwornik jest zdolny do przenoszenia sygnalu wyjsciowego o znacznie wyzszej czestotliwosci. Zaleta przetwornika wedlug wynalazku jest rozszerzenie jego zakresu proporcjonalnosci oraz mozliwosc plynnej zmiany tego zakresu.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladowym wykonaniu na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat przetwornika wielkosci fizycznej na sygnal pneumatyczny, w którym dysza kaskady sterujacej I dysza sprzezenia zwrotnego zamocowane sa we wspólnej obudowie, fig. 2 - schemat przetwornika posiadajacego dlawik przeplywu w galezi sprzezenia zwrotnego, fig. 3 — schemat przetwornika z dysza sprzezenia zwrotnego zamocowana w oddzielnej obudowie, fig. 4 — schemat przetwornika z dysza sprzezenia zwrotnego zamocowana w oddzielnej obudowie.

Zgodnie z fig. 1, 2, 3 i 4 silownik 1 przeksztalcajacy wielkosc fizyczna na sile polaczony jest swoim wyjsciem 2 z dzwignia 3 zespolu wagowego wyposazonego w urzadzenie zerujace 4 oraz ciezarek wywazajacy 5.

Dzwignia 3 ulozyskowana jest w sprezystym przegubie krzyzowym 6. Przeciwlegle ramie dzwigni 3 stanowi przyslone 7 dla dyszy 8 kaskady sterujacej oraz dyszy 9 sprzezenia zwrotnego. Dysze te umieszczone sa obok siebie, a ich wyloty znajduja sie na jednakowym poziomie. Dysza 8 jest polaczona z wejsciem 11 jednostopnio¬ wego wzmacniacza pneumatycznego 12 oraz poprzez opornik pneumatyczny 13 z przewodem zasilajacym 14 wzmacniacza 12. Dysza 9 sprzezenia zwrotnego jest przylaczona do wyjscia 15 wzmacniacza pneumatyczne¬ go^.

Na fig. 1 ¦ przedstawiony jest schemat przetwornika, w którym dysza 8 kaskady sterujacej i dysza 9 sprzezenia zwrotnego zamocowane sa we wspólnej obudowie 10. Prostopadle do dysz 8 i 9 w obudowie 10. usytuowana jest sruba pociagowa 18 umozliwiajaca zmiane odleglosci dysz 8 i 9 od przegubu 6 dzwigni 3 zespolu wagowego. Zmiana tej odleglosci powoduje zmiane momentu sprzezenia zwrotnego pochodzacego od dyszy 9, a tym samym zmiane zakresu proporcjonalnosci przetwornika.

Na fig. 2 pokazano przetwornik, w którym dysze 8 i 9 zamocowane sa we wspólnej obudowie 10. Dysza 9 sprzezenia zwrotnego polaczona jest z wyjsciem 15 wzmacniacza pneumatycznego 12 poprzez dlawik 19 o regulowanym stopniu dlawienia przeplywu powietrza. Zmiana wielkosci przeplywu powietrza, a tym samym cisnienia przy wylocie dyszy 9 powoduje zmiane wielkosci sily dzialajacej na ramieniu 7 dzwigni 3. W ten sposób uzyskuje sie zmiane zakresu proporcjonalnosci przetwornika.

Na fig. 3- pokazano przetwornik, w którym dysza 8 kaskady sterujacej zamocowana jest w korpusie 21 przetwornika, zas dysza 9 sprzezenia zwrotnego w obudowie 16. Prostopadle do dysz 8 i 9 w obudowie 16 umieszczona jest sruba pociagowa 18 umozliwiajaca zmiane zakresu proporcjonalnosci przetwornika, przez zmiane odleglosci dyszy 9 ód przegubu 6.

Na fig. 4 pokazano przetwornik, w którym dysza 8 kaskady sterujacej zamocowana jest w obudowie 17, zas dysza 9 sprzezenia zwrotnego w obudowie 16. Prostopadle do dysz 8 i 9 w obudowie 16 i 17 usytuowana jest sruba pociagowa 18, umozliwiajaca zmiane odleglosci dyszy 9 od przegubu 6 zespolu wagowego, a tym samym zmiane zakresu proporcjonalnosci przetwornika.101448 3

Claims (3)

Zastrzezenia patentowe

1. Przetwornik wielkosci fizycznej na sygnal pneumatyczny, skladajacy sie z silownika zespolu wagowego, kaskady sterujacej, wzmacniacza pneumatycznego, znamienny tym, ze do wyjscia (15) jednostopniowego wzmacniacza pneumatycznego (12) dolaczona jest dysza (9) sprzezenia zwrotnego, usytuowana obok dyszy (8) kaskady sterujacej, przy czym dysza (9) znajduje sie w obudowie (16), zas dysza (8) w obudowie (17) sztywno zwiazanej z korpusem przetwornika, a prostopadle do dysz (8) i (9) umieszczona jest sruba pociagowa (18), umozliwiajaca zmiane odleglosci dyszy (9) od przegubu (6) dzwigni fó) zespolu wagowego, a tym samym zmiane zakresu proporcjonalnosci przetwornika.

2. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dysza (9) sprzezenia zwrotnego umieszczona jest obok dyszy (8) kaskady sterujacej we wspólnej obudowie (10), przy czym prostopadle do dysz (8) i (9) usytuowana jest sruba pociagowa (18), umozliwiajaca zmiane zakresu proporcjonalnosci przetwornika, przez zmiane odleglosci dysz (8) i (9) od przegubu (6) dzwigni (3) zespolu wagowego.

3. Przetwornik wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze dyszy (9) sprzezenia zwrotnego polaczona jest z wyjsciem (15) wzmacniacza pneumatycznego (12) poprzez dlawik (19) o regulowanym dlawieniu, pozwalajacy na zmiane wielkosci strumienia pneumatycznego przeplywajacego przez dysze (9), a tym samym zmiane zakresu proporcjonalnosci przetwornika. _2_ 1 A . i A i JL A A- - • C3 1A Flg.1 -J2. Fig. 2101 448 ^ Fig.3 A ^ A /*-A^ / t-& / // si i\ '///////////¦ Fig.4 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 z\