PL59312B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: MKP F 15 b AA Opublikowano: 31.1.1970 UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Stanislaw Lysakowski Wlasciciel patentu: Centralny Osrodek Konstrukcyjno-Badawczy Prze¬ myslu Okretowego, Gdansk (Polska) Silownik pneumatyczny pozycyjny i Przedmiotem wynalazku jest silownik pneuma¬ tyczny tlokowy dwustronnego dzialania z nastaw¬ nikiem pozycyjnym, nazywany w skróceniu silow¬ nikiem pneumatycznym pozycyjnym, stanowiacy uniwersalny czlon wykonawczy, automatyki pneu¬ matycznej. Czlon ten sluzy do przetwarzania cis¬ nienia, przy znormalizowanym sygnale wejsciowym 0,2—1,0 KG/cm2, w przesuniecie liniowe elementu wyjsciowego, wywierajacego okreslona sile wyko¬ nawcza, przy czym przesuniecie to jest proporcjo¬ nalne do cisnienia.Znane pneumatyczne silowniki tlokowe dwu¬ stronnego dzialania z nastawnikiem pozycyjnym zbudowane z silownika tlokowego dwustronnego dzialania i nastawnika pozycyjnego posiadaja na¬ stawnik pozycyjny zlozony z ujemnego pozycyjne¬ go sprzezenia zwrotnego i wzmacniacza jednostop- niowego zaworowego.Wada tych silowników jest duza nieczulosc spo¬ wodowana tarciem i niezrównowazonymi silami w w zaworach oraz niska stabilnosc przy duzych wspólczynnikach wzmocnienia, spowodowana bra¬ kiem odpowiednich czlonów korekcyjnych.Celem wynalazku bylo opracowanie pneumatycz¬ nego silownika tlokowego dwustronnego dzialania posiadajacego mala nieczulosc oraz wysoka stabil¬ nosc przy duzych wspólczynnikach wmocnienia.Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie na¬ stawnika pozycyjnego posiadajacego oprócz znane¬ go ujemnego pozycyjnego sprzezenia zwrotnego, 15 20 25 30 czlon korekcyjny o charakterystyce ujemnego pred- kosciowego sprzezenia zwrotnego oraz pneumatycz¬ ny wzmacniacz dwustopniowy.Czlon korekcyjny o charakterystyce ujemnego predkosciowego sprzezenia zwrotnego zbudowany jest z pomiarowej komory cisnienia sterujacego o zmiennej pojemnosci zaleznej od polozenia tloka w cylindrze i oddzielonej dlawikiem od linii cis¬ nienia sterujacego.Pneumatyczny wzmacniacz dwustopniowy, pola¬ czony jest cieglem elastycznym z dzwignia sumu¬ jaca polaczona ze sztywnikiem membrany i pod¬ parta przegubem sprezystym, skladajacy sie ze wzmacniacza wstepnego utworzonego z dwóch sy¬ metrycznie rozmieszczonych wzmacniaczy typu „dysza-przeslona", stanowiacych kaskady pneuma¬ tyczne, z których kazda posiada staly dlawik na wejsciu do kaskadowej komory, a na wyjsciu dy¬ sze i przeslone, przy czym róznica cisnien w kaska¬ dowych komorach sluzy do bezposredniego prze¬ suwania centralnie drazonego membranowego sztywnika bedacego wspólnym popychaczem dwóch symetrycznie rozmieszczonych trójdrogowych za¬ worów typu normalnie otwartego,, z których kazdy ma w korpusie grzybek dociskany sprezyna i sta¬ nowiacych lacznie wzmacniacz drugiego stopnia polaczony wewnetrznie drazonymi kanalami z ko¬ morami tlokowymi silownika.Spadek cisnienia na dlawiku oddzielajacym linie cisnienia sterujacego od komory pomiarowej, po- 5931259312 wstajacy podczas przemieszczania tloka, pomnozo¬ ny przez powierzchnie efektywna membrany po¬ miarowej daje sile, która jest sumowana alge¬ braicznie na dzwigni sumujacej z uchybem pocho¬ dzacym od dzialania ujemnego pozycyjnego sprze- 5 zenia zwrotnego, co powoduje polepszenie stabil¬ nosci pracy calego silownika.Zaleta wynalazku jest zwiekszenie czulosci i zwiekszenie stabilnosci pneumatycznych czlonów wykonawczych, co polepsza wskazniki techniczno- 10 -ekonomiczne pneumatycznych ukladów automa¬ tycznej regulacji i zdalnego sterowania oraz roz¬ szerza zakres mozliwosci ich stosowania.Przyklad wykonania urzadzenia wedlug wyna¬ lazku uwidoczniony jest na rysunku, na którym 15 fig. 1 przedstawia schematycznie silownik w prze¬ kroju wzdluznym, a fig. 2 przedstawia szczegól konstrukcyjny silownika w "widoku w kierunku strzalki W zaznaczonej na fig. 1.Silownik pneumatyczny wedlug wynalazku, uwi- 20 doczniony na fig. 1 i fig. 2, sklada sie z pneuma¬ tycznego silownika tlokowego dwustronjiego dzia¬ lania i nastawnika pozycyjnego, które polaczone sa miedzy soba przy pomocy wewnetrznie drazo¬ nych kanalów pneumatycznych. Pneumatyczny si- 25 lownik tlokowy dwustronnego dzialania zbudowa¬ ny jest z cylindra 1 wewnatrz którego znajduje sie tlok 2 osadzony na centralnie drazonym tlo¬ czysku 3 prowadzonym dwustronnie w pokrywie 4 i korpusie posrednim 5, uszczelniony przy po- 30 mocy uszczelek 6.Nastawnik pozycyjny sklada sie z ujemnego po¬ zycyjnego sprzezenia zwrotnego i czlonu korekcyj¬ nego o charakterystyce ujemnego predkosciowego sprzezenia zwrotnego, których sygnaly sa sumowa- 35 ne algebraicznie na sumujacej dzwigni 9 polaczo¬ nej elastycznym cieglem 11 z przeslonami 12 wzmacniacza dwustopniowego, który jest polaczo¬ ny wewnetrznie drazonymi kanalami z komorami tlokowymisilownika. 40 ' Ujemne pozycyjne sprzezenie zwrotne sklada sie z pomiarowej membrany 7 sygnalu sterujacego oraz ze sprezyny 8, umieszczonej wewnatrz drazo¬ nego tloczyska 3 i polaczonej jednym koncem ze sztywnikiem pomiarowej membrany 7, drugim zas 45 koncem z tloczyskiem 3. Sztywnik membrany 7 jest sztywno zwiazany z sumujaca dzwignia 9, podparta jednym koncem na sprezystym przegu¬ bie 10. Drugi koniec sumujacej dzwigni 9 jest po¬ laczony poprzez elastyczne cieglo 11 z rama ste- 50 rujaca, utworzona z przeslon 12 i sztywnika 13 i napieta wstepnie za pomoca zerujacej sprezy¬ ny 14. Przeslony 12 przymykaja dysze 15 wstep¬ nego wzmacniacza.Czlon korekcyjny o charakterystyce ujemnego 55 predkosciowego sprzezenia zwrotnego zbudowany jest z pomiarowej komory A, cisnienia sterujacego w postaci wydrazenia w tloczysku 3 o pojemnosci zmieniajacej sie w zaleznosci od polozenia tloka 2 w cylindrze 1. Komora A oddzielona jest od linii eo cisnienia sterujacego Ps regulowanym dlawikiem 16, pozwalajacym zmieniac wspólczynnik wzmoc¬ nienia sprzezenia predkosciowego.Pneumatyczny wzmacniacz dwustopniowy, pola¬ czony elastycznym cieglem 11 z sumujaca dzwig- 65 nia 9 sklada sie ze wzmacniacza wstepnego utwo¬ rzonego z dwóch symetrycznie rozmieszczonych wzmacniaczy typu „dysza-przeslona", stanowiacych kaskady pneumatyczne, z których kazdy zbudo¬ wany jest ze stalego dlawika 17, umieszczonego na wejsciu do kaskadowej komory B, oraz z dyszy 15 i przeslony 12 umieszczonych na wyjsciu tej komory. Wychylenie sumujacej dzwigni 9 z po¬ lozenia równowagi statycznej powoduje jednoczes¬ nie otwieranie jednej i przymykanie drugiej dy¬ szy.Wzmacniacz drugiego stopnia, posiadajacy kon¬ strukcje typu zaworowego, utworzony jest z dwóch zaworów trójdrogowych typu normalnie otwSy.ego, z których kazdy zbudowany jest z korpusu 22, grzybka 18 dociskanego sprezyne 19 i wspólnego popychacza stanowiacego centralnie drazony mem¬ branowy sztywnik 20, przesuwanego przy pomocy róznicy cisnien w kaskadowych komorach B i spre¬ zyn 21. Wzmacniacz drugiego stopnia polaczony jest komorami tlokowymi silownika przy pomocy wewnetrznie drazonych kanalów. Zastosowany sy¬ metrycznej budowy wzmacniacz jest niewrazliwy na wahania zasilajacego cisnienia Po w szerokich granicach.W stanach ustalonej pracy urzadzenia sila wy¬ wolana dzialaniem cisnienia sterujacego Ps na sztywnik pomiarowej membrany 7 jest równowa¬ zona sila napiecia sprezyny 8 pozycyjnego spreze¬ nia zwrotnego, sumujaca dzwignia 9 pozostaje w polozeniu srodkowym i cisnienia w obu komorach kaskadowych B sa jednakowe. Polozenie tloka 2 jest okreslone wartoscia cisnienia sterujacego Ps.W przypadku zaklócenia równowagi tych sil z po¬ wodu zmiany cisnienia sterujacego Ps lub zmiany zewnetrznego obciazenia tloczyska 3 nastepuje wy¬ chylenie sumujacej dzwigni 9 z polozenia srodko¬ wego, co powoduje wysterowanie dwustopniowego wzmacniacza.Na skutek przymkniecia jednej z dysz 15 przy jednoczesnym otwarciu drugiej powstaje róznica cisnien w komorach kaskadowych B, powodujac poprzez wzmacniacz zaworowy opróznienie jednej komory tlokowej i. jednoczesnie napelnienie dru¬ giej. Nowy stan równowagi nastepuje z chwila, gdy tlok 2 zajmie nowe polozenie odpowiadajace nowej wartosci cisnienia sterujacego Ps. Zasadni¬ czy wplyw na przebieg procesu przesuwania tlo¬ ka 2 z jednego polozenia równowagi w nowe po¬ lozenie równowagi ma czlon korekcyjny o charak¬ terystyce ujemnego predkosciowego sprzezania zwrotnego. Przesuniecie liniowe tloka 2 powoduje zmiane pojemnosci komory A, co prowadzi do spadku cisnienia na dlawiku regulowanym 16.Spadek cisnienia ma wartosc bezwzgledna pro¬ porcjonalna w pierwszym przyblizeniu, do pred¬ kosci tloka 2 i znak przeciwny do kierunku jego przesuniecia. W stanach przejsciowych czynny sy¬ gnal sterujacy jest korygowany o ten spadek cis¬ nienia, co zmniejsza przeregulowanie silownika lub sprowadza proces do przebiegu bezoscylacyjnego. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Silownik pneumatyczny pozycyjny tlokowy dwu-59312 stronnego dzialania z ujemnym pozycyjnym sprze¬ zeniem zwrotnym, znamienny tym, ze ma czlon korekcyjny o charakterystyce ujemnego predkos- ciowego sprzezenia zwrotnego zbudowany z pomia¬ rowej komory (A) cisnienia sterujacego (Ps) o zmiennej pojemnosci zaleznej od polozenia tlo¬ ka (2) w cylindrze (1) i oddzielonej dlawikiem (16) od linii cisnienia sterujacego (Ps) oraz ma pneu¬ matyczny wzmacniacz dwustopniowy polaczony ela¬ stycznym cieglem (11) z sumujaca dzwignia (9), po¬ laczona ze sztywnikiem membrany (7) i podparta przegubem sprezystym (10), skladajacy sie ze wzma¬ cniacza wstepnego utworzonego z dwóch symetrycz¬ nie rozmieszczonych wzmacniaczy typu „dysza-prze- 10 6 slona", stanowiacych kaskady pneumatyczne, z któ¬ rych kazda posiada staly dlawik (17) na wejsciu do kaskadowej komory (B), a na wyjsciu dysze (15) i przeslone (12), przy czym róznica cisnien w kas¬ kadowych komorach (B) sluzy do bezposredniego przesuwania centralnie drazonego membranowego sztywnika (20) bedacego wspólnym popychaczem dwóch symetrycznie rozmieszczonych trójdrogo- wych zaworów typu normalnie otwartego, z któ¬ rych kazdy ma w korpusie (22), grzybek (18) do¬ ciskany sprezyna (19) i stanowiacy lacznie wzmac¬ niacz drugiego stopnia polaczony wewnetrznie dra¬ zonymi kónalami z komorami tlokowymi silow¬ nika. iSSs\\\y\\\\\\ \\ \SSxvA Flg.1 PL