RU2074413C1

RU2074413C1 - Integrating pneumatic amplifier

Info

Publication number: RU2074413C1
Application number: RU9494003468A
Authority: RU
Inventors: Станислав Петрович Целовальников
Original assignee: Станислав Петрович Целовальников
Priority date: 1994-01-31
Filing date: 1994-01-31
Publication date: 1997-02-27

Abstract

FIELD: automatic control, systems of pressure control ay industrial facilities. SUBSTANCE: integrating pneumatic amplifier includes body 1 housing outlet 3 and control 4 chambers and chamber 2 connected to supply pressure duct, sensitive comparison element 5 with setting unit and spring-loaded double control element. Bell-crank 11 is brought into control chamber 4, one arm of it interacts with sensitive comparison element 5 and the other arm carries valve 12. Control element is fabricated in the form of three-arm lever mounted in output chamber 3, first arm of it is put on axle 16 and carries valve 20, two other arms 17 and 18 are attached to separating membranes 19 forming together with body 1 output 3 and unloading 24 chambers. Second hollow arm 17 of control element carries seat 23 interacting with valve 12 of control chamber 4. Unloading chamber 24 is inserted into body 1 and communicates with control chamber 4 acting on third arm 18 of lever. EFFECT: enhanced precision of pneumatic amplifier thanks to decrease of error of intensity zone caused by friction. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике автоматического регулирования и может быть использовано в системах управления давлением промышленных объектов. The invention relates to techniques for automatic control and can be used in pressure control systems of industrial facilities.

Известны пневмоусилители, работающие с пилотными регуляторами давления газа (Плотников В.М. и др. Регуляторы давления газа. Л. Недра, 1982). Known pneumatic amplifiers working with pilot gas pressure regulators (Plotnikov V.M. et al. Gas pressure regulators. L. Nedra, 1982).

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому решению является интегрирующий усилитель для регулятора давления газа непрямого действия (авт.св. N 1269109, 19.12.1984). The closest in technical essence to the proposed solution is an integrating amplifier for a gas pressure regulator of indirect action (ed. St. N 1269109, 12.19.1984).

Усилитель содержит корпус, в котором расположены входная и управляющая камеры с клапанами и камера давления питания, узел задания, чувствительный элемент сравнения, взаимодействующий с узлом задания и подпружиненный двойной орган управления. The amplifier contains a housing in which the inlet and control chambers with valves and the supply pressure chamber are located, the reference unit, a sensitive comparison element interacting with the reference unit and a spring-loaded double control.

Недостатком этого усилителя является наличие трения в уплотнении между корпусом и двойным органом управления, обуславливающее погрешности от зоны нечувствительности. The disadvantage of this amplifier is the presence of friction in the seal between the housing and the dual control, causing errors from the deadband.

Целью изобретения является повышение точности усилителя за счет исключения погрешности от зоны нечувствительности. The aim of the invention is to increase the accuracy of the amplifier by eliminating errors from the deadband.

Цель достигается тем, что в усилитель введены две оси, закрепленные в корпусе, разгрузочная камера и двуплечий рычаг, установленный на первой оси, одно плечо которого связано с чувствительным элементом сравнения, а на другом плече размещен клапан управляющей камеры, а подпружиненный двойной орган управления выполнен трехплечим рычагом, установленным на второй оси одним плечом, на котором размещен клапан выходной камеры, а с противоположной стороны за второй осью на двух других плечах закреплены внутренними диаметрами разделительные чувствительные элементы в виде мембран, прикрепленных наружными диаметрами к корпусу и образующие с ним выходную камеру, причем, одно из этих плеч выполнено с каналом, сообщающим выходную камеру с седлом, установленным на этом плече и взаимодействующим с клапаном управляющей камеры, которая сообщена с разгрузочной камерой. The goal is achieved by the fact that two axles fixed in the housing, a discharge chamber and a two-arm lever mounted on the first axis are introduced into the amplifier, one shoulder of which is connected to the sensitive element of comparison, and the valve of the control chamber is placed on the other shoulder, and the spring-loaded double control is made a three-arm lever mounted on the second axis by one shoulder, on which the valve of the outlet chamber is located, and on the opposite side behind the second axis on the other two shoulders, separating senses are fixed by internal diameters fixed elements in the form of membranes attached by outer diameters to the body and forming an outlet chamber with it, moreover, one of these arms is made with a channel communicating with the outlet chamber with a saddle mounted on this arm and interacting with the control chamber valve, which is in communication with the discharge chamber .

Интегрирующий пневмоусилитель представлен на чертеже. The integrating pneumatic amplifier is shown in the drawing.

Интегрирующий пневмоусилитель содержит корпус 1, камеру питания 2, выходную камеру 3 и камеру управления 4. Чувствительный элемент сравнения 5 с жестким центром 6 закреплен к корпусу 1 крышкой 7. Между крышкой 7 и чувствительным элементом сравнения 5 расположена пружина задания 8 с органом управления 9. The integrating pneumatic amplifier contains a housing 1, a power chamber 2, an output chamber 3, and a control chamber 4. A sensitive comparison element 5 with a rigid center 6 is fixed to the housing 1 by a cover 7. Between the cover 7 and the sensitive comparison element 5, there is a task spring 8 with a control element 9.

В камере управления 4 на оси 10, закрепленной в корпус 1, установлен двуплечий рычаг 11. На одном плече рычага 11 размещен клапан 12, а на другом плече на оси 13 закреплена тяга 14, жестко связанная с жестким центром 6. В выходной камере 3 расположен двойной орган управления, который выполнен в виде трехплечего рычага, установленного плечом 15 на оси 16, закрепленной в корпусе 1. На плечах 17 и 18 трехплечего рычага закреплены внутренними диаметрами разделительные чувствительные элементы 19 в виде мембраны, наружные диаметры которых прикреплены к корпусу 1. Эти мембраны 19 с корпусом 1 образуют выходную камеру 3, и изолируют ее от полостей 4 и 24. На плече 15 установлен клапан 20, взаимодействующий с седлом 21. На плече 17 установлено седло 23, взаимодействующее с клапаном 12, кроме того плечо 17 содержит канал 22 для подвода давления из выходной камеры 3 к седлу 23. В разгрузочной камере 24, соединенной каналом 25 с камерой управления 4, размещена пружина 26 между плечом 18 и корпусом 1. In the control chamber 4, on the axis 10, mounted in the housing 1, a two-arm lever 11 is installed. A valve 12 is placed on one shoulder of the lever 11, and a rod 14 is fixed on the other shoulder on the axis 13, which is rigidly connected to the rigid center 6. In the output chamber 3, a double control element, which is made in the form of a three-armed lever mounted by a shoulder 15 on the axis 16, mounted in the housing 1. On the shoulders 17 and 18 of the three-armed lever are fixed inner diameters of the separating sensitive elements 19 in the form of a membrane, the outer diameters of which are attached to the housing 1. These membranes 19 with the housing 1 form the outlet chamber 3, and isolate it from the cavities 4 and 24. A valve 20 is installed on the shoulder 15, which interacts with the seat 21. On the shoulder 17, a seat 23 is installed that interacts with the valve 12, in addition, the shoulder 17 contains a channel 22 for supplying pressure from the outlet chamber 3 to the seat 23. In the discharge chamber 24, connected by a channel 25 to the control chamber 4, a spring 26 is placed between the arm 18 and the housing 1.

В качестве нагрузки усилителя предусматривается безрасходная система сервопривода, а в качестве давления управления расходная часть объекта регулирования. A non-expendable servo drive system is provided as an amplifier load, and an expendable part of the control object is used as a control pressure.

Усилитель работает следующим образом. The amplifier operates as follows.

В исходном состоянии давление управления Р_упр (равное давлению стабилизации на объекте) задается органом настройки 9 путем воздействия на пружину задания 8. При этом чувствительный элемент сравнения 5 устанавливается в нейтральное положение, при котором клапан 12 перекрывает седло 23 и одновременно седло 21 перекрывается каналом 20, что обусловлено воздействием усилия пружины 26 на плечо 18. При этом выходное давление Р_вых в камере 3 постоянно.In the initial state, the control pressure P _control (equal to the stabilization pressure at the object) is set by the adjusting body 9 by acting on the task spring 8. In this case, the sensing comparison element 5 is set to a neutral position, in which the valve 12 closes the seat 23 and simultaneously the seat 21 is blocked by the channel 20 , which is due to the action of the force of the spring 26 on the shoulder 18. Moreover, the output pressure P _o in the chamber 3 is constant.

При увеличении управляющего давления в камере 4 чувствительный элемент сравнения 5 перемещается вверх, это перемещение через тягу 14 передается рычагу 11, который воздействуя на плечо 17 перемещает двойной орган управления вниз, и клапан 20 открывает седло 21. При этом выходной давление в камере 3 увеличивается с течением времени (интегрируется) так как P_пит > P_вых. Процесс интегрирования будет происходить до тех пор, пока управляющее давление Р_упр не уменьшится, чтобы клапан 20 перекрыл седло 21.When the control pressure in the chamber 4 increases, the comparison sensor 5 moves upward, this movement through the rod 14 is transmitted to the lever 11, which, acting on the shoulder 17, moves the double control downward, and the valve 20 opens the seat 21. In this case, the outlet pressure in the chamber 3 increases with over time (integrates) since P _pit > P _out . The integration process will occur until the control pressure P _{control is} not reduced so that the valve 20 overlaps the seat 21.

При уменьшении управляющего давления в камере 4 чувствительный элемент сравнения 5 перемещается вниз, это перемещение через тягу 14 поворачивает рычаг 11 и клапан 12 открывает седло 23, сообщая камеры 3 и 4. При этом клапан 20 закрывает седло 21 под воздействием пружины 26, а выходное давление в камере 3 уменьшается с течением времени, т.е. интегрируется с отрицательным коэффициентом, так как Р_вых < P_упр. Процесс интегрирования будет происходить до тех пор, пока управляющее давление не увеличится, чтобы клапан 12 перекрыл седло 23.When the control pressure in the chamber 4 decreases, the comparison sensor 5 moves downward, this movement through the rod 14 turns the lever 11 and the valve 12 opens the seat 23, informing the chambers 3 and 4. At the same time, the valve 20 closes the saddle 21 under the influence of the spring 26, and the outlet pressure in chamber 3 decreases over time, i.e. integrates with a negative coefficient, since P _out <P _control . The integration process will occur until the control pressure increases so that the valve 12 closes the seat 23.

Так как камеpы 4 и 24 разделены от камеры 3 эластичными мембранами, то при движении трехплечего рычага отсутствует трение уплотнения и его перемещение будет плавным, и следовательно будет отсутствовать и зона нечувствительности у усилителя. Since the chambers 4 and 24 are separated from the chamber 3 by elastic membranes, when the three-arm lever is moving, there is no friction of the seal and its movement will be smooth, and therefore there will be no dead zone for the amplifier.

Таким образом, предлагаемый пневмоусилитель обеспечивает повышение точности за счет уменьшения погрешности зоны нечувствительности, от влияния трения. Thus, the proposed pneumatic amplifier provides improved accuracy by reducing the error of the dead zone, from the influence of friction.

Claims

An integrating pneumatic amplifier, comprising a housing in which the outlet and control chambers with valves and a chamber connected to the power channel, a reference assembly, a sensing comparison element associated with the reference assembly, and a spring-loaded double control with a channel communicating the output chamber with the control chamber are located, characterized in that two axles fixed in the housing are introduced into it, an unloading chamber and a two-arm lever mounted on the first axis, one shoulder of which is connected with a sensitive element of comparison, and on the valve of the control chamber is placed on the other shoulder, and the control element is made in the form of a three-shoulder lever mounted on the second axis by the first shoulder, on which the valve of the outlet chamber is located, and on the opposite side, on the other axis, on the other shoulders, dividing sensitive elements are fixed in the form of membranes attached peripherally to the housing and forming an outlet and discharge chamber with it, and the control channel, made in the second shoulder of the three-arm lever, reports the outlet Amer with control over the saddle, mounted on this arm and interacts with a valve control chamber, which communicates with the discharge chamber acting on the third lever arm.