SU1105901A1 - Усилитель мощности - Google Patents

Abstract

1. УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий установленный в корпусе двухмембранный блок с общим жестким центром, выполненным в виде штока с осевым каналом, соединенным через радиальное отверстие с камерой сброса между мембранами, подключенной к атмосфере, клапаны питани  и сброса, выполненные с общей заслонкой и двум  концентричными седлами, причем одно неподвижное седло соединено с корпусом, а вторым подвижным седлом  вл етс  торец штока мембранного блока, камеру питани , расположенную между неподвижным седлом и корпусом , входную камеру, расположенную между первой мембраной и корпусом, выходную камеру, расположенную между неподвижным седлом и второй мембраной , каналы питани , входной и выходной , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  расхода рабочего тела и повышени  точности, в камере питани  установлен узел разгрузки , выполненный в виде упругого элемента, св занного через пружину с заслонкой, глуха  камера между упругим элементом и корпусом соединена с выходной камерой, причем величины (Л эффективной площади s упругого элемента , рабочей площади s заслонки, жесткости 1 пружины и жесткости упругого элемента св заны соотношением S, k 1, сл со

Description

i. Усилитель по п. 1, отличающийс  тем, что упругий элемент выполнен в виде сильфона, подвижный торец которого св зан с заслонкой через пружину сжати  и т гу, а глуха  камера образована стаканом, установленньин

внутренней полости сильфово на.

3. Усилитель по п. 1, отличающий с  тем, что упругий элемент,св занныйоС заслонкой пружиной сжати , выполнен в виде мембраны,св занной с корпусом пружиной сжати .

Изобретение относитс  к средствам пневмогидроавтоматики, а именно к усилител м мощности аналоговых сигналов .

Известны усилители мощности, содержащие установленное в корпусе мембраны, сопла, клапан питани , дроссель, пружины 1.

Однако такие усилители имеют сложную конструкцию в св зи с наличием трех мембран, дроссел , двух сопл.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  усилитель мощности,содержащий ;(вухмемб ранный блок с общим жестким центром, выполненным в виде штока с осевым каналом , соединенным через радиальное отверстие с камерой межцу мембранами, подключенной к атмосфере, клапаны питани  и сброса, выполненные с общей подпружиненной заслонкой и двум  концентричными седлами, заслонка клапанов выполнена в виде плоского диска с радиальными пазами, расположенными на его торце со стороны седел, причем одно неподвижное седло соединено с корпусом, а вторым подвижным седлом  вл етс  торец штока мембранного блока , камеру питани , расположенную

между неподвижным седлом и корпусом,

входную камеру, расположенную между первой мембраной и корпусом, выходную камеру, расположенную между неподвижным седлом и второй мембраной, каналы питани , входной и выходной 2J.

Наличие пазов, образующих дроссельные отверсти , вызывает посто нный расход рабочего тела. Кроме того, неразгруженнйсть заслонки уменьшает точность усилител .

Целью изобретени   вл етс  уменьшение расхода рабочего тела и повышение точности усилител .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в усилителе мощности, содержащем установленный в корпусе двухмембранный блок с общим жестким центром, выполненньом в виде штока с осевым каналом , соединенным через радиальное отверстие с камерой сброса между мембранами , подключенной к атмосфере, клапаны питани  и сброса, выполненные с общей заслонкой и двум  концент

ричными седлами, причем одно неподвиное седло соединено с корпусом, а вторым подвижным седлом  вл етс  торец щтока мембранного блока, камеру питани , расположенную между неподвижным седлом и корпусом, входную камеру, расположенную между первой мембраной и корпусом., выходную камеру , расположенную между неподвижным седлом и второй мембраной, каналы питани , входной и выходной, в камере питани  установлен узел разгрузки , выполненный в виде упругого элемента, св занного через пружину с заслонкой, глуха  камера .между упругим элементом и корпусом соединена с выходной камерой, причем величины эффективной площади s.., упругого элемента , рабочей площади s заслонки, жесткости пружины К., и жесткости К упругого элемента св заны соотношением

2/ r-S/VN

Упругий элемент может быть выполнен в виде сильфона, подвижный торец которого св зан с заслонкой через пружину сжати  и т гу, а глуха  камера образована стаканом, установленным во внутренней полости сильфона , или в виде мембраны, св занной с корпусом пружиной сжати , причем в этом случае упругий элемент соединен с заслонкой пружиной сжати .

На фиг. 1 показан усилитель с ,. упругим элементом, выполненным в виде сильфона; на фиг. 2 - то же, с упругим элементом, выполненным в вид мембраны.

Усилитель состоит из корпуса 1, мембран 2 и 3, жесткие центры которых св заны штоком 4, имеющим осевой канал, соединенный с камерой сброса 5, клапанов питани  и сброса с двум  концентричными соплами 6, 7 и общей заслонкой 8. Неподвижное седло 7 сое динено с корпусом 1, а внутреннее подвижное седло 6 образовано торцом штока 4.

При выполнении упругого элемента в виде сильфона 9 его подвижный торец св зан через пружину сжати  10 и т гу 11 -с заслонкой 8, Глуха  камера 12, образованна  стаканом 13, соединена с выходной камерой 14.

При выполнении упругого элемента в виде мембраны 15, св занной с корпусом пружиной сжати  16, упругий эл мент св зан с заслонкой 8 посредством пружины сжати  17. Камера питани  18 соединена с каналом питани  19 входна  камера 20 - с входным каналом 21.

Усилитель работает следующим образом .

При подаче входного сигнала во входную камеру 20 возникает усилие, передаваемое через жесткий центр мембраны 2 на шток 4. В результате этого воздействи  заслонка 8 отходит от неподвижного седла 7 и давление в выходной камере 14 начинает повы-. шатьс , одновременно воздейству  на мембрану 3, котора   вл етс  элементом силовой обратной св зи. При уравновешивании сил/ создаваемых выходным давлением на мембране 3 и усили , развиваемого давлением в камере 20, заслонка 8 ложитс  на неподвижное сопло 7, разрыва  св зь выход ной камеры 14 с камерой питани  18. При уменьшении величины входного давлени  шток 4 приподнимаетс  над заслонкой 8 и через осевой канал штока часть давлени  сбрасываетс  в атмбсферу .

Разгрузка заслонки 8 от действи  давлени  питани  и выходного давлени  осуществл етс  следующим образом ..

Давление питани  в камере 18, дей ству  на внешнюю поверхность сильфона 9, вызывает перемещение его верхнего торца, который воздействует на пружину сжати  10 и через т гу 11 на Заслонку -8. Этим коглтенсируетс  действие давлени  питани  ка заслонку 8 со стороны камеры питани , ликвидиру  тем самым зону нечувствительности усилител . Предположим, что во врем  работы усилител  увеличилось давление в выходной камере 14 Это давление, действу  на рабочую площадь заслонки 8 (под рабочей площадью поднимаетс  площадь кольца, образованного при касании с заслонкой 8 подвижного б и неподвижного 7 сопл), измен ет Момент открыти  заслонки и даже может вызвать открытое положение клапана. Дл  компенсации этого выходна  камера 14 соединена с внутренней полостью сильфона. Например, при увеличении выходного давлени  верхний торец сильфона 9 перемещаетс  вверх, сжатие пружины 1 уменьшаетс , как и сила, отт гивающа  через т гу 11 заслонку и вниз, причем настолько, насколько возникает прибавка в силе от давлени  в выходной камере 14 на рабочей площади заслонки 8.

Параметры жесткости сильфона и пружины сжати , эффективной площади сильфона и рабочей площади заслонки выбираютс  из следующих соображений.

Выберем положительные направлени  координат смещени  сильфона Х и заслонки Xj и рассмотрим силы, действующие на заслонку (фиг. 1). Введем следующие обозначени :

s - эффективна  площадь сильфона §2 - рабоча  площадь заслонки 2 жесткость сильфона; жесткость пружины; So - площадь сброса заслонки Р - давление в камере питани ; Р - давление в выходной камере. Силы, действующие на заслонку

, VlVPnl a-PnVMV s)- Силы, действующие на сильфон

f c Pn-pplvSlV sl-Vc- i

Услови  статического равновеси 

РЬ 0; FC. 0; Хз О (3)

Учитыва  выражение (3) можем переписать выражени  (11 и (2) как

(VPn)VPnSo-f, , Щ

. , lPn-pp v()-° )

Из выражени  ( 5) следует (Pn-Pp)s.

(fc)

1с 1с.

1

Подставл   выражение ( 5) в выражение (4 ) получим

-(Vn) ()

(РП-).

В статике необходимо/ чтобы .Как видно из. выражени  (61, сила, действующа  на заслонку содержит две составл ющие

З(РВЫХ)Р.О (1

Здесь

n(Peuxl(VP.K-ir;% i 31

,

(101

По услови м статического равновеси  дл  заслонки необходимо, чтобы

одновременно выражени  (9) и (10) были равны 0. FJ компенсируетс  начальным сжатием пружины жесткостью К дл  компенсации силы вых

выражени  (9) следует, что

k г bV S,

Claims (3)

1. УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ, содержащий установленный в корпусе двухмембранный блок с общим жестким центром, выполненным в виде штока с осевым каналом, соединенным через · радиальное отверстие с камерой ‘сброса между мембранами, подключенной к атмосфере, клапаны питания и сброса, выполненные с общей заслонкой и двумя концентричными седлами, причем одно’ неподвижное седло соединено с корпусом, а вторым подвижным седлом является торец штока мембранного блока, камеру питания, расположенную между неподвижным седлом и корпусом, входную камеру, расположенную между первой мембраной и корпусом, выходную камеру, расположенную между неподвижным седлом и второй мембраной, каналы питания, входной и выходной, отличающий'ся тем, что, с целью уменьшения расхода рабочего тела и повышения точности, в камере питания установлен узел разгрузки, выполненный в виде упругого элемента, связанного через пружину с заслонкой, глухая камера между упру- _с гим элементом и корпусом соединена с выходной камерой, причем величины эффективной площади е₁ упругого элемента, рабочей площади s₂ заслонки, жесткости 1с., пружины и жесткости к₂ упругого элемента связаны соотношением

5₂ <<-, ^S1 ‘VS

106901 Г” OS^β

Φι/t.f

2. Усилитель по π. 1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен в виде сильфона, подвижный торец которого связан с заслонкой через пружину сжатия и тягу, а глухая камера образована стаканом, установленным во внутренней полости сильфона.

3. Усилитель поп. 1, отличающий ся тем, что упругий элемент^вязанныйос заслонкой пружиной сжатия, выполнен в виде мембраны,связанной с корпусом пружиной сжатия.