SU1196902A1 - Аналоговый преобразователь сигнала давлени ,усили ,перемещени в пневматический сигнал - Google Patents

Abstract

1 . АНАЛОГОВЕЛЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛА ДАВЛЕНИЯ, УСИЛИЯ, ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, содержащий установленный в корпусе поршень , чувствительный элемент в виде расположенного в полости корпуса между его дном и поршнем упругого тепа с центральшФ каналом, выполненным соосно с отверстием в дне корпуса и сообщенным через каналы в упругом теле и в боковой стенке корпуса с атмосферой , и дроссель, вход которого соединен с каналом питани , а выходс выходным каналом, отличающийс  тем, что, с целью расширени  рабочего диапазона изменени  входного сигнала, упругое тело выполнено из открытопористого материала и установлено вместе с поршнем с зазором относительно боковой стенки корпуса, выход дроссел  соединен с отверстием в дне корпуса, а между поршнем и упругим телом размещена защемленна  по периферии в корпусе эластична  мембрана. 2.Преобразователь по п. 1, о тличающийс  тем, что центральный канал чувствительного элемен (Л та выполнен бочкообразной формы. с 3.Преобразователь по п. 1, отличающийс  тем, что в центральном канале чувствительного элемен-S та установлена пружина сжати .

Description

Изобретение относитс  к.устройству контрол  и регулировани  и может быть использовано дл  преобразовани  сил, давлений, перемещений, уровн  и т.д. в давление газа.

Цель изобретени  - расширение рабочего диапазона изменени  входного сигнала.

На чертеже приведена схема преобразовател .

Преобразователь состоит из корпуса 1 с поршнем 2, чувствительного элемента в виде размещенного в полости корпуса 1 между его дном 3 и поршнем 2 упругого тепа 4 из открытопористого материала с центральным каналом 5 бочкообразной формы, вьшолненным собсно с отверстием 6 в дне 3 корпуса 1 и сообщенным через поры в упругом теле 4 и каналы 7 в боковой стенке 8 корпуса 1 с атмосферой.

Канал 5 через отверстие 6 соединен через дроссель с каналом 10 питани  и непосредственно с выходным каналом 11, к которому подключен контролирующий прибор 12. Упругое тело 4 и поршень 2 установлены относительно боковой стенки 8 корпуса 1 с зазором 13. Между поршнем 2 и упругим телом 4 размещена защемленна  по периферии в корпусе 1 эластична  мембрана 14.

В центральном канале 5 размещена сменна  пружина 15 сжати . В предлагаемом преобразователе сопло отсутствует , а выход дроссел  9 подсоединен к штуцеру 16, ввернутому в отверстие 6 с возможностью взаимодействи  с пружиной 15.

Возможность перемещени  штуцера 16 в отверстии 6 позвол ет вести подрегулировку жесткости сменной пружины 15, а тем самым и чуэствитель-.ности преобразовател .

Преобразователь работает следующим образом.

При отсутствии воздействи  на поршень 2 и, соответственно, через мембрану 14 на упругое тело 4 из открытопористого материала воздух, вход щий через штуцер 16 в центральный канал 5, через поры упругого тела 4, зазор 13 и каналы 7 выходит свободно в атмосферу. При этом воздух проходит преимущественно через поры меньшей по сечению центральной части упругого тела 4.

Поры упругого тела 4 и каналы 7 выполн ют функции дроссел , а полости штуцера 16 и центрального канала 5 выполн ют в преобразователе функции междроссельной камеры, к которой подсоединен прибор 12. Учитыва , что проводимость пор упругого тела 4 и каналов 7 выбираетс  не меньше проводимости внутреннего канала штуцера

16, то при отсутствии воздействи  на . поршень 2 в полости центрального канала 5 устанавливаетс  минимальное

давление. I

При воздействии преобразуемого параметра на поршень 2 мембрана 14 и упругое тело 4 деформируютс , часть его пор в наиболее узкой центральной части начинает перекрыватьс  а давление в центральном канале 5 увеличиватьс . По мере увеличени  воздействи  со стороны преобразуемого параметра все больша  часть пор в упругом теле 4 перекрываетс , но в поперечном размере оно остаетс  неизменньм до тех пор, пока не перекрыта больша  часть пор или пока не выбраны пустоты пор упругого тела 4. Лишь после этого последнее начинает увеличиватьс  и в поперечном размере уменьшаетс  зазор 13, что также способствует увеличению сопротивлени  истечению воздуха из центрального канала 5 и давлени , регистрируемого прибором 12. Но-еще до зтого

или примерно в это врем  зазор 13 уменьшаетс  и за счет деформации упругого тела 4 в поперечном направлении и, прежде всего, в средней части из-за увеличени  давлени  воздуха в

полости центрального канала 5 и увеличени  на стенки упругого тела 4 со стороны центрального канала 5. По мере перемещени  поршн  2 мембраной 14 постепенно перекрываютс  верхние каналы 7 в боковой стенке 8 корпуса 1, что также уменьшает общую проводимость каналов 7 и приводит к увеличению давлени  в канале 5. По мере увеличени  давлени  в центральном

канале 5 увеличиваетс  усилие на открытую в канале 5 часть мембраны 14 и поршень 21, а направленное встречное усилие со стороны преобразуемого параметра увеличивает верхний

предел преобразуемого параметра. В предлагаемом устройстве это очень важно, так как упругие свойства тела 4 из открытопористого материала 3 меньше, чем, например, из сплошныхрезины , каучука или тефлона. Поэтому по мере перемещени  поршн  2 создаетс  нарастающее противодавление, восполн ющее недостаточно широкие пределы упругих свойств чувствительного упругого тела 4 из открытопорис того материала. Заменой сменной пружины 15 представл етс  возможность использовать предлагаемый преобразователь в одних и тех же габаритах дл  преобразовани  параметров, измен ющихс  по вели чине в широких пределах. Устройство позвол ет расширить диапазон изменени  величин преобразуемых параметров за счет использовани  упругого тела из открытопористого материала, деформируемого малыми усили ми со стороны преобразуемого параметра;отсутстви  сопла и в св зи с этим рассеивани  воздуха, а также малой величиной каналов, образуемых порами, в силу чего измене ние размера пор и смещение их относительно отверстий в боковой стенке корпуса привод т к увеличению чувст вительности изменени  усили  со сто роны преобразуемого параметра, и, что особенно важно, обща  проводимость их начинает измен тьс  с само го начала воздействи  преобразуемог параметра при незначительных измене ни х воздействи  и по линейному закону . Этому способствует и выполне02 ние центрального канала бочкообразной формы, в этом случае сначала в большей степени деформируетс  упругое тело в средней части, а затем ближе д торцам. Кроме того, устройство позвол ет расширить диапазон изменени  величин преобразуемых параметров за счет вли ни  на общую проводимость изменени  зазора между упругим телом и боковой стенкой корпуса, а также перекрытием части каналов мембраной по мере перемещени  поршн ; наличи  зазора между упругим телом и боковыми стенками и соответственно исключени  сил трени  по мере перемещени  поршн , которые внос т нелинейность в характеристику преобразовател ; :создани  противодавлени  на поршень по ме.ре увеличени  давлени  в полости центрального канала. Мембрана , размещенна  между поршнем и упругим телом, исключает протечки воздуха в зазоре между боковой стенкой стакана и поршнем и позвол ет использовать его дл  преобразовани  параметров (например, уровн , давлени  и т.д.) в герметичных объемах или в объемах с агрессивными средами. Кроме того, мембрана нар ду с упругим телом составл ет единый чувствительный элемент и, облада  линейной характеристикой, способствует расширению диапазона изменени  величин преобразуемых параметров..

Claims (3)

1. АНАЛОГОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СИГНАЛА ДАВЛЕНИЯ, УСИЛИЯ, ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, содержащий установленный в корпусе поршень, чувствительный элемент в виде расположенного в полости корпуса между его дном и поршнем упругого тела с центральным каналом, выполненным соосно с отверстием в дне корпуса и сообщенным через каналы в упругом теле и в боковой стенке корпуса с атмосферой, и дроссель, вход которого соединен с каналом питания, а выходс выходным каналом, отличающийся тем, что, с целью расширения рабочего диапазона изменения входного сигнала, упругое тело выполнено из открытопористого материала и установлено вместе с поршнем с зазором относительно боковой стенки корпуса, выход дросселя соединен с отверстием в дне корпуса, а между поршнем и упругим телом размещена защемленная по периферии в корпусе эластичная мембрана.

2. Преобразователь по п. 1, о тличающийся тем, что центральный канал чувствительного элемента выполнен бочкообразной формы.

3. Преобразователь по π. 1, отличающийся тем, что в центральном канале чувствительного элемента установлена пружина сжатия.