Классификация и принцип действия пневматических усилителей.

Усилительный орган (усилитель) - это устройство (рис. 13), в котором осуществляется увеличение мощности управляющего (входного) сигнала за счет вспомогательной энергии W_В постороннего источника питания. По виду вспомогательной энергии усилители делят на механические, гидравлические, пневматические, электрические и комбинированные.

Структура и общий принцип действия механических, гидравлических и пневматических усилителей одинаковы. Рабочая среда, являющаяся вспомогательной энергией W_В подается к управляющему устройству (распределителю), которое по сигнйлу от датчика е= f(y_Д) управляет подводом энергии W_В к исполнительному механизму.

Рис. 13. Структурная схема усилительного органа

Среди пневматических усилителей широко распространены распределители

типа сопло-заслонка (рис. 18), работающие по принципу дросселирования. Управляющее устройство усилителя состоит из дросселя 1 постоянного сечения, к которому подводится рабочий воздух с постоянным давлением р_р и дросселя переменного сечения в виде сопла 6 инжекционного типа с заслонкой 5, движимой измерителем через рычаг 4. Последовательно соединенные дроссели образуют делитель давления воздуха. Выходное давление р_вых в трубопроводе 3 и в полости исполнительного механизма 2 зависит от зазора между заслонкой 5 и соплом 6, через которое воздух стравливается в атмосферу (с уменьшением зазора давление растет, а с увеличением - уменьшается).

Рис. 18. Схема действия пневматического усилителя с соплом-заслонкой

 

Изменение давления в рабочей полости мембранного ИМ одностороннего действия приводит к пропорциональному перемещению его выходного штока. Усилители с дроссельным УУ являются статическими.

В динамике для них характерна максимальная скорость перемещения выходного звена в момент смещения управляющего золотника (заслонки) с последующим уменьшением ее до нуля.

Рассмотренные гидравлические и пневматические усилители просты по конструкции, однако необходима специальная очистка рабочей среды, которая постоянно расходуется как при установившихся, так и при переходных режимах, что требует дополнительных затрат энергии на работу компрессоров и насосов.

Безрасходные дроссельные усилители характеризуются расходом воздуха только в переходных режимах, а при установившихся расход воздуха практически отсутствует.

Пневматический безрасходный компенсационный усилител ь (рис.19, а) представляет собой камеру 3, в которой расположен шток с клапанами. Верхний клапан 2 прижимается пружиной 1 к неподвижному седлу штуцера, к которому подводится сжатый воздух постоянного давления р_р. На нижний клапан 7 опирается подвижное седло 6, закрепленное на эластичной мембране 8. Полость камеры 3 соединяется трубопроводом 4 с мембранным

ИМ 5 одностороннего действия.

 

Работа усилителя основана на принципе компенсации (уравновешивания) усилий. Входным параметром является усилие F_Д, действующее от датчика на седло мембраны.

При установившемся режиме оба клапана закрыты, величина выходного сигнала р_вых усилителя пропорциональна силе F_Д т. е. усилие, развиваемое датчиком, уравновешивается давлением р_вых действующим на активную площадь f_а мембраны: F_Д = р_вых f_а . При увеличении усилия F_Д шток вместе с седлом 6 смещается вверх, открывая через клапан 2 доступ рабочему воздуху в камеру. С увеличением давления р_вых внутри камеры возрастает усилие, действующее на мембрану 8, прогибая ее вниз. Когда усилия будут равны, шток займет среднее положение и дальнейший рост давления р_вых прекратится. При уменьшении усилия F_Д мембрана под действием давления воздуха прогибается вниз, образуя между клапаном 7 и седлом 6 зазор, через который воздух из полости ИМ стравливается в атмосферу. Давление воздуха р_вых в камере понижается и разность сил, действующих на мембрану, уменьшается. Под действием силы F_Д мембрана прогибается вверх и стравливание воздуха в атмосферу через клапан 7 прекращается.

Рассмотренный безрасходный усилитель является статическим, так как наблюдается однозначное соответствие между силой F_Д давлением р_вых воздуха и положением s штока ИМ.

В тех случаях, когда усилители должны обладать высоким быстродействием при большой выходной мощности, применяют двухкаскадные усилители с дроссельным УУ в первом каскаде и компенсационным - во втором.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. CASE-средства. Общая характеристика и классификация
2. I. 3. КЛАССИФИКАЦИЯ И ТЕРМИНОЛОГИЯ I. 3.1. Классификация
3. I. Этические принципы психолога
4. II этап. Обоснование системы показателей для комплексной оценки, их классификация.
5. IV. Прекращение действия автоблокировки
6. S: Какие принципы относятся к принципам религиоведения?
7. X. АКЦИОНАЛЬНЫЙ ГОЛОД И КРУГ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЧЕЛОВЕКА С МИРОМ
8. XI. 1.2. Принцип сознательности и активности
9. А-общий вид; б-принципиальная схема; 1-неоновая лампа; 2- шунтирующее сопротивление; 3-добавочное сопротивление; 4-корпус.
10. А. Принцип личной ответственности.
11. А.Лима-де-Фариа. Принципы автоэволюционизма
12. Аварии на химико-технологических объектах: характеристика разрушительного воздействия, типовая модель развития аварии, поражающие факторы.