Пневмоэлектрический преобразователь

ОПИСАНИЕ 5580 ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ Сома Советских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано Государственный комите Совета Министров СССРпо делам изобретений(53) УДК 621-525(088,8 05.77. Бюллетень1 Дата опубликования описания 27.06.77 откры(72) Авторы изобретения (71) Заявитель Д, А. Зинченкотехнической кибернетикидорова Лысаковский нститут горной механики им. М. М,(54) ПНЕВМОЗЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВА Изобретение относится к системам автоматического управления и может найти применение в комбинированных системах пневмоавтоматики,Известны преобразователи, содержащие резонатор Гельмгольца, диафрагму и постоянный магнит 1. К недостаткам таких преобразователей можно отнести малую мощностьвыходного электрического сигнала.Известен также пневмоэлектропреобразователь, содержащий постоянный магнит, выполненный в виде свободного поршня, и магнитоуправляемые контакты, которые выдают дискретный сигнал 2.Недостатком данного преобразователя является необходимость внешнего источника питания.Наиболее близок к данному техническомурешению пневмоэлектрический преобразователь, содержащий корпус с бистабильной мембраной, образующей две полости, в каждойиз которых установлены сопла, соединенные сатмосферой, регулируемый дроссель, вход которого соединен с каналом питания, и последовательно соединенные катушки индуктивности, внутри которых размещен постоянныймагнит 3,Недостатком указанного устройства является сравнительно малый коэффициент усиления. Для повышения коэффициента усиления вкорпусе предлагаемого преобразователя выполнена проточка, соединенная с выходом регулируемого дросселя, в проточке расположен 5 подвижный периферийный участок бистабильной мембраны, с которой связан постоянный магнит, на торцах которого расположены заслонки сопел, а катушки индуктивности расположены на каркасе, шарнирно соединенном 10 с мембраной.На фиг. 1 показан описываемый преобразователь; на фиг. 2 - пневматический счетный триггер.В преобразователе канал питания 1 через 15 регулируемый дроссель 2 подсоединен к проточке 3, в которой расположен периферийный участок бистабильной мембраны 4. На мембране 4, образующей две полости 5 и 6, установлен постоянный магнит 7 с заслонками 8 20 и 9 на торцах. Катушки индуктивности 10 расположены на каркасе 11, соединены последовательно и при помощи шарниров 12 закреплены на обеих сторонах подвижного периферийного участка бистабильной мембраны 4.25 Постоянный магнит 7 своими заслонками 8 и9 закрывает одно из сопел 13, 14 и может перемещаться внутри катушек индуктивности 10, По каналу питания 1 давление подводится через регулируемый дроссель 2 и отверстие в 30 корпусе 15 к одной из полостей 5, 6. Биста65 бильная мембрана может скачкообразно занимать одно из двух устойчивых положений.При этом она, прогибаясь, имеет кольцо перегиба, Катушки индуктивности 10 закреплены на нарукной части подвижного периферийного участка бистабильной мембраны 4 относительно кольца перегиба.Устройство работает следующим образом. При подаче сжатого воздуха в полость 6 по каналу питания 1 через регулируемый дроссель 2 в ней повышается давление, так как сопло 13 закрыто заслонкой 8 постоянного магнита 7. При определенном давлении бистабильная мембрана 4 вместе с постоянным магнитом 7 скачкообразно перейдет в другое устойчивое положение, опираясь теперь уже на противоположные торцы цилиндрической проточки 3 своим подвижным периферийным участком. Постоянный магнит 7, поднимаясь вверх, откроет сопло 13 и закроет сопло 14, а катушки индуктивности 10 скачкообразно опустятся, В катушках индуктивности 10 наведется э. д. с. одной полярности. При этом в полости 5 давление повысится и при определенном его значении бистабильная мембрана 4 вместе с постоянным магнитом 7 скачкообразно опустится, открывая сопло 14 и закрывая сопло 13, а катушки индуктивности 10 скачкообразно поднимутся, и в них наведется э, д. с. противоположной полярности. Давление в полости 5 резко падает, так как она соединяется с атмосферой, а в полости 6 давление повышается. Этот цикл будет повторяться до тех пор, пока поступает питание по каналу 1. При этом относительная скорость перемещения катушек индуктивности 10 и постоянного магнита 7 равна сумме абсолютных скоростей перемещения катушек индуктивности 10 и постоянного магнита 7. Это достигается за счет того, что во время работы катушки индуктивности 10 и постоянный магнит 7 перемещаются в противоположные стороны. За счет этого в катушках индуктивности 10 будет наводиться э.д. с. большей амплитуды,При подаче на вход пневмоэлектропреобразователя постоянного пневматического сигнала с его выхода будет сниматься последовательность разнополярных электрических импульсов постоянной частоты.Таким образом конструктивное выполнение предложенного пневмоэлектропреобразователя позволяет увеличить коэффициент усиления устройства, т. е. увеличить по сравнению с прототипом мощность выходного сигнала.Пневматический счетный триггер, построенный на базе предлси:енного пневмоэлектропреобразователя, содержит корпус, состоящий из секции, которые образуют три камеры 16, 17, 18. В цилиндрической проточке средней камеры 17 установлена бистабильная мембрана 19, выполненная из упругого материала, которая соединена с коммутирующим элеменгом 20, выполненным в виде постоянного магнита и являющегося сердечником двух кату 5 10 15 20 25 30 35 4 О 45 50 55 60 иек пндуктпвностп 21, установлен;ых в торцах средней камеры 17.По наружному диаметру бнстабльн 5 мембрана 19 опирается на одн из торцов цилиндрической проточки и поджимает коммутирующий элемент 20 к одному из сопел 22, 23. В боковой поверхности цилиндрической проточки выполнен входной канал 24.Камеры, образованные бнстабильной мембраной и корпусом через дроссели 25, 26 соответственно соединены с атмосферой, Выходы крайних камер 16 и 18 соединены между собой и с выходным каналом 27 триггера.Триггер работает следующим образом. При отсутствии входного сигнала бистабильная мембрана 19 поджимает коммутирующий элемент 20 к одному из сопел, например к соплу, соединенному с источником сжатого воздуха, При этом выходной канал триггера соединен с атмосферой, и на выходе устройства давление равно нулю.При поступлении на вход 24 импульса давления бистабильная мембрана 19 вместе с коммутирующим элементом 20 скачкообразно переходит в нижнее положение, закрывая атмосферное сопло. Выходной канал триггера соединяется с источником сжатого воздуха. Бистабильная мембрана 19 по наружному диаметру будет опираться на противоположный торец цилиндрической проточки, Перемещение коммутирующего элемента, являющегося сердечником двух катушек индуктивности 21, соединенных последовательно, наводит в них э. д. с, одной полярности.Выход триггера будет соединен с источником сжатого воздуха до поступления на вход 24 следующего импульса давления. При этом бистабильная мембрана 19 вместе с коммутирующим элементом 20 скачкообразно переместится в верхнее положение, открывая атмосферное сопло 22 и закрывая сопло 23, соединенное с источником сжатого воздуха. Одновременно в катушках индуктивности 21 будет наводиться э. д . с. противоположной полярности, а выходной канал триггера соединяется с атмосферой.Чтобы компенсировать возможные утечки воздуха через технологические зазоры между коммутирующим элементом 20 и катушками индуктивности 21, камеры, образованные бистабильной мембраной 19 и корпусом, сообщены с атмосферой через дроссели 25 и 26.Предложенный пневматический счетный триггер позволяет увеличить нагрузочную способность и расширить функциональные возможности устройства, так как по наведенной э. д. с. в катушках индуктивности 21, соединенных последовательно, можно судить о количестве пневматических импульсов, поступающих на вход 24 триггера,Формула изобретения Пневмоэлектрический преобразователь, содержащий корпус с бистабильной мембраной,558109 1 г цг. Фиг. образующей две полости, в каждой из которых установлены сопла, соединенные с атмосферой, регулируемый дроссель, вход которого соединен с каналом питания, и последовательно соединенные катушки индуктивности, внутри которых размещен постоянный магнит, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения коэффициента усиления, в корпусе выполнена проточка, соединенная с выходом регулируемого дросселя, в проточке расположен подвижный периферийный участок бистабильной мембраны, с которой связан постоянный магнит, на торцах которого расположены заслонки сопел, а катушки иидуктивности расположены иа каркасе, шарнирно соединенном с мембраной. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США М 3539810, Кл. 310 - 2,1972.2, Ва 1 тег Тогп. Рпешпа 11 е г 1 теаЫопе ЬгЫдс 10 гпеазцгез апд зепзеез Мйоп 1 соп 1 ас 1 Оев.Хегз, 1971 г 26, М 20.3. Авторское свидетельство СССР М 220770,М. 1 хл. С 08 С 19 б 8 (прототип).