Пневматический аналоговый элемент

Союз СоветскихСоцио алнстнцескнхРеспублик Оп ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) Зая 5 С 3/04 нсоеа осуаарстаенный квинтетСовета Мнннстроа СССРоо делам нзооретеннйн открытнй( 088.8) 72) Ав М, Зо эобретения 7) Заявитель ПНЕВМАТИ ЧЕСКИЙ А Н АЛО ГОВЫ Й ЖЕМЕН Т Изобретение предназначено дпя применения в приборах и устройствах пневмоавтоматики, используемых для целей измерений,контроля, регулирования и управления процессами в различных областях техники,Известны пневматические аналоговые одномембранные элементы, используемые в пневматических устройствах 1.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является элемент,содержаший установленные в корпусе мембрану и пружину, размещенную в надмембранной камере, которая подключена к входномуканалу 2),В таких пневматических элементах, применяемых для усиления мощности и имеющихотносительнг большой диаметр сопла, выходная мошность расход воздуха) ограничена величиной допустимого хода мембраны,при котором погрешность повторения не превосходит заданной предельной величины,Этот фактор весьма существенен дляплоских мембран и особенно для мембранмалого диаметра, выполненных из полимерной пленки: ограничиваются возможности повышения точности повторения (усиления)и расширения диапазона расходов (мощности)таких элементов. С другой стороны, увеличение поля мембраны, для преодоления5 указанного недостатка, снижает надежностьэлемента в целом,Оелью изобретения является повышениеточности и надежности элемента,Для этого в предлагаемом элементе пру 1 О жина выполнена в виде пластины арочнойформы, выпуклой в сторону мембраны и с боковыми отростками, расположенными по контуру арки с обеих ее сторон; кроме того,указанные боковые отростки пластины выпол 1 О нены с криволинейным поперечным сечением,выпуклым в сторону мембраны.На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый элемент, общий вид; на фиг. 2 -примерная конфигурация пружины в свобод 20 ном состоянии; на фиг, 3 - последователь.ность взаимодействия частей элемента,В пневматическом элементе между корпусом 1 и крышкой 2 зажата эластичнаямембрана 3; ее жесткий центр служит од 25 повременно заслонкой, прикрывающей сопло 4, Мембрана 3 связана с пружиной 5усилие от которой направлено соплу 4,Нацмембранная камера образованнаякрышкой 2 и мембранной 3, подключена квходному каналуР.,Пружина 5 выполнена пластинчатой ввиде арки выпуклой в сторону мембраны.Вдоль всего контура арки, образованногосредней частью пружины (область ширинойА), по обе стороны от последней вдоль ееобразующей выланены боковые отростки 6,Поперечное сечение отростков 6, дляповышения их несущей способности, можетбыть выполнено криволинейным напримерв виде части цилиндрической оболочки. На 15практике обычно достаточным является сохранение той же кривизны, что и у арки,образованной средней частью (на ширинеА) в ее свободном состоянии, например,путем простого вырезания вырезов 7 (одна- щко отростки могут быть выполненыи с другим криволинейным поперечным сечением),При установке пружины 5 в элемент, ееобжатие приводит к увеличению радиусакривизны арки, при этом уменьшается и кри-й 5визна сечения отростков 6 в их основании(по линии, ограниченной шириной А), тогдакак на концах этих отростков кривизнасечения остается прежней; в силу упругости, концевая часть отростка из исходного по 30ложения вдоль образующей средней частиапружины (фиг. 3, д ) отгибается в сторонууменьшения кривизны основания, т. е. приближается к мембране 3 (фиг. 3, б),При работе элемента перепад даьпений 35на мембране 3 вызывает ее прогиб и открытие сопла 4; при росте этого перепада давлений, начиная с определенной (напередзаданной для каждого конкретного типа элемента) величины, мембрана 3 своим полем 40входит в контакт с отростками 6, которыепередают часть усилия с мембраны на среднюю часть пружины 5, что разгружает мембрану и эквивалентно увеличеншо плошадиее жесткого центра, т, е. препятствует уменьшению ее эффективной площади. При дальнейшем рость перепада давлений, площадь контакта поля мембраны 3 с отростками 6 такжерастет, поэтому снижается величина градиента изменения эффективной плошади по ходу 50жесткого центра. Это обеспечивает достижение большей степени открытия сопла притом же или меньшем значении перепададавлений на мембране, т, е. большого расхода воздуха при меньшей погрешности ловторения. Кроме того, наличие контакта мембра 4ны с отростками 6, помимо простогоуменьшения свободной площади на отдельные участки с меньшими размерами пролетов, приводит к снижению напряжений в теле мембраны (фиг. 3, в) а следовательно, к повышению стойкости ее к воздействию перегруэки давлением, Дальнейшее повышение стойкости может быть достигнуто при таком выборе конкретных размеров элемента и его частей, что при предельном перегрузочном значении перепада давлений- обжатие пружины 5 и прогиб отростков 6 будут происходить до наступления контакта конца отростка 6 с поверхностью дна крышки 2 (фиг, Зг), создавая жесткую опору для подкрепляемых участков поля мембраны 3; увеличению стойкости к перегрузкам давлением способствует также оолегание мембранной поверхности отростков 6, с соответственным уменьшением длин пролетов ее поля.Выполнение пневматического элемента согласно исложенному исключает надобность в применении сложных схем компенсации погрешностей, противоперегрузочных устройств или защитных приспособлений, что позволит повысить точность и надежность работы аппаратуры, в которой он может быть использован, а также упростить ее и снизить габариты и вес.Формула изобретения1. Пневматический аналоговый элемент, содержащий установленные в корпусе мембрану и пружину, размещенную в нддмембранной камере, которая подключена к ьходному каналу, о т л и ч а ю щ и й с я тем что с целью повышения точности и надежности элемента, в нем пружина выполнена в виде пластины арочной формы, выпуклои в сторону мембраны и с боковыми отростками, расположенными по контуру арки с обеихее сторон.2. Элемент по п. 1, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что боковые отростки пластины выполнены с криволинейным поперечным сечением, выпуклым в сторону мемброиы.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство Ъ 410452,кл. Р 15 С 3/04, 1972,2. Г 1 русенко В, С. Гневматические регуляторы, 1966, М., с. 160.6027012ЛанинСоставитель Н.Редактор М, Трофимова Техред 3, фанта Корректор С. ГарасинякЗаказ 1861/31 Тираж 918 ПодписноеЦНИИГИ Государственного комитета Совета Министров Спо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 4/5ФилиалПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,