Пневматическое реле

(19 1)4 Р 15 0 Е рабо во в реле.ой глу лапанныи эл ки с коничес ной втулки 6 прямоугольнщими сообщаю то отверстия. 0 жены на рази 54) ПНЕВ 57) Изоб ительнои ИЧЕСКОЕ матииэоб Цельи т ф Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСКОМЪСВИДЕТЕЛЬСТ(56) Универсальная система элемепромьппленной пневмоавтоматики УСППА. - Каталог ГСП. И.: ЦНИИТЭИборостроения, 1980, вып. 1, В 10т. 7, с. 18-19,П 1 Р.З.П 1 Р. 1. тение относится к выч ехнике, а именно к пн дискретным элементам.- повышение надежнос В пневматическом реле хой камере установлен емент, состоящий иэ встав-. ким седлом 7 и эластичВставка 7 выполнена с ми каналами 28-31, имеющиеся радиальные и осевые севые отверстия располосс расстояниях от оси дном из радиальных отверена заглушка 34, а к еден канал 33 подпора.тулка имеет различную ньшается к центральному в клапанномэлементе.На е влияют колебания иери давления питания. клапана, в остий установлдругому подвЭластичная втолщину - утотверстию 26работу реле нвременные по8 илИзобретение относится к дискрет Ным элементам пневмоавтоматики и может быть использовано для обработки Информации, построения логических5 устройств, а также в качестве усилителя пневматическихсигналов в системах автоматизации технологических процессов.Цель изобретения - повышение надежности работы реле.На фиг. 1 изображена конструктивная схема предлагаемого реле с подключениями для замыкания контактов, на фиг. 2 - пневматическая схема реле 15 с подключениями для замыкания кон;тактов; на фиг. 3 - схема включения ;реле с замыкающим контактом и одним вводом питания; на фиг. 4 - то же, ;с размыкающим контактом; на фиг.5 - то же, для реализации логической :функции "запрет"; на фиг. 6 . - то же, .:для реализации логической функции "дизъюнкция", на фиг. 7 - то же, для реализации логической функции 25 . "импликация"; на фиг. 8 - то же, для реализации логической функции "память".Пневматическое реле содержит следующие собранные путем набора в кор .пусе датели (фиг. 1): фланец 1, мембрану 2, проставку 3, мембрану 4, проставку 5, эластичную втулку 6, вставку 7, проставку 8, мембрану 9 и фланец 10. Иембраны 2,и 9 имеют меньшую эффективную площадь по сравнению с мембраной 4. Все мембраны закреплены на оси 11 и образуют единый мембранный блок с двумя жесткими центрами, иа торцах которых установлены прокладки 12 и 13. Фланец 1 имеет сопла 14, через которое проходит канал 15, Внутренняя полость фланца 1 и поверхность мембраны 2 образуют первую проточную камеру 16, связь которой с монтажными 45 коммуникациями осуществляется через канал 17. Сопло 14 и прокладка 12 образуют пневматический клапан типа сопло-заслонка.Внутренняя поверхность проставки 50 3 и поверхности мембран 2 и 4 образуют первую глухую камеру 18, связь которой с монтажными коммуникациями осуществляется через канал 19. Вторая глухая камера 20 образована внутренними поверхностями проставок 5 и 8, отверстием 21 вставки 7 и поверхности мембран 4 и 9. Поверхность мембраны 9 и внутренняя поверхность фланца 10 образуют вторую проточнуюкамеру 22, связь которой с монтажными коммуникациями осуществляется через канал 23. Фланец 10 имеет сопло24, которое образует с прокладкой 13второй пневматический клапан тийасопло-заслонка. Соединение сопла 24с монтажными коммуникациями производится через канал 25. Вставка 7 имеет коническое седло. Размеры этогоседла и эластичной втулки 6, имеющей переменную толщину с утонениемот периферии к центральному отверстию 26, подобраны таким образом, чтовтулка Ь установлена на коническомседле с определенным натягом, Повнешнему контуру на втулке 6 имеетсявыступ 27, предназначенный для герметичного уплотнения сопрягаемых плоскостей проставки 5 и вставки 7. Вовставке 7 выполнены радиальные отверстия 28 и 29 и осевые отверстия30 и 31, выходящие на поверхность конического выступа. Радиальные отверстия связаны с осевыми отверстиями.Вставка 7 с системой отверстий 29-31и эластичная втулка 6 представляютсобой клапанный элемент, реализующийфункции обратного клапана и задатчика давления, так как сжатый воздухможет проходить только из отверстий28-31 в глухую камеру 20 и не можетвыходить из этой камеры в обратномнаправлении. Кроме того, в зависимостиот местоположения отверстий 30 и 31по отношению к оси 11 имеет месторазличное давление срабатывания обратного клапана. По мере удаленностиотверстия от оси 11 давление срабатывания увеличивается, В данном случаеотверстие 30 расположено от оси 11на расстоянии Р, При этом обеспечивается давление срабатывания обратного клапана, равное1 Р 1 ам, Рпм 1. Рподп ьам. где Р - давление срабатыванияпри работе на замыканиеконтакта,Р - давление сжатого воздухав магистрали 33 автономного питания Рр (одинакового по величине с давлением в магистрали 32питания Р);Р - давление подпора глухойкамере 20 при работе замыкание контакта.3 142Отверстие 31 расположено от оси на расстоянии Р. При этом обеспечивается давление срабатывания обратного клапана, равноеРРс,м Рпн Рпоап Раз где Р, - давление срабатывания обратного клапана при работена размыкание контакта, Р , - давление подпора в глухойкамере 20 подпора при работе на размыкание контакта.Для работы реле с замыкающим контактом магистрали 32 и 33 основного и автономного питания Рп подключены соответственно к каналам 15 и 23. В канале 23 устанавливается заглушка 34.Входной сигнал Рчерез магистраль 35 подключен к каналу 19. Вы - ход Рц через магистраль 36 подклю - чен к каналу 17 и через перемычку 37 связан с каналом 25. Магистраль 38 сброса в атмосферу Р 1 связана с каналом 23.Вариант включения с одной магистралью 32 питания Рп изображен на фиг. 3. В этом случае ввод сжатого воздуха в глухой камере 20 подпора осуществляется от магистрали 32 питания Р через перемычку 39. Перед вводом питания Р в канал 15 устанавливается пневмосопротивление 40. При условии обеспечения достаточно высокой герметичности секции 20 подпора и проведения предварительнойзакач 11ки в нее сжатого воздуха пневмосопротивление 40 может не устанавливаться.Для работы реле с размыкающим контактом (фиг, 4) к магистрали 35 3питания Рп глухая камера 20 подключается через канал 29, а на канал 29 устанавливается заглушка 34, Меняются также местами магистрали 32, 36 и 38 питания Р выхода Р,и атмоисферы Р.При включении реле в повернутомОна 180 положении (фиг5) меняются только места подключения магистрали 35 подпора Р, и магистрали 35 входа Р. При использовании магистрали 32 в качестве одного из входов Р (вместо Р ) устройство реализует логическую схему "ЗАПРЕТ", В схемах включения реле для реализации двухвходовых логических функций диэъюнкция" и "импликация" (фиг. 6 и 7) и "память" (фиг. 8) подача давления в10 15 20 30 камеру 20 осуществляется от одной магистрали 32 питания Р с установкой пневмосопротивлений 40.Как видно иэ приведенных вариантов использования реле (фиг. 2-8) при работе на замыкание контактов к магистралям 32 и 33 питания Р камера 20 подпора подключается через канал 29, а на канал 29 устанавливается заглушка 34. При работе на размыкание контактов заглушка 34 устанавливается на канал 29, а камера 20 подключается к магистрали 33 питания Р через канал 29.Работа пневматического реле с замыкающим контактом (фиг. 1 и 2) осуществляется следующим образом.До подачи через магистраль 35 входного сигнала Р в реле черезмагистрали 32 и 35 подано давление питания Ря . Сжатый воздух, пройдя каналы 29 и 30, отжимает клапан 6 и проникнет в камеру 20. Указанный процесс продолжается пока давление в секции подпора не достигент заданной величины, т.е. не установится равенство давлений на входе и выходе об- ратного клапана. При этом Рподо.ьчи == Рп - Р По принятым параметрам отечественных реле данного типаРподо,вам = 0,7 Р. Следовательно,ЬРэ, в этом случае должно быть равно0,3 Р.После указанного набора давления 35в камере 20 она захлопывается т.е.,11 1являясь замкнутым объемом, остаетсяпод давлением независимо от наличияв течение определенного интервала 40 времени давления в магистрали 35 питания Р . В дальнейшем подпитка камеры 20 подпора сжатым воздухом черезмагистраль 35 происходит только помере утечек, вызванных недостаточной 45герметичностью поверхностей обраэуЭющих камеру 20.После набора давления сжатыйвоздух в камеру 20 перебрасывает засчет разницы площадей мембран 4 и 9ось 11 мембранного блока вместе сзакрепленными на ней мембранами 2,.4 и 9 в крайнее верхнее положение,Прокладка 12 закрывает проходное отверстие сопла 14. Пневматический контакт, соединяющий магистраль 36 выхода Р ц через канал 17 и секцию 16питания разомкнут. Одновременно замыкается пневматический контакт, соединяющий магистраль 38 выхода Рь,ц че 5 14 реэ перемычку 37, канал 25 с секцией 22 атмосферы.При поступлении в магистраль 35 входного сигнала в виде сжатого воздуха давлением Р последний, пройдя канал 19, поступает в секцию 18 входа и перебрасывает ось 11 мембранного блока вместе с мембранами 2, 4 и 9 в крайнее нижнее положение, Пневматический контакт, соединяющий магистраль 36 выхода Р с магистралью 32 британия Р, замкнут, а пневматический контакт, соединяющий укаэанный выход через магистраль 58 с атмосферой, разомкнут.При снятии сигнала с магистрали 37 входа Р происходит описанное переключение контактов и выход Рцх отключается от питания и соединяется с атмосферой.Работа реле с замыкающим контактом с одной магистралью 32 питания Рр (фиг. 3) осуществляется аналогично. Отличие заключается в том, что при первоначальной подаче питания в магистраль 32 за счет перепада давления на пневмосопротивлении 40 подъем давления в камере 20 и размыкание контакта питания происходит раньше набора давления в секции 16 питания. При этом перепад давления на пневмосопротивлении 40 должен быть больше давления срабатывания обратного клапана при работе на замыкание Р .Работа реле с размыкающим контак.том (фиг. 4) осуществляется следующим образом. До подачи входного сигнала Р в реле через магистрали 32 и 33 подается давление питания Р . Сжатый воздух отжимает клапан 6 и проникает в камеру 20, создав в ней давлениеподпора, равное Рподп.раьи Рп РюшПо принятым параметрам отечественных реле данного типа Рподп,юли = = 0,3 Р, Следовательно, Рр,1 в этом случае должно быть равно 0,7 Р, После набора указанного давления в камеру 20 она "захлопывается".и остается под давлением независимо от его наличия в течение определенного интервала времени или колебаний давления в магистрали 33. Давление подпора размыкания Р,Ар,ц в камере 20 фиксирует мембранный блок в крайнем верхнем положении. Пневматический клапан, расположенный в секции 22 атмосферы замыкается, а пневматический клапан, расположенный в проточной270 Я 7 6 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 камере 16 размыкается, Магистраль 36выхода Ры подключается к питаниюи отключается от атмосферы.При появлении давления на входеРо. и в глухой камере 18 происходитперемещение мембранного блока в крайнее нижнее положение, что вызываетразмыкание пневматического клапанав проточной камере 22 и замыканиепневматического клапана в проточнойкамере 16. Магистраль 38 выхода Р,отключается от питания и подключается к атмосфере.При снятии давления с выхода Р,происходит описанное переключениеконтактов и выход Р подключается кпитанию и отключается от атмосферы.Принцип действия реле, реализующихдвухвходовые логические функции "запрет , дизъюнкция", "импликация" ифункцию "память", ясен из приведенных на фиг, 5-8 схем,Пневматическое реле требует дляработы только одну ступень давленияэнергоносителя вместо трех и характеризуется более высокой надежностью,так как на его работоспособность невлияют колебания и временные потеридавления. питания. формула изобретения Пневматическое реле, содержащее корпус, в котором установлен трех- мембранный блок, разделяющий корпус на камеры, и два клапана типа соплозаслонка, входной канал, подключенный к первой глухой камере, выходной канал, подключенный к первой проточной камере, в которой размещен клапан, и к соплу второй проточной камеры, соединеннои с атмосферой, канал питания, подключенный к соплу первой проточной камеры, канал подпора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы, во второй глухой камере установлен клапанный элемент, состоящий из периферийно закрепленной в корпусе вставки с коническим седлом, в которой выполнены центральный канал для штока мембранного блока и два прямоугольных канала, имеющих радиальные и осевые отверстия, и эластичной втулки, установленной на коническом седле вставки и герметически закрепленной периферийной частью в корпусе, причем осевые отверстия вставки, расположен1427087 8 ные на разном расстоянии от оси кор- динено с каналом подпора, а эластичпуса, соединены с радиальными отверс- ная втулка выполнена с уменьшением тиями, в одном иэ которых установле- ее толщины от периферии к. отверстию на заглушка а другое отверстие сое- центрального канала вставки. 58иг. 5Ц1427087 2 Фиг Составитель И.ЯТехред М.Ходани нк Редактор М.Парфенов ор С.Черн аказ 4836/3 ВИИИП 113035 роизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж И Государ делам из Москва, Жтвенного комитет бретений и откры 35, Раушская наб одписное СССР ий д, 4/5