8-10. Пневмосиловые преобразователи

Пневмосиловые преобразователи предназначены для преобразования усилия чувствительного элемента измерительных блоков приборов в унифицированный пневматический выходной сигнал (около 0,02-0,1 МПа). Пневмосиловые преобразователи и первичные приборы, созданные на их базе, разработаны НИИТеплоприбором совместно с московским заводом «Манометр». Пневмосиловые преобразователи, конструктивно сочленяемые с измерительным блоком прибора, выпускаются с линейной характеристикой.

В основу построения пневмосйловых преобразователей положен принцип силовой компенсации. В конструкции пневмосйловых преобразователей используются основные узлы рычажной системы механизма рассмотренного выше электросилового преобразователя.

Принципиальная схема пневмосилового преобразователя показана на рис. 8-10-1. Измеряемая величина х или выходная величина первичного преобразователя воспринимается чувствительным элементом измерительного устройства 1 и преобразовывается в пропорциональное усилие Это усилие через рычажную систему 2 и 3 передаточного механизма преобразователя 6 автоматически уравновешивается усилием развиваемым сильфоном обратной связи 12. При изменении измеряемой величины х, а вместе с тем и усилия происходит незначительное перемещение рычажной системы 2 и 3 и связанной с рычагом 2 заслонки 7 индикатора рассогласования.

Рис. 8-10-1. Принципиальная схема пневмосилового преобр азователя.

Индикатор рассогласования (сопло-заслонка) преобразует это перемещение в управляющий сигнал давления сжатого воздуха в линии сопла 8. Этот сигнал рассогласования управляет выходным сигналом давления сжатого воздуха пневматического усилителя мощности 9. Выходной сигнал усилителя рвых поступает в линию дистанционной передачи и одновременно в сильфон обратной связи 12, где преобразуется в пропорциональное ему усилие Это усилие через рычажный передаточный механизм 2 и 3 уравновешивает входное усилие Мерой входного усилия а следовательно, и измеряемой величины х является текущее значение выходного сигнала давления сжатого воздуха рвых пневматического усилителя, необходимое для создания уравновешивающего усилия обратной связи Пределы изменения пневматического выходного сигнала преобразователя

Настройка пневмосилового преобразователя на заданный диапазон входного усилия а вместе с тем и измеряемой величины х осуществляется изменением передаточного отношения рычажной

системы передаточного механизма, Изменение передаточного отношения рычажной системы достигается плавной перестановкой подвижной опоры 4 вдоль рычагов 2 к 3, Установка начального значения выходного сигнала преобразователя производится при помощи корректора нуля 5. Для устранения автоколебаний в пневмосиловом преобразователе предусмотрен жидкостной демпфер (на рис. 8-101 не показан).

Питание пневматического усилителя преобразователя осуществляется через линию 11 очищенным от пыли, влаги и масла сжатым воздухом под давлением контролируемым манометром 10.

В пневмосиловых преобразователях, а также и в других преобразователях с пневматическим выходным сигналом используется унифицированный пневматический усилитель мощности, схема которого показана на рис. 8-10-2. Сжатый очищенный воздух через фильтр и редуктор из магистрали питания под давлением рпит подается в камеру 1, из которой через отверстие, регулируемое шариковым клапаном 12, он поступает в камеры выхода 8 и 11.

Рис. 8-10-2. Схема устройства пневматического усилителя мощности.

Давление в этих камерах определяется эффективной площадью мембраны 2 и силой упругости пружины 3 и равно , когда сопло 4 индикатора рассогласования полностью открыто. В линию сопла сжатый воздух поступает через дроссель 9 и камеру 10.

Уменьшение зазора х между соплом 4 и заслонкой 5 приводит к повышению давления воздуха в линии сопла 4, а вместе с тем и в камере 10 и нарушению равновесия сил, действующих на мембраны 2 и 6. Мембрана 6 действует на шариковый клапан 7, прикрывающий отверстие сброса воздуха в атмосферу, а мембрана 2 с помощью шарикового клапана 12 открывает канал притока воздуха из камеры 1. Давление в камерах 8 и 11 повышается до восстановления равновесия сил на мембранах. При этом сохраняется постоянный перепад давления на дросселе 9, равный 30—50 мм рт. ст. (4000—6700 Па) и определяющийся усилием пружины 3 и эффективной площадью мембраны 2. При уменьшении давления в линии сопла, а следовательно, и в камере 10 силы на мембранах действуют в обратном направлении, что вызывает уменьшение давления воздуха в камерах 8 к 11.

Автоматическое поддержание постоянного перепада давления на дросселе с диаметром отверстия позволяет обеспечить малый расход воздуха в линии сопла и уменьшить рабочий ход заслонки 5 индикатора рассогласования до при проходном отверстии сопла Малое и постоянное значение перепада давления на дросселе уменьшает температурную погрешность и вариацию прямого и обратного ходов, так как мембраны при таком режиме работы усилителя на всем диапазоне выходного сигнала почти полностью разгружены.

Дня местного индивидуального контроля давления питания и пневматического выходного сигнала преобразователя применяют показывающие миниатюрные манометры 10 (рис, 8-10-1) с верхним

пределом измерения Максимальное расстояние передачи пневматического сигнала по трассе не более

Первичные приборы с пневматическим выходным сигналом могут работать в комплекте с любыми пневматическими показывающими и самопишущими вторичными приборами, выпускаемыми отечественными приборостроительными заводами. Кроме того, они могут работать совместно с функциональными и регулирующими блоками и другими устройствами систем пневмоавтоматики,