Файл: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования морской государственный университет.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.05.2024
Просмотров: 11
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СТРУЙНЫЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ.
Действие струйных усилителей основано на преобразовании кинетической энергии струи рабочей жидкости в потенциальную энергию давления. Преимуществом таких усилителей перед золотниковыми является более высокая чувствительность. Однако они имеют меньший коэффициент усиления и не обеспечивают хорошую фиксацию исполнительного устройства. В качестве рабочей жидкости помимо масел может применяться вода (в котельной автоматике) и топливо (в автоматике топливных систем). Наибольшее распространение имеют усилители со струйной трубкой и усилители с заслонкой (струйные реле).
Гидравлический усилитель со струйной трубкой.
Усилитель работает следующим образом. При отсутствии управляющего сигнала (поворота входного вала 2) трубка 3 занимает нейтральное вертикальное положение. Вытекающая из трубки струя в одинаковой мере накрывает оба приемных отверстия. Поэтому давления в обоих каналах равны и поршень 6 сервомотора неподвижен. При повороте вала 2 конец трубки 3 смещается к одному из приемных отверстий. Большая часть струи поступает в одно из отверстий, вызывая увеличение давления в соответствующем канале и снижение в другом. Разные давления в полостях сервомотора вызывают движение поршня 6 в сторону меньшего. Во время работы устройства его корпус на треть заполнен рабочей жидкостью, что не допускает попадание воздуха в каналы и полости гидроцилиндра.
Струйный усилитель с заслонкой.
В исходном состоянии оба отверстия перекрыты на одинаковую величину, поэтому давления в каналах 3, 6 одинаковы и поршень 5 неподвижен. Поворот входного вала 1 в любую из сторон приводит к горизонтальному смещению заслонки. Одно из приемных отверстий перекрывается в большей степени, чем другое. В перекрытом канале давление понижается, а в другом – повышается. Под действием разности давлений в полостях сервомотора поршень 5 начинает перемещаться, развивая необходимое перестановочное усилие на штоке сервомотора 4.
ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ.
В пневматических усилителях в качестве рабочей среды используется сжатый воздух (рабочее давление до 6 бар). Простота получения и подготовки рабочей среды, высокая чувствительность обеспечили широкое их применение в технике. Недостатком пневмоусилителей является невысокий коэффициент усиления, поэтому наибольшее распространение нашли многоступенчатые схемы. В зависимости от конструкции управляющего устройства они подразделяются на золотниковые, клапанные и усилители типа «сопло-заслонка». В качестве исполнительного устройства применяют поршневые, мембранные и сильфонные сервомоторы одно- и двухстороннего действия. 22 Конструкция и принцип действия золотниковых пневматических усилителей аналогичны золотниковым гидравлическим, поэтому рассматриваться не будут.
. КЛАПАННЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ.
Управляющее устройство усилителей этого типа представляет собой клапан с одинарным (Рис. 16) или двойным (Рис. 19) запорным элементом. При его перемещении изменяется давление в рабочей полости, что приводит к движению исполнительное устройство.
Пневматический усилитель клапанного типа.
При перемещение штока 7 запорного элемента 1, количество воздуха, поступающего из полости В, будет отличаться от количество, выходящего в полость А, что приведет к изменению давления в полости Б. В свою очередь нарушится баланс сил на мембране 6, которая начнет перемещаться. Перестановочное усилие на штоке 4 будет определяться величиной изменения давления и упругостью пружины 5. Например, при перемещении штока 7 влево, запорный элемент 1 прикроет отверстие в полость А и увеличит проход для воздуха, поступающего из полости В. Давление в полости Б начнет возрастать. Это приведет к увеличению давления в рабочей полости сервомотора 3, под действием которого мембрана 6 начнет перемещаться вниз.
Одноступенчатый усилитель типа «сопло – заслонка»
Элементы устройство изображены на рисунке в исходном состоянии. Заслонка 1 неподвижна. Зазор между ней и соплом таков, что давление в сопле и, соответственно, в верхней полости сервомотора создает усилие на мембране, равное усилию от пружины 6.
При перемещении заслонки в сторону сопла, выход воздуха в атмосферу уменьшается, что вызывает увеличение давления в сопле и в верхней полости сервомотора. Баланс сил на мембране 7 нарушается и под действием увеличившегося усилия от давления мембрана движется вниз, перемещая выходной шток 5. Перемещение заслонки от сопла увеличивает зазор между ними. Расход воздуха в атмосферу увеличивается, давление в сопле и в верхней поло- 25 сти сервомотора 4 снижается. Усилие, действующее на мембрану 7 сверху, уменьшается и под действием пружины мембрана перемещается вверх.
МНОГОСТУПЕНЧАТЫЕ ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ УСИЛИТЕЛИ.
Одноступенчатый пневматический усилитель не способен создать значительное перестановочное усилие. Поэтому в пневматических регуляторах, обычно, используют двух- или трехступенчатые усилители. В качестве первой ступени, из-за высокой чувствительности, применяют «сопло – заслонка», а во второй и третьей ступени – золотниковые и клапанные управляющие устройства, способные вместе с исполнительным устройством развивать большее усилие на выходе.
Двухступенчатый пневматический усилитель регулятора температуры «Плайгер»
Пневматический двухступенчатый усилитель.
Первая ступень усилителя представляет собой устройство «сопло – заслонка» и состоит из мембранной коробки 1 с мембраной 2 и сопла 13, установленногов нижней полости (А) коробки (Рис. 20). В эту полость через дроссель 3 подводится рабочий воздух и выпускается в атмосферу через сопло 13. Количество выходящего воздуха зависит от положения жесткого центра мембраны 2, который выполняет роль заслонки сопла. Давление из полости А по каналу передается во вторую ступень усилителя. Устройство управления второй ступени – клапанного типа. Внутреннее пространство устойства разбито на приемную камеру Б, рабочую полость Г и камеру Д, куда подводится рабочий воздух. Мембранный блок образован двумя мембранами 10 с общим жестким центром 11. Внутренняя полость блока сообщается с атмосферой. В камере Г находится сдвоенный клапан 9. Своими двумя посадочными конусными поверхностями он перекрывает отверстие в жестком центре 11 мембранного блока и отверстие, сообщающее 28 камеры Г и Д. Давление в камере Г зависит от положения клапана 9, которое определяется давлением в полости Б и усилием пружины
Многоступенчатый пневматический усилитель.
Усилитель состоит из трех ступеней усиления. Первая ступень состоит из плоской заслонки 10 и сопла 9, в которое через дроссель 11 подается рабочий воздух. Сопло соединено каналом с полостью В управляющего устройства второй ступени 6. Полость В образована двумя сильфонами 7, имеющими общее донышко. Полость Г в сильфоне меньшего диаметра связана с атмосферой. Также в корпусе устройства 6 имеется рабочая камера Б и камера подвода воздуха А. Сдвоенный подпружиненный клапан 8 перекрывает отверстия, сообщающие между собой камеры А, Б и Г. Рабочая полость Б соединена трубопроводом с приемной полостью Д управляющего устройства третьей ступени 3 (усилителя мощности). Устройство 3 также клапанного типа с мембранным блоком и сдвоенным клапаном 1. Мембранный блок состоит из двух мембран разной площади 4 с общим жестким центром 5. Полость между мембранами 4 сообщается с атмосферой. Сдвоеннй клапан 1 перекрывает отверстия, сообщающие рабочую полость Е с камерой подвода воздуха Ж и полостью в мембранном блоке. Камера Е связана трубопроводом с рабочей полостью мембранного сервомотора 12.
