ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 88
Скачиваний: 0
струйных систем организуют от сети высокого давления, пони жая его до необходимого уровня.
Организация питания от сети высокого давления. Для пи тания устройств, построенных на элементах струйной техники, может быть использован эжектор. На рис. 7 представлена схема организации питания с применением эжектора, который состоит из корпуса 5, сопла питания 4, приемного сопла 6 и фильтра 10 [1]. Как известно, диаметр питающего сопла должен быть меньше диаметра приемного сопла. Воздух из линии
8
Рис. 7. Схема питания струнного устройства от сетн высокого дав ления
высокого давления проходит через маслоотделитель 1, фильтр 2 и направляется к редуктору давления 3, который предназначен для настройки и поддержания постоянного давления перед питающим соплом 4. Выходя пз сопла 4 и попадая в приемное сопло 6, струя создает разрежение внутри корпуса 5.
Таким образом, применять эжектор в данном случае' выгодно, так как при расширении воздуха высокого давления к нему добавляется прошедший через фильтр 10 атмосферный воздух и общий расход воздуха значительно возрастает. После эжектора перед подачей в струйное устройство 9 воздух под вергают вторичной очистке от пыли с помощью фильтра 7 из ткани ФПП. Манометр низкого давления 8* служит для контро ля давления, поступающего к струйному устройству, а также для настройки редуктора 3. Применение фильтра из ткани ФПП при питании струйных устройств с каналами, линейные размеры которых меньше 0,5 мм, обязательно. Как показывает опыт, отсутствие такого фильтра и применение любого другого при линейных размерах, меньших указанного, приводит через неко торое время к неминуемому засорению одного или нескольких элементов. При этом следует иметь в виду, что пыли не должно быть в самих элементах и коммуникационных каналах, соеди няющих их, в бассейнах питания монтажных плат, а тайнее в шлангах, расположенных между фильтром 7 и струйным уст ройством 9 перед началом сборки. Для этого при сборке самого струйного устройства и его соединении с питающей магистра лью необходимо поддерживать соответствующую чистоту, и вся
* Обычно применяют стрелочные манометры МЮОО с пределом измере ния 0—1000 мм вод. ст. 4-го класса точности.
20
пыль из каналов и шлангов должна быть предварительно
удалена.
Фильтр из ткани ФПП представляет собой капсулу, заклю ченную в корпус, который соединен винтами с платой. В корпусе и плате имеются подводящий и отводящий штуцеры. Капсула (В-03) с тканью ФПП выпускается серийно нашей промыш
ленностью.
При исследовании струйных элементов и устройств на их входы подают сигналы низкого давления, величина которых
3 ± |
7 |
цели служит редуктор низкого давления (рис. 8). Его основной деталью является мембрана 1, управляющая с помощью штока шариком конического сопла 5. Вместе с разделительной мем браной б мембрана I образует мембранную камеру, давление в которую поступает с выхода эжектора 2, образующего совме стно с коническим соплом 5 усилитель сопло-заслонка. К эжек тору подводится давление питания р0. Выходное давление р формируется в мембранной камере и устанавливается с помо щью ручки настройки 7. При вращении этой ручки изменяется натяжение пружины 4 и ее усилие передается через рычажную систему и серьгу 3 на шток мембраны 1. В случае, например, увеличения расхода воздуха, поступающего в нагрузку, дав ление падает, мембрана 1 со штоком, под действием усилия, передаваемого задающей пружиной 4, поднимается, и шарик прикрывает сопло 5. Давление р снова возрастает.
Кредуктору низкого давления подается очищенный от пыли
имасла воздух с избыточным давлением 20—30 кПа, которое устанавливается редуктором высокого давления. Величину
давления после редуктора измеряют водяным манометром или наклонным микроманометром.
Источники питания низкого давления и организация пита ния по замкнутому контуру. В качестве источников сжатого воздуха низкого давления для питания приборов струйной техники используют различного рода вентиляторы. На рис. 9 представлен блок питания, созданный в ИАТ на основе серийно выпускаемого электропылесоса «Уралец». В блоке питания использован основной узел пылесоса — универсальный коллек
21
торный электродвигатель в паре с двухступенчатым центро бежным воздушным вентилятором. В блоке питания предусмот рены нагнетающий и всасывающий штуцеры, что необходимо для организации питания по замкнутому контуру.
Рис. 9. Блок питания, созданный на основе использования пылесоса «Уралец»
Продолжительный опыт применения пылесоса «Уралец» в лабораторных условиях для питания схем на струйных эле ментах показал, что каналы элементов часто засоряются угольной пылью от щеток элек тродвигателя. Поэтому в рас
сматриваемой конструкции блока питания прогоняемый центро бежным вентилятором воздух не соприкасается с щетками дви гателя.
Основными узлами блока питания являются коллекторный электрический двигатель 2, двухступенчатый центробежный вентилятор 4, укрепленный на оси двигателя, корпус 1, а также нагнетающий 5 и всасывающий 3 штуцеры.
При эксплуатации блок питания нагружали двумястами элементами типа СЛ (см. гл. IV). Блок создавал давление порядка 2 кПа. Напряжение питания электродвигателя, соот ветствующее этому режиму работы, устанавливалось равным 100 В при потребляемой мощности 90 Вт*. Мощность, потреб-
* При работе электродвигателя в режиме пылесоса напряжение на его клеммах равно 220 В.
22
ляемая одним струйным элементом, с учетом потерь в блоке питания составляла 0,45 Вт. Температура блока питания при длительной работе с напряжением 100 В всего на 53 превы шала температуру окружающей среды, что позволило гаранти-
Рпс. 10. Схема питания струйных элементов с замкнутой циркуля цией воздуха
ровать надежную работу блока питания. В ИАТ имеется опыт надежной эксплуатации блока питания в течение 2000 ч.
Для повышения надежности работы элементов в струйной системе применяют замкнутый цикл питания [31]. В этом случае плату с элементами 2 помещают в герметичный кожух 1, имею щий штуцеры для подачи и отсоса воздуха и для соединения внутренней полости кожуха с атмосферой (рис. 10). Кроме'того, необходимо предусмотреть штуцеры 3 для входных и выходных сигналов. Внутренняя полость кожуха сообщается с атмосфе рой, через фильтр 5 с тканью ФПП. Наличие сигналов на вхо дах и выходах струйного устройства регистрируется индикато ром 4 пневматических сигналов низкого давления. Замкнутость контура обеспечивается включением источника питания 7 и фильтра 8 с тканью ФПП. Источником питания 7 может слу жить описанный выше блок, построенный на основе пылесоса «Уралец». Фильтр 8, источник 7 соединены между собой и с герметичным корпусом 1 воздушным шлангом 6.
Глава II
ЭЛЕМЕНТЫ ПНЕВМОАВТОМАТИКИ
Любая система пневмоавтоматики состоит из простейших ячеек, которые принято называть элементами. Выпускаемые в настоящее время промышленностью пневматические приборы и системы управления состоят из проточных элементов — пнев матических сопротивлений, сопел (насадок), емкостей, комму никационных каналов, упругих элементов — мембран, сильфо нов, распределительных элементов — управляющих золотников, струйных трубок и т. д. Само понятие «элемент» довольно ус ловно. В более сложных устройствах под элементом понимают целый узел, выполняющий какую-либо законченную операцию. Например, в электротехнике наряду с широко известными простейшими элементами, такими, как резистор, конденсатор, катушка индуктивности и др., в более сложном устройстве — моделирующей установке элементом может быть решающий усилитель, содержащий некоторое число ламп, транзисторов, резисторов, конденсаторов и т. д. Часто термин «элемент» употребляют в функциональном смысле независимо от вида аппаратуры и энергии, например, как это имеет место для дис кретных и аналоговых элементов автоматики. Функциональные элементы состоят из простых конструктивных элементов. Так, пневматическое реле УСЭППА включает три мембраны и два переменных дросселя, а струйный элемент аналогичного функционального назначения имеет четыре сопла и систему каналов.
В настоящей главе рассмотрены лишь простейшие кон структивные элементы пневматических устройств. Функцио нальные пневматические элементы будут рассмотрены в после дующих главах.
1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ (ДРОССЕЛИ)
Пневматические дроссели являются одним из основных конструктивных элементов пневматических устройств и служат для создания сопротивления течению газа и перепада давлений. Подводимый ко входу пневматического сопротивления газ, протекая через него, создает определенный перепад давлений,
24
подобно тому, как электрический ток, проходя через резистор, создает падение напряжения.
В любом пневматическом сопротивлении полный перепад давления равен сумме падений давления на отдельных участках течения. Потерн давления учитывают коэффициентом сопро тивления
(з ^ЭВХ "Ь ^>тр"Е ^ В Ы Х » |
(О |
где £„х, £пых и £TP — коэффициенты сопротивления, |
характери |
зующие соответственно потери на входе, на выходе и на трение при течении газа по каналу дросселя. Суммарные потери давле ния на дросселе в самом общем случае пропорциональны квад рату скорости
где V— средняя скорость воздуха после сопротивления; р — плотность воздуха. В частности, для трубы
1 г*
Ьтр Л d ’
где А, — коэффициент трения; I и d — длина и диаметр. Коэффи циент трения л можно определить, например, по графику Никурадзе.
Полный перепад давления в цепочке последовательно сое диненных дросселей можно рассчитать, если известны скорости течения для отдельных участков цепи. Скорости течения ме няются по направлению течения. Если перепад давлений неве лик и числа М потока малы ‘, то можно вести расчеты процесса дросселирования газа, в том числе и воздуха, пользуясь форму лами, выведенными для несжимаемой жидкости. Для опреде ленных типов дросселей характерны специфические законы распределения скоростей и зависимости между скоростями, расходами и перепадами давлений. Наиболее важной харак теристикой пневматического сопротивления является его рас ходная характеристика. Под расходной характеристикой пони мают зависимость расхода газа через дроссель от перепада давлений на дросселе (разности давлений до и после дросселя). Пневматические сопротивления различают по следующим признакам: по конструкции и назначению, характеру течения воздуха, виду расходной характеристики.
* Потери по длине и местные потери зависят от геометрии дросселя и режима течения и учитываются коэффициентом трепня А и местных потерь £.
V
1 Число М = ------критерии подобия, выражающийся как отношение ско-
а
роста потока к скорости звука в том же месте.
25