СТРУЙНОЕ РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к техническим средствам автоматизации и может быть использована в пневматических системах автоматического управления, а именно в струйных системах управления.
Известны различные устройства для измерения и контроля давления газов, принцип действия которых основан на механическом воздействии газообразной среды на чувствительный элемент. Чувствительным элементом, воспринимающем давление газа, может быть, например, мембрана (Патент №2317532 «Реле давления», опубликовано 20.02.08) или поршень (Патент №2345340 «Пороговый датчик давления», опубликовано 37.01.09). Эти устройства достаточно сложны и используются в пневмоавтоматике нормального (от 0,1 до 0,2 МПа) и высокого (до 1,0 МПа) давления.
Известны устройства, в которых чувствительным элементом, воспринимающим давление является поплавок, свободно перемещающийся в каком-либо корпусе. Эти устройства предназначаются для измерения расхода газа. Например, ротаметр, измеряющий расход методом перепада давления (Патент №2200935 «Ротаметр», опубликовано 20.03.03).
Струйные системы управления работают при низком давлении (от 0,001 до 0,01 МПа). Цифровые узлы струйных схем (триггеры с раздельными входами, триггеры со счетным входом, сдвигающие регистры и др.) требуют первоначальной установки в исходное состояние, что осуществляется подачей кратковременного сигнала единичного уровня в схему перед началом работы (см. «Струйные логические элементы и устройства автоматического управления технологическим оборудованием». Отраслевой каталог. Под ред. Э.И. Чаплыгина, М: ВНИИТЭМР, 1989).
Задачей предлагаемой полезной модели является создание простого по конструкции реле давления для струйных систем управления, работающих в диапазоне низких давлений (0,001-0,01 МПа) и обеспечивающего автоматическую установку цифровых узлов схем в исходное состояние.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является обеспечение точного контроля давления в струйных устройствах.
Указанный технический результат достигается тем, что в струйном реле давления, содержащем рабочую камеру, образованную корпусом, нижней крышкой с отверстием для подвода контролируемого давления и верхней крышкой, а также расположенный в рабочей камере поплавок, имеющий возможность свободно перемещаться в вертикальном направлении, рабочая камера через отверстие в верхней крышке и регулируемый дроссель сообщается с атмосферой, а через отверстие в корпусе сообщается с входом управления струйного дискретного моностабильного элемента, канал питания которого связан с источником давления, а прямой и инверсный выходы связаны с струйным управляющим устройством.
Установка регулируемого дросселя, связывающего рабочую камеру реле давления с атмосферой, позволяет производить точную настройку величины контролируемого давления. Установка струйного дискретного моностабильного элемента с соответствующими связями позволяет получить на одном из его выходов кратковременный сигнал единичного уровня, а на втором - постоянный разрешающий сигнал единичного уровня.
На фигуре изображено струйное реле давления. Струйное реле давления включает в себя рабочую камеру 1, образованную корпусом 2, нижней крышкой 3 и верхней крышкой 4. В нижней крышке 3 выполнено отверстие 5, к которому подводится контролируемое давление. В верхней крышке 4 выполнено отверстие 6, через которое рабочая камера 1 сообщается с входом регулируемого дросселя 7, выход которого связан с атмосферой. В рабочей камере 1 размещен поплавок 8, имеющий возможность свободно перемещаться в вертикальном направлении. Вес поплавка выбран таким образом, чтобы он поднимался при давлении, соответствующем номинальному давлению питания струйных элементов. В корпусе 2 выполнено отверстие 9, через которое рабочая камера 1 связана с входом управления 10 струйного дискретного моностабильного элемента 11. Канал питания 12 струйного дискретного моностабильного элемента 11 связан с источником контролируемого давления, а инверсный выход 13 и прямой выход 14 этого элемента связаны со струйным управляющим устройством. В качестве струйного дискретного моностабильного элемента может быть использован, например, струйный дискретный элемент типа СТ41 (см. «Струйные логические элементы и устройства автоматического управления технологическим оборудованием». Отраслевой каталог. Под ред. Э.И. Чаплыгина, М.: ВНИИТЭМР, 1989, стр. 10, рис. 8).
Струйное реле давления работает следующим образом.
После начала подачи сжатого воздуха к устройству происходит возрастание давления в отверстии 5, в канале питания 12 струйного дискретного моностабильного элемента 11 и, соответственно, на инверсном выходе 13 этого элемента. После того, как уровень давления достигнет величины, соответствующей минимальной требуемой для работы струйных элементов (примерно 2,5 кПа), на инверсном выходе 13 струйного дискретного моностабильного элемента 11 сформируется полноценный сигнал единичного уровня. Этот сигнал поступит в схему струйного управляющего устройства ко всем цифровым узлам, для которых требуется первоначальная установка и приведет их в исходное состояние.
Возрастание давления, поступающего через отверстие 5 к рабочей камере 1 до номинальной величины давления питания струйных элементов (примерно 3,5-4,0 кПа), приведет к тому, что поплавок 8 поднимется и сжатый воздух через отверстие 9 поступит на вход управления 10 струйного дискретного моностабильного элемента 11. На входе управления 10 сформируется сигнал достаточный для переключения струйного дискретного моностабильного элемента 11. Элемент 11 переключится и на инверсном выходе 13 установится сигнал нулевого уровня. Тем самым со схемы струйного управляющего устройства снимется единичный сигнал установки. Одновременно на прямом выходе 14 струйного дискретного моностабильного элемента 11 установится сигнал единичного уровня. Он поступит в схему струйного управляющего устройства, разрешив его работу.
Величину давления срабатывания струйного реле времени в широких пределах можно изменять, подбирая соответствующий вес поплавка 8. Более точная настройка осуществляется с помощью регулируемого дросселя 7.
Если во время работы струйного управляющего устройства давление питания струйных элементов уменьшится до величины меньше номинального, поплавок 8 опустится. На управляющем входе 10 струйного дискретного моностабильного элемента 11 величина давления становится недостаточной, и этот элемент переключится в исходное состояние. На инверсном выходе 13 установится сигнал единичного уровня, а на прямом выходе 14 установится сигнал нулевого уровня, что сделает невозможным работу струйного управляющего устройства.
Струйное реле давления простое по конструкции, обеспечивает точный контроль требуемого уровня давления и обладает дополнительной функцией автоматической установки цифровых узлов схемы в исходное состояние при подаче давления питания.