Материал: Штейнберг, Ш. Е. Промышленные автоматические регуляторы

небольшие габариты (рис. 10-4). Ниже приводятся дан­ ные об основных элементах, освоенных отечественной приборостроительной промышленностью.

Постоянный дроссель (рис. 10-5) предназначен для использования в качестве нерегулируемого пневматиче­ ского сопротивления (для преобразования перепада дав­ лений в расход или наоборот). Дроссель выполнен в ви­ де капилляра /, впаянного в винт 2. Последний ввернут в корпус 3, имеющий две присоединительные «ножки» 5.

Давление Pi через одну из присоедини­ тельных ножек и свер­ ления в корпусе (на ри­ сунке не показаны) поступает к капилляру; давление Р2 «снимает­ ся» с другой стороны капилляра через вто­ рую коммутационную ножку. Сверления в

винте 2 и корпусе 3 расположены таким образом, что по­ ток воздуха проходит также через дополнительный филь­ трующий слой — шерстяную пряжу 4, навитую на ка­ пилляр.

Величина сопротивления, создаваемого постоянным дросселем, определяется геометрическими размерами — длиной и диаметром капилляра, а также плотностью навивки фильтрующего слоя пряжи. В связи с этим по­ стоянные дроссели УСЭППА, строго говоря, не явля­ ются взаимозаменяемыми: разные экземпляры дроссе­ лей могут иметь заметно разнящиеся величины сопротив­ лений.

Обычно диаметр капиллярной проволоки в дросселе составляет 0,18 или 0,3 мм; длина капилляра 20 мм. Расходная характеристика дросселя — зависимость рас­ хода воздуха через дроссель от перепада давления на нем даже в первом приближении может считаться ли­ нейной лишь при небольших значениях перепада (не бо­ лее 0,1—0,2 кгс/см2).

матических цепях (например, для создания регулируе­ мой инерционности). Дроссель (рис. 10-6) выполнен по схеме «конус — конус». В корпусе 1 помещена втулка 2

363

с конусным отверстием, вдоль оси которого расположе­ на игла 3. Последняя закреплена в жестком центре раз­ делительной мембраны 5 и пружиной 4 прижимается -к лекальной пластине 6. При вращении настроечной го­ ловки 8 лекальная пластина 6, опирающаяся на винты

стройка сопротивления (проводимости) пере­ менного дросселя.

Присоединение пе­ ременного дросселя к пневматическим цепям осуществляется через две типовые коммута­ ционные ножки, кото­ рые сообщаются с дву­ мя торцевыми сторона­ ми конусной втулки че­ рез сверления в корпу­ се. Настроечная голов­ ка 8 дросселя снабже­ на равномерно оциф­

рованной шкалой 9 с

Рис. 10-6. Настраиваемый дроссель указателем 7. Рабочий УСЭППА.

диапазон угла поворо­ та головки составляет 300°; проводимость (сопротивление) переменного дрос­

селя может быть изменена более чем в 1 ООО раз. При любом положении головки (иглы), кроме положений, близких к положению максимального открытия, на дрос­ селе обеспечивается режим истечения, близкий к лами­ нарному.

При небольших значениях перепада давлений на пе­ ременном дросселе его расходную характеристику в пер­ вом приближении можно считать линейной.

Пневматические емкости предназначены для созда­ ния инерционных звеньев в пневматических цепях. Для этого их обычно соединяют последовательно с пневма­ тическим сопротивлением (постоянным или переменным дросселем).

364

Сумматор (рис. 10-8) представляет собой комбина­ цию переменного дросселя типа «конус—-цилиндр» и постоянного дросселя (капилляр), конструктивно объе­ диненных в единое изделие. Настройка коэффициентов ki и k2 достигается изменением сопротивления (прово­ димости) переменного дросселя. Диапазон изменения коэффициентов составляет от 0,02 до 0,99.

По принципу действия дроссельный сумматор яв­ ляется пассивным элементом. Выходной сигнал его -Рвых формируется за счет энергии (расхода) источни­ ков входных сигналов, поэтому быстродействие и допус­ каемая выходная нагрузка такого элемента ограничены.

Рассмотрим действие дроссельного сумматора под­ робнее. Пусть по входным каналам в элемент поступа­ ют сигналы — давления Pi и Р2.

Количество воздуха в емкости на выходе элемента

это объем входной камеры элемента УСЭППА с соеди­ нительным каналом); R — газовая постоянная; © — аб­ солютная температура воздуха, °К.

Принимая, что нагрузка сумматора представляет собой «глухую» емкость (изменение количества заклю-

3&5

ченного в ней воздуха может происходить только через постоянный или переменный дроссели сумматора), нахо­ дим скорость изменения количества воздуха на выходе элемента:

at

где Qi и Q2 — массовые расходы, соответственно через постоянный и переменный дроссели. В первом прибли­ жении их можно считать линейными функциями от пе­ репада давлений на соответствующем сопротивлении, т. е.

Подставив (10-2) и (10-4) в (10-3), найдем линеари­ зованное дифференцальное уравнение дроссельного сум­ матора:

рассмотрении уравнения (10-5) можно заметить также, что инерционность дроссельного сумматора зависит от величин настраиваемых весовых коэффициентов. При &i = l постоянная времени сумматора достигает макси­ мального значения Т. Для типовой нагрузки на выходе дроссельного сумматора УСЭППА величина Т состав­ ляет 0,3—0,4 сек.

Режим истечения через дроссели сумматора, как правило, близок к ламинарному. При изменениях пнев­

366