573

Виды управления пневмораспределителями

Рис. 4

Рис.4. Основные виды управления распределителями

1.4. Регулирующая пневмоаппаратура

Регулирующая аппаратура предназначена для изменения давления и расхода сжатого воздуха путем регулирования величины открытия проходного сечения. К этой группе пневмоаппаратуры относятся редукционные и предохранительные пневмоклапаны, дроссели.

Пневмодроссели предназна-

чены для изменения расхода путем создания местного гидравлического сопротивления потоку сжатого воздуха.

11

Различают дроссели постоянные, сопротивление которых (величина проходного сечения, форма или длина канала) не может быть изменено в процессе эксплуатации, и переменные (регулируемые), сопротивление которых можно изменять настройкой. Дроссели используют главным образом как регуляторы скорости (РС) пневмодвигателей и скорости заполнения или опорожнения емкостей в целях создания временных задержек.

Дроссели обычно выполняют в виде отдельных регулируемых устройств и часто снабжают обратным клапаном (рис. 5), устанавливаемым параллельно дросселирующему узлу. Они дросселируют поток воздуха только в одном направлении, а поток воздуха противоположного направления пропускают с небольшим сопротивлением, создаваемым обратным клапаном.

Пневмоклапаны редукционные с ручной и дистанционной на-

стройкой предназначены для автоматического поддержания давления сжатого воздуха на заданном уровне. На рисунке 6 представлен редукционный пневмоклапан типа B57-I6.

Сжатый воздух подводится к присоединительному отверстию П, отвод стабильного давления производится через отверстие О. Настройка пневмоклапана осуществляется при помощи винта 1, действующего через пружину 2 и толкатель 3 на дроссельный клапан 4. Выходное давление, действующее на мембрану 5 снизу, уравновешивается усилием пружины 2.

Рис. 6. Редуктор

При нарушении выходного давления указанное равновесие нарушается, мембрана 5 прогибается и через толкатель 3 отжимает дроссельный клапан 4, увеличивая проход воздуха и, тем самым, его расход и давление. При повышении давления на выходе пружина 2 сжимается, дроссельный клапан 4 прикрывается, что приводит к уменьшению расхода и давления сжатого воздуха.

12

1.5. Аппаратура подготовки воздуха

Устройства для очистки воздуха подразделяют по назначению на фильтры (для очистки от механических загрязнений), влагоотделители (для очистки от воды и масла в жидком состоянии) и осушители (для очистки от влаги в парообразном состоянии). Применяются комбинации этих устройств, например, фильтры-влагоотделители. На рисунке 7 приведена конструкция и условное обозначение фильтравлагоотделителя с ручным отводом конденсата типа B41-1.

Сжатый воздух, подведенный к отверстию П, попадает на крыльчатку 1 и движется по винтовой линии. Капли воды и масла, а также крупные твердые частицы, находящиеся в потоке воздуха, под действием центробежных сил отбрасываются на стенки стакана и стекают вниз в спокойную зону, отделенную заслонкой 3. Очищенный от жидкой влаги воздух проходит через металлокерамический фильтр 4, очищается от твердых

Рис. 7. Фильтр загрязнений и поступает к выходному отверстию О.

Удаление воды и других загрязнений из фильтра происходит под действием сжатого воздуха при открытии ручного запорного клапана 5. Прозрачный материал стакана 2 позволяет следить за количеством конденсата и производить своевременный его отвод.

Маслораспылители предназначены для внесения в сжатый воздух распыленного масла с целью смазки трущихся поверхностей пневматических устройств.

13

1.6. Системы управления исполнительным устройством

На рисунке 8 показана схема управления движением «впередназад» пневмоцилиндра ПЦ. Сжатый воздух из магистрали через филътр-влагоотделитель Ф, регулятор давления РД и маслораспылитель М поступает к каналам питания клапана К и распределителя Р. Под действием разности сил давления (пневматической пружины) распределитель находится в положении, при котором сжатый воздух из магистрали поступает в штоковую полость пневмоцилиндра, а поршневая полость связана с атмосферой. Полость управления через выходной канал клапана К связана с атмосферой. При нажиме на кнопку клапан К переключается в положение, при котором атмосфера отсекается, а выход связывается с магистралью. Сжатый воздух, поступая в полость управления распределителя Р, переключает его в положение, показанное справа на его условном изображении. При этом поршневая полость пневмоцилиндра ПЦ связывается с магистралью, а штоковая – с атмосферой; поршень движется направо, выдвигая шток. После отпускания клапана распределитель переключается в исходное положение, так как сжатый воздух из полости управления выходит в атмосферу через канал в клапане К. Поршень пневмоцилиндра движется налево и шток втягивается. Регуляторы скорости PC1 и РС2 (дроссель с обратным клапаном) позволяют регулировать скорость поршня в прямом (PC1) и обратном (РС2) направлениях.

Схема, показанная на рисунке 9, осуществляет движение штока пневмоцилиндра ПЦ вперед при нажатии на клапаны К1 или К2 и движение штока ПЦ назад при нажатии клапана К3. Логический клапан К-ИЛИ является разделительным (при подаче сигнала от клапана K1 он перекрывает канал, ведущий к клапану K2, связанный с атмосферой, и наоборот).

На рисунке 10 – движение штока ПЦ вперед-назад осуществляется автоматически от концевых переключателей П1 и П2 при включенном тумблере Т. Остановка ПЦ в исходном положении производится при отключении тумблера Т.

Рисунок 11 показывает движение штока ПЦ вперед-назад (аналогичные со схемой на рисунке 10), с выдержкой времени на выдвижение штока ПЦ за счет включения реле времени РВ.

14

На рисунке 12 – движение штока ПЦ вперед производится только при нажиме обеих кнопок К1 и К2, а движение назад – только при отпускании обеих этих кнопок.

На рисунке 13 – движение штока ПЦ вперед производится при нажиме любых двух из трех кнопок K1, K2, К3, а движение назад – при отпускании этих кнопок.

Рис. 8. Простая схема управления пневмоцилиндром

15

Рис. 9. Управление пневмоцилиндром с использованием логического клапана ИЛИ

Рис. 10. Путевое управление пневмоцилиндром

16

Рис. 11. Путевое управление пневмоцилиндром с использованием реле времени

Рис. 12. Логическое управление пневмоцилиндром

17

Реле состоит из четырёх камер а, б, в, г, разделённых тремя мембранами. Мембраны объединены жёстким центром в единый мембранный блок. Эффективные площади f двух крайних мембран меньше эффективной площади F средней мембраны. Камеры имеют шесть входных и выходных каналов 1–6. Перемещение жёсткого центра ограничено двумя упорами, являющимися соплами; торцы жёсткого центра являются заслонками. Верхняя а и нижняя г камеры имеют два входа и являются проточными. Средние камеры б, в – глухие.

В зависимости от соотношения величины управляющих сигналов Х1 и Х2 мембранный блок перемещается вверх или вниз. В первом случае он закрывает сопло (пневмоконтакт) 1 и открывает сопло 6 , выходное давление Р при этом становится равным атмосферному, т. к. воздух из выходного канала стравливается в атмосферу через канал 5. В другом случае сопло 6 закрывается и открывается сопло 1, при этом выходное давление становится равным давлению питания

Рпит .

Характерной особенностью пневмореле является наличие положительной обратной связи. Она заключается в том, что при движении мембранного блока вверх и перекрытии сопла 1 на мембранный блок перестаёт действовать сила Р · f , что способствует дальнейшему передвижению мембранного блока к соплу 1. При движении же мембранного блока вниз и при открытии сопла 1 на мембранный блок начинает действовать сила Р · f , что способствует передвижению мембранного блока к соплу 6. Положительная обратная связь увеличивает быстродействие реле.

В дискретных схемах, где используется пневмореле, один из управляющих сигналов является постояннодействующим и выбирается равным 0,3 · Рпит (для камеры б) или 0,7 · Рпит (для камеры в). Это постоянное давление называют подпором, и оно предназначено для фиксации мембранного блока в одном из крайних положений. На схемах камеры, в которых установлено давление подпора, заштрихованы. Другой управляющий сигнал (Х1 и Х2 в зависимости от схемы) является входным сигналом и может менять своё значение в процессе работы.

Входные и выходные сигналы пневмореле могут иметь только два значения, которые условно обозначаются «0» или «1». Под «0»

19

понимается давление воздуха от 0 до 0,2 · 105 Па (0,2 кгс/см2), под «1» – давление от 1,1 · 105 Па до Рпит .

На рисунке 15 изображена схема трёхмембранного пневматического реле ПIР3 , в котором, в отличие от реле ПIР1, под мембранным блоком расположена пружина, которая фиксирует мембранный блок в крайнем верхнем положении. Отметим, что пружина играет функцию давления подпора, вследствие чего обе камеры б и в могут быть использованы для подвода управляющих сигналов.

Рис. 15. Трехмембранное пневмореле П1Р3 с пружиной

1.8. Характеристики пневмореле

Пневмореле характеризуются следующими показателями:

1.8.1.Чувствительность, которая определяется абсолютной разностью величин переменного управляющего сигнала, соответствующего началу и концу набора (появление «1» на выходе), началу и концу сброса (появление «0»).

1.8.2.Гистерезис пневмореле (β), определяемый разницей между величинами переменного управляющего сигнала, соответствующими концу набора и концу сброса при появлении на выходе «0» и «1». Чувствительность и гистерезис пневмореле определяются по его статической характеристике.

1.8.3.Быстродействие пневмореле (время срабатывания), которое определяется временем с момента подачи управляющего сигнала до момента достижения заданного уровня выходного сигнала.

20