По характеру движения воздуха постоянные дроссели делят на турбулентные и ламинарные. Турбулентные дроссели (рис.24, а) обычно выполняют в виде жиклеров - каналов с малым отношением длины к диаметру, а ламинарные (рис.24, б) в виде капилляров - каналов с большим отношением длины к диаметру.

Рис. 24. Постоянные дроссели: а - турбулентный, б - ламинарный

Наиболее распространенные конструкции переменных дросселей показаны на рис. 25.

Рис. 25. Переменные дроссели: а - цилиндр-конус, б - поршень-канавка, в - сопло-заслонка; 1 - втулка, 2 - конус, 3 - канавка, 4 - поршень, 5 - сопло, 6 - заслонка

На рис. 25, а представлен переменный дроссель типа цилиндр-конус, представляющий собой цилиндрическую втулку 1, вдоль которой перемещается конус 2. Проходное сечение такого дросселя зависит от положения конуса относительно цилиндра.

На рис. 25, б изображен переменный дроссель типа поршень-канавка. Он состоит из цилиндрической втулки 1 и поршня 4 с винтовой канавкой 3. Рабочая длина канавки изменяется при перемещении поршня вдоль втулки. Пневматическое сопротивление такого дросселя определяется не площадью проходного сечения, как в предыдущем случае, а длиной канавки.

На рис. 25, в показан переменный дроссель типа сопло-заслонка, состоящий из сопла 5 с цилиндрическим отверстием и заслонки 6. Пневматическое сопротивление такого дросселя зависит от величины зазора между соплом и заслонкой и изменяется при перемещении заслонки.

Пневматические дроссели применяются в схемах делителей давления, аналогичных делителям напряжения в электрических цепях. Простейший делитель давления состоит из двух последовательно соединенных дросселей с пневматическими сопротивлениями R₁ и R_{2 (}рис. 26).

Рис. 26. Делитель давления

Аналогично законам электротехники перепады давления р₁ - р₂ и р₂ - р₃ на дросселях делителя давления пропорциональны их пневматическим сопротивлениям R₁ и R₂:

(26)

Из этой формулы можно найти промежуточное давление р₂:

(27)

Промежуточное давление, как видно из формулы (27), - результат сложения двух давлений р₁ и р₂, умноженных на соответствующие коэффициенты. Поэтому схема делителя, приведенная на рис.26, часто называется дроссельным сумматором.

Если воздух после второго дросселя выходит в атмосферу, то p₃=0. В этом случае формула (27) примет вид:

(28)

Рассмотрим теперь устройство и принцип действия элементарных пневматических преобразователей, наиболее распространенные из которых приведены в табл. 5.

Таблица 5

Мембрана. Это зажатый между фланцами гофрированный диск, чаще всего из прорезиненной ткани, с жестким диском в центре (рис.27). Мембрана преобразует давление в силу. Так как эта сила F согласно формуле (23) пропорциональна приложенному давлению р, то статическая характеристика мембраны, как преобразователя, линейная.

Для преобразования давления сжатого воздуха в линейное перемещение или силу служат также трубчатые пружины и сильфоны.

Трубчатая пружина. Представляет собой согнутую в виде дуги трубку овального сечения (рис. 28). Один конец трубки запаян, а в другой, укрепленный неподвижно, подается измеряемое давление. Под действием давления р трубка стремится распрямиться, вследствие чего ее свободный запаянный конец перемещается. Это перемещение l пропорционально измеряемому давлению р:

L=k·p (29)

где коэффициент пропорциональности k - коэффициент передачи трубчатой пружины как преобразователя.

Рис. 27. Мембрана Рис. 28. Трубчатая пружина

Сильфон. Это гофрированная трубка, один конец которой закрыт (дно сильфона), а к другому подводится давление р (рис. 29). Под действием давления сильфон растягивается. Зависимость перемещения дна сильфона l от измеряемого давления р, как и в трубчатой пружине, выражается формулой (29).

Если перемещению дна сильфона препятствует неподвижная опора, то выходным сигналом сильфона является не перемещение, а сила F, действующая на опору. Зависимость этой силы от давления р выражается формулой (23), из которой видно, что эта характеристика сильфона также линейная.

Преобразователь сопло-заслонка. Для преобразования линейного перемещения в давление сжатого воздуха применяют переменный дроссель типа сопло-заслонка в сочетании с постоянным дросселем (рис.30, а). Постоянный дроссель R₁ вместе с переменным дросселем сопло-заслонка R₂ образует делитель давления.

Давление питания р₁ подводится к постоянному дросселю R₁ а выходным сигналом делителя является промежуточное давление р₂ Это давление согласно формуле (28) зависит от изменяемого сопротивления дросселя R₂ и, следовательно, от перемещения заслонки l.

Размещено на Allbest.ru