silowniki1

Najczęściej są stospwane^siłownlki pneumatyczne membranowe O działaniu prostym lub odwrotnym (rys. 5.3). Położenie przepony (membrany), a więc położenie trzpienia siłownika "X", jest wynikiem zachowania równowagi następujących siłs

a)    F^ - wynikającej z działania ciśnienia sterującego P_a na powierzchnię mąmbrany S,

b)    ?2 ~ przeciwnie do F., skierowanej siły od sprężyny zwrotnej, która ma stałą podatności C_ffl:

F, ci- x i F ; F_g0 - siła wstępnego naciągu sprężyny (dla '■'w

x«0),

c) ' F_t - siły tarcia (o zmiennym znaku), występującej w uszczel

nieniu trzpienia siłownika,

d)    F - innych pasożytniczych sił pochodzących np. od oddziały-■wania medium na grzybek zaworu.

Rys.

5.3. Budowa siłownika pneumatycznego o działaniu prostym i odwrotnym

Zmiana nachylenia charakterystyki x • f(P ) wynika ze zmiany po-wierzchni membrany w trakcie przesuwania się trzpienia siłownika.

Ze względu na konieczność zapewnienia dużej nadwyżklLsiły czynnej działającej na membranę, przewyższającej znacznie siły pasożytnicze, konstruktorzy zmuszeni są do Rys. 5.5. Charakterystyka zwiększania powierzchni przepony, statyczna siłownika pneu- co doprowadza do dużych wymiarów gama t.Jycznepo    ,

Ą-

działania siłownika (wskutek zwiększenia objętości napełnianej powietrzem komory nad membraną). Sposobem zmniejszającym znacznie te niepożądane efekty (histe-reza, nieliniowość, wolne działanie) jest zastosowanie ustawnika pozycyjnego (pozycjonera). Ustawnik umożliwia także przejście na wyższe ciśnienia zasilania oraz dokonywanie zmian charakterystyki siłownika. Pozytjoner jest urządzeniem mechanicznym ze wzmacniaczem pneumatycznym, urządzeniem obejmującym siłownik pętlą ujemnego sprzężenia zwrotnego. Idea rozwiązania siłownika z ustawnikiem, pracującym na zasadzie porównania przemieszczeń, przedstawiona jest na rys. 5.6. Zastosowany w pozycjonerze wzmacniacz pneumatyczny - to element sterujący kulkowy, dyspo-zujący na wyjściu stosunkowo dużym przepływem (w odróżnieniu od elementu dysza - przysłona) tak, iż wprowadzanie dodatkowego wzmacniacza mocy jest w tym wypadku zbędne. Położenie kulki elementu sterującego jest zależne od przesunięcia punktów "A" i "3" dźwigni : decyduje o wielkości ciśnienia wyjściowego wzmacniacza P^. Można zatem napisać na podstawie prostych zależności geometrycznych:

wy

k (—5-

w 'a +

_g_

+

*)»

(D

gdzie;

- wzmocnienie elementu sterującego, *    - przesunięcie mieszka sygnału wejść

Rys. 5.6. Siłownik membranowy z ustawnikiem pozycyjnym (zasada porównania przesunięć)