Мембранные пневматические усилители.

Мембранные пневматические усилители применяют в автоматике для небольших выходных мощностей и перемещений. Они более просты по конструкции, в них применяется гибкая металлическая или резиновая мембрана.

На рис.70 приведена схема трёхмембранного пневматического уси­лителя. Если командный сигнал не подан (Р_КОМ = 0), то жесткий центр 7 под действием усилия пружины 8 и усилия, создаваемого входным давлением Р_ВХ за счет разности эффективных площадей мембран 3 и 2, занимает крайнее верхнее положение.

Для нашего примера эффективную площадь, например, для мембраны 1 можно определить по формуле:

S_ЭФ1 = (π/12)×(D₁²+d₁²+D₁×d₁),

где D₁ и d₁ - соответственно диаметры заделки и жесткого центра.

Из приведенного выражения видно, что с увеличением диаметра жест­кого центра d₁, (при неизменном диаметре заделки D₁) S_ЭФ1 возрастает. При этом клапан 5 с эластичной накладкой, который плотно прижат к соплу жесткого центра пружиной 4, закрывает выход входному давлению Р_ВХ. Вы­ход усилителя в этот момент через камеры Б и А сообщен с атмосферой.

Рис. 70. Трёхмембранный пневматический усилитель.

При подаче командного сигнала (Р_КОМ ≠ 0) жесткий центр 7 за счет раз­ности эффективных площадей мембран 1 и 2 перемещается вниз. В этом случае клапан 5 под действием пружины 4 следует за жестким центром до тех пор, пока клапан 5 не сядет на неподвижное сопло 6. В этот момент прекращается связь выхода усилителя с атмосферой. При дальнейшем перемещении жесткого центра 7 вниз сжатый воздух со входа усилителя через отверстие в жестком центре попадает в камеру Б и затем на выход усилителя.

После снятия или уменьшения давления Р_КОМ жесткий центр под дей­ствием пружины 8 перемещается вверх.

В автоматике применяют также мембранные усилители с игольчатым управлением и с управляющим устройством типа сопло - заслонка.