ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ Российский патент 2000 года по МПК F15C3/02 

Изобретение относится к пневматическим элементам, предназначенным для осуществления функций, и может быть применено в системах пневмоавтоматики.

Известен пневматический логический элемент, содержащий корпус с соосно расположенными камерами, в которых размещены незакрепленные заслонки эластичного материала и которые снабжены соосными входами, а от соединяющего камеры соосно с ними канала отведен выход. На внешних торцах заслонок выполнены пазы, обеспечивающие соединение каждой камеры со своим входом при любом положении в ней заслонки. Элемент содержит также образующую коническую поверхность [1].

Недостатком данного пневматического логического элемента является условие, при котором на выходе элемента проходит пневмосигнал, а именно только при одновременной и равной по величине пневмосигналов на обоих входах элемента (P_вх1= P_вх2= 1) на выходе элемента проходит пневмосигнал, что не решает техническую задачу предложенного изобретения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является пневматический логический элемент, содержащий крышку, корпус, основание, мембрану, зажатую по периферии между крышкой и корпусом, жесткий центр, шток, тарель клапана, уплотнительные кольца, пружину. Жесткий центр, ступенчатый шток, тарель клапана, уплотнительные кольца и пружина образуют клапаны с двумя пневмоконтактами: первым между жестким центром и кольцом и вторым - между тарелью и кольцом. Все эти детали делят элемент на четыре цилиндрические камеры [2].

Недостатком данного элемента является наличие дополнительного управляющего сигнала на входе элемента (три управляющих сигнала на входе) для осуществления полного цикла команд, что усложняет исполнение конструкции, а также отсутствие временной зависимости между управляющими сигналами на входе в логический элемент не решает техническую задачу предложенного изобретения. При этом в случае, когда P_вх2 сообщается с P_вых и суммарное усилие от давления газа (P_вх2) и пружины превышает усилие, создаваемое давлением газа (P_вх1), канал с входом (P_вх2) закрывается. Регулировка величины рабочего хода клапана в данном устройстве осуществляется за счет прокладок различной толщины между торцевой поверхностью ступенчатого штока и поверхностью тарели, что является также недостатком, поскольку регулировка осуществляется ступенчато, а не плавно и трудоемка в эксплуатации.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является физическая защита объектов, сооружений и т.п.

Техническим результатом, на решение которого направлено данное изобретение, является создание логического элемента, у которого сигнал на выходе элемента проходит при соблюдении следующих условий:
- очередности подачи пневмосигналов;
- величины пневмосигналов;
- времени между пневмосигналами P_вх1 и P_вх2.

Технический результат достигается тем, что известный логический элемент, содержащий корпус с расположенными в нем камерами, крышку, мембрану, размещенную между корпусом и крышкой, клапан, представляющий собой жесткий центр, шток и подпружиненную тарель, в корпусе выполнены входные и выходные каналы, снабжен дополнительным клапаном, установленным в крышке соосно с основным, причем жесткий центр дополнительного клапана выполнен таким образом, что он является общим для обоих клапанов, а тарель основного клапана выполнена в виде поршня, при этом входной канал, выполненный в корпусе, сообщающийся с подпоршневым пространством, выбран из условия
H ≥ A, где
H - ход клапанного узла,
A - расстояние входного канала относительно поверхности поршня.

Основной клапан может иметь регулировочный винт, а жесткий центр может быть совмещен конструктивно с тарелью клапана и штоком.

Введение дополнительного клапана и расположение входного канала позволяет регламентировать время между пневмосигналами на входе в пневматический логический элемент. Выполнение основного клапана в виде поршня регламентирует очередность подачи пневмосигналов на входе в пневматический логический элемент. Регулировочный винт основного клапана позволяет изменять величину пневмосигналов.

На чертеже изображена схема предлагаемого элемента.

Пневматический логический элемент содержит крышку 1, корпус 2, основание 3, мембрану 4, зажатую по периферии между крышкой 1 и корпусом 2, жесткий центр 5, тарель клапана 6, пружину 7, уплотнительные кольца 8, 9, регулировочный винт 10. Жесткий центр 5, тарель клапана 6, уплотнительные кольца 8 и 9 и пружина 7 образуют клапан и дополнительный клапан.

Клапана образуют два пневмоконтакта: первый между жестким центром 5 и уплотнительным кольцом 9; второй - между тарелью 6 и уплотнительным кольцом 8.

Все эти детали делят пневматический логический элемент на три цилиндрические камеры: камеру 11 с входным каналом 12 (P_вх1), камеру 13 с входным каналом 14 (P_вх2) и камеру 15 с выходным каналом 16, находящимся между двумя пневмоконтактами.

Регулировка величины давления газа (P_вх1) в предлагаемом элементе осуществляется за счет усилия сжатия пружины 7 регулировочным винтом 10.

Элемент работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала (P_вх1=0) оба пневмоконтакта замкнуты за счет пружины 7. При этом выходной канал 16 отсоединен от входного канала 14. При появлении входного сигнала (P_вх1=1) оба пневмоконтакта размыкаются. При этом выходной канал 16 соединяется с входным каналом 14. Первый пневмоконтакт между жестким центром 5 и уплотнительным кольцом 9 разомкнут, поэтому P_вх1 стремится к 0 (P_вх1 ~ 0), за счет этого жесткий центр 5 совершает возвратно-поступательное движение. Выходной канал 16 соединяется с входным каналом 14 на короткое время при перемещении тарели клапана 6 на расстояние A. При снятии входного сигнала (P_вх1= 0) пружина 7 возвращает жесткий центр 5 в исходное состояние. При отсутствии входного сигнала (P_вх1=0) и подачи входного сигнала (P_вх2=1) оба пневмоконтакта замкнуты за счет пружины 7 и усилия на тарели клапана 6 от входного сигнала (P_вх2), при этом выходной канал 16 отсоединен от входных каналов 12 и 14.

Таким образом, предлагаемый пневматический логический элемент решает поставленную задачу, а именно пневмосигнал на выходе пневматического логического элемента может проходить только при соблюдении следующих условий:
- очередности подачи пневмосигналов;
- величины пневмосигналов;
- времени между пневмосигналами P_вх1 и P_вх2
По схеме предлагаемого пневматического логического элемента изготовлен макет, проведены испытания, которые подтвердили работоспособность и технический результат предложенного изобретения.

Источники информации
1. Авт. св. СССР N 1000620, кл. F 15 C 3/02, 1983, опублик. БИ N 8 от 28.02.83.

2. Авт. св. СССР N 632835, кл. F 15 C 3/02, 1978, опублик. БИ N 42 от 15.11.78.

Пневматический логический элемент предназначен для осуществления логических функций и может быть применен в системах пневмоавтоматики. Пневматический логический элемент содержит корпус с расположенными в нем камерами, крышку, мембрану, размещенную между корпусом и крышкой, клапан, представляющий собой жесткий центр, шток и подпружиненную тарель. В корпусе выполнены входные и выходные каналы. Пневматический логический элемент снабжен дополнительным клапаном, установленным в крышке соосно с основным. Причем жесткий центр дополнительного клапана выполнен таким образом, что он является общим для обоих клапанов, а тарель основного клапана выполнена в виде поршня, при этом входной канал, выполненный в корпусе, сообщающийся с подпоршневым пространством, выбран из условия H больше или равно A, где H - ход поршня, A - расстояние от нижней стенки входного канала до поверхности поршня со стороны выходного канала в его статическом состоянии. Основной клапан имеет регулировочный винт. Жесткий центр совмещен конструктивно с тарелью клапана и штоком. Изобретение позволяет осуществить прохождение пневмосигнала на выходе пневматического логического элемента при соблюдении определенных условий. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Пневматический логический элемент, содержащий корпус с расположенными в нем камерами, крышку, мембрану, размещенную между корпусом и крышкой, клапан, представляющий собой жесткий центр, шток и подпружиненную тарель, в корпусе выполнены входные и выходные каналы, отличающийся тем, что логический элемент снабжен дополнительным клапаном, установленным в крышке соосно с основным, причем жесткий центр дополнительного клапана выполнен таким образом, что он является общим для обоих клапанов, а тарель основного клапана выполнена в виде поршня, при этом входной канал, выполненный в корпусе, сообщающийся с подпоршневым пространством, выбран из условия
Н ≥ А,
где Н - ход поршня;
А - расстояние от нижней стенки входного канала до поверхности поршня со стороны выходного канала в его статическом состоянии. 2. Пневматический логический элемент по п.1, отличающийся тем, что клапан имеет регулировочный винт. 3. Пневматический логический элемент по пп.1 и 2, отличающийся тем, что жесткий центр совмещен конструктивно с поршнем клапана и штоком.