Пневматическое устройство для ускорения передачи дискретных сигналов Советский патент 1984 года по МПК F15C3/04 

2.Устройство non.l, отличающееся тем, что ограничитель верхнего уровня давления вьшолнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии свзи, а сопло и глухая камера рообщен с атмосфер ой.

3.Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что ограничитель нижнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, сопло сообщено с атмосферой, а глухая камера - с каналом управления ограничителя.

4.Устройство по П.1, о тл и чающееся тем, что импульсатор набора давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, сопло которого подключено к выходу кмпульсатора, а проточная камера соединена с входом импульсатора и через первый регулируемый дроссель - с глухой камерой данного одномембранного элемента.

5.Устройство по П.1, отличающееся тем, что импульсатор сброса давления выполнен в виде

нормально открытого одномекбранного элемента, сопло которого соединено с выходом импульсатора, глу:сая камера с входом импульсатора, а проточная камера через последовательно включенные емкость и второй регулируемый дроссель сообщена с атмосферой.

6,Устройство по п.4, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокра;щения подготовительного времени при переключениях, в нем установлен первьй дополнительный нормально открытый одномембранный элемент, сопло которого подключено к глухой камере одномембранного элемента импульсатора набора давления, проточная камера связана с атмосферой, а глухая - с выходом передающего эл емента.

7.Устройство по п.5, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства путем сокращения подготовительного времени при переключениях, в нем установлен второй дополнительный нормально открытый одномембранный элемент, сопло которого соединено с линией связи, проточная камера - с атмосферой, а глухая камера - с входом импульсатора сброса давления и через второй дроссель - с каналом питания.

1. ПНЕВМАТОТЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее передающий и приемный элементы, линию связи, конец которой подключен к входу приемного элемента, импульсаторы набора и сброса давления, входы которых подключены к выходу передающего элемента, и источник питания, отличающ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем в линии связи, соединенной с источником питания, установлены последовательно включенные первый дроссель, ограничитель нижнего уровня давления и ограничитель верхнего уровня давления, причем выходы импульсаторов набора и сброса S давления соединены с линией связи после ограничителя верхнего уровня (Л давления, а канал управления ограничителя нижнего уровня давления соединен с выходом передающего элемента.

Изобретение относится к пневматическим устройствам, обеспечивающим ускоренную передачу дискретных сигналов по линии связи, и может быть использовано в различных системах пн-звмоавтоматики.

Известно пневматическое устройстве для ускорения передачи дискретных сигналов, которое содержит приемный элемент, включенный в конце линии связи, и управляемый клапан, к выходу которого подключен дроссель, обязанный с атмосферой. Вход управляемого клапана соединен с, входом приемного элемента, а управляющий вход с его выходом.

При передаче единичного дискретного сигнала по линии связи давление на входе приемного элемента нарастает от

нуля до уровня его срабатьшани я, элемент включается, выходной сигнал открывает управляемый клапан и линия связи сообщается с атмосферной через дроссель. Благодаря этому давление на входе приемного элемента прекращает нарастать и устанавливается несколько выше уровня его срабатывания. При передаче нулевого дискретного сигнала давление в линии связи уменьшается, включаются приемньй элемент и управляемый клапан и устройство возвращается в исходное состояние. Уменьшение времени выполнения команд приемным элементом достигается за счет сокращения времени отпускания приемного элемента при падении давгления в линии связи от какого-либо установившегося значения до его поро3,1 га отпускания по сравнению с падением давления от давления питания до порога отпускания, т.е. благодаря ог раничению верхнего уровня давления дискретного сигнала в линии связи (1 Однако известное устройство обеспечивает ускорение передачи лишь нулевого дискретного сигнала, а время передачи единичного сигнала оказывается достаточно длительным (особенно при высоком пороге срабатывания приемного элемента), что не позволяет получить удовлетворительное суммарное время передачи команды по линии связи. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му эффекту является пневматическое устройство для ускорения передачи дискретных сигналов по линии связи, которое содержит передающий и приемный элементы, линию связи, задатчики установившихся значений давления, импульсаторы, формирующие предельные давления, элементы ИЛИ и пневмоэлементы-клапаны, осуществляющие подклю чение задатчиков и импульсаторов к линии связи в требуемые моменты времени. Один из задатчиков настроен на давление несколько ниже порога сраба тывания приемного элемента, другой несколько вьше порога отпускания при емного элемента С2 3. Недостатком указанного устройства является большое количество пневмоэлементов, что усложняет конструкцию и снижает его надежность. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем что в пневматическом устройстве для ускорения передачи дискретных сигналов, содержащем передающий и приемный элементы, линию связи, конец которой подключен к входу приемного элемента, импульсаторы набора и сбро са давления, входы которых подключены к выходу передающего элемента, и источник питания, в линии связи, соединенной с источником питания, установлены последовательно включенные первый дроссель, ограничитель нижнего уровня давления и ограничи- тель верхнего уровня давления, причем выходы импульсаторов набора и сброса давления соединены с линией связи после ограничителя верхнего уровня давления, а канал управления 44 ограничителя нижнего уровня давлени соединен с выходом передающего элемента. Ограничитель верхнего уровня давления вьшолнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, а сопло и глухая камера сообщены с атмосферой. Ограничитель нижнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, сопло сообщено с атмосферой, а глухая камера - с каналом управления ограничителя. Импульсатор набора давления вьшолнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, сопло которого подключено к выходу импульсатора, а проточная камера соединена с входом импульсатора и через первый регулируемый дроссель - с глухой камерой данного одномембранного элемента. Импульсатор сброса давления вьтолнен в виде нормально открытого одномембранного элемента, сопло которого соединено с выходом импульсатора, глухая камера - с входом импульсатора, а проточная камера через последовательно включенные емкость и второй регулируемый дроссель сообщена с атмосферой. Кроме того, с целью повышения быстродействия путем сокращения подготовитЕшьного времени при переключениях, в устройстве установлен первый дополнительный нормально открытый одномембранньм элемент, сопло которого подключено к глухой камере од- номембранного элемента импульсатора набора давления, проточная камера связана с атмосферой, а глухая - с выходом передающего элемента. В устройстве установлен второй дополнительньй нормально открытый одномембранный элемент, сопло которого соединено с линией связи. Проточная камера - с атмосферой, а глухая камера - с входом импульсатора сброса давления и через второй дроссель - с каналом питания. На фиг.1 изобр джена схема предлагаемого устройства, на фиг,2 - то же, вариант с дополнительными одно- мембранными элементами. Устройство (фиг.1) содержит передающий элемент 1, представлякяций собой трехмембраниое реле с проточной камерой, выход которого соединен с глухой камерой -ограничителя 2 нижнего уровня давления в линии 3 связи, вьтолненного в виде нормально закрытого одномембранного элемента, сопло которого связано с атмосферой. Выход передающего элемента 1 через первый регулируемый дроссель 4 связан с глухой камерой нормально закрытого одномемСЗранного элемента 5 и с глухой камерой нормально открытого одномембранного элемента 6, к нротрчной камере которого нодсоединены емкость 7 и второй регулируемый дроссель 8, связанный с атмосферой. Одномембранньй элемент 5 и регулируемый дроссель 4 образуют импульсатор 9 набора давления, а одномембранный элемент 6 и емкость 7 с регулируемым дросселем 8 - импульсатор 10 сброса, давления. Линия 3 связи соединена с входом приемного элемента 11, включенного по схеме Да, выходами импульсаторов с соплами одномембранных элеме11тов 5 и 6, с проточной камерой ограничителя 12-верхнего уровня давления, представляющего собой нормально закрытый одномембранньй элемент, сопло и глухая камера которого сообщены с атмосферой, с проточной камерой ограничителя 2 и через первый дроссель 13 - с источником 14 питания .

Устройство включает также первый . 15,и второй 16 нормально открытые дополнительные одномембранные элементы и второй дроссель 17,

Устройство работает следующим об-р аз ом.

В исходном состоянии воздух от источника 14 питания через дроссель 13 заполняет линию 3 связи и через открытьй одномембранный элемент 6 емкость 7 до давления несколькониже порога отпускания приемного одномембранного элемента 11, которое обеспечивается соответствующим выбором пружины управляемого ограничителя 2 нижнего уровня давления. При этом излишки воздуха сбрасываются из линии 3 связи в атмосферу через регулируемый дроссель 8 и сопло управляемого ограничителя 2 нижнего уровня давления,

При подаче входного сигнала включается передающий элемент 1, его выходной сигнал закрывает управляемый

ограничитель 2 нижнего уровня и давление в линии связи начинает нарастать, а также закрывает одномембранный элемент 6 импульсатора 10 и воздух из емкости 7 через регулируемый дроссель 8 сбрасывается в атмосферу. Одновременно выходной сигнал передакг щего элемента 1, амплитуда которого равна давлению питания, поступает через проточную камеру и сопло одномембранного элемента 5 импульсатора 9 набора давления в линию 3 связи и регулируемый дроссель 4 - в глухую камеру одномембранного элемента 5, тем самым закрывая его и

формируя импульс давления в линии 3 связи. При этом давление в ней скачкообразно (обеспечивается импульсатором 9 набора давления) возрастает до У1эовня несколько выше порога сра(Затывания приемного одномембранного элемента 11, который обеспечивается соответствующим выбором пружины ограничителя 12 верхнего уровня давления, вызывая включение приемного одномембранного элемента 11, формирующего выходной сигнал устройства, и далее излишки воздуха сбрасываются из линии 3 связи в атмосферу через сопло огра0 ничителя 12 верхнего уровня давления.

При снятии входного сигнала передающий элемент 1 отключается и одновременно открываются ограничитель 2

нижнего уровня давления и одномемб1ранный элемент 6 импульсатора 10 сброса давления. Давление в линии 3 связи скачкообразно падает, заполняя емкость 7 через сопло и проточную каQ меру одномембранного элемента 6, и устанавливается на уровне несколько ниже порога отпускания приемного одномембранного элемента 11, который- в свою очередь выключается, и выходной

, сигнал устройства исчезает.

I Таким образом, при передаче единичного и нулевого сигналов давление в линии 3 связи изменяется в пределах порога отпускания и -срабатывания приемного одномембранного элемента 11

(обеспечивается управляемым ограничителем 2 нижнего уровня давления и ограничителем 12 верхнего уровня давления) скачкообразно (обеспечивается импульсаторами 9 набора и 10 сброса давления)5 что обусловливает ускоренную передачу командного сигнала по линии 3 связи. Установленные в устройстве регулируемый дроссель 4 и емкость 7 с регулируемым дросселем 8 позволяют настраивать длительность и амплитуду импульсов набора и сброса давления, вырабатываемых импульсаторами 9 набора и 10 сброса давления, с целью оптимизации переходных процессов в линии 3 связи при изменении ее параметров (длины, диаметра, и т.п.), что также способствует ускорению прохождения сигнала по линии связи. Благодаря применению в устройстве приемного одномембранного элемента 11 имеющего меньший гистерезис по сравнению с элементами УСЭППА, возможно сужение диапазона изменения давления в линии 3 связи, что позволяет несколько сократить время прохождения сигнала по ней, а также упростить алгоритм управления приемным одномембранным элементом 11, что приводит к уменьшению количества элементов,входящих в устройство. В устройство по второму варианту (фиг.2) дополнительно введены нормал . но открытый одномембранный элемент 15 сопло которого соединено с глухой ка мерой одномембранного элемента 5, . проточная камера сообщена с атмосферой, а глухая подключена к выходу пе редающего элемента 1, и нормально от крытый одномембранньпт элемент 16, сопло которого подключено к линии 3 связи, проточная камера сообщена с атмосферой, а глухая соединена с соплом одномембранного элемента 6 и через дроссель 17 - с источником питания . В исходном состоянии одномембранный элемент 15 открыт, сообщая глухую камеру одномембранного элемента 5 с атмосферой, а одномембранный элемент 16 закрыт давлением, уровень которого определяется параметрами дроссельного делителя, образованного дросселями 17 и 18. Состояние осталь ных элементов и всего устройства в целом аналогично вышеописанному. Излишки воздуха из линии 3 связи сбрасываются в атмосферу через управляемьй ограничитель 2 нижнего уровня давления. При подаче входного сигнала сраба тывает передающий элемент 1 и его вы ходкой сигнал закрывает одномембранные элементы 15 и 6. При этом отсека ется от атмосферы глухая камера одномембранного элемента 15 и становится возможной работа импульсатора 9 набора давления в линии 3 связи, а закрытие одномембранного элемента 6 приводит к , что давление в глухой камере одномембранного элемента 16увеличивается до давления питания и он остается закрытым, а воздух из емкости 7 сбрасывается в атмосферу через регулируемый дроссель 8. В остальном устройство работает аналогично вьппеописанному. При снятии входного сигнала выключается передающий элемент1, открывается одномембранный элемент 15 и воздух из глухой камеры одномембранного элемента 5 сбрасывается в атмосферу. Одновременно открывается одномембранный элемент 6, подключая глухую камеру одномембранного элемента 16 к разреженной емкости 7. При этом давление в глухой камере одномембранного элемента 16 резко падает и он открывается, сообщая линию 3 связи с атмосферой. В следующий момент времени давление в емкости 7 и в глухой камере одномембранного элемента 16 увеличивается до уровня, определяемого параметрами дросселей 17и 8, и он закрывается. Устройство возвращается в исходное состояние. При подаче очередного входного сигнала описанный цикл повторяется. Подключение к устройству дополнительного одномембранного элемента 15 позволяет осуществить быструю разгрузку глухой камеры одномембранного элемента 5 импульсатора 9 набора давления после включения передающего элемента 1. Одномембранный элемент 16 - более крутой фронт сброса давле НИН из линии 3 связи, так как в этом варианте емкость 7 нагружена практически лишь глухой камерой одномембранного элемента 16, имеющей значительно меньший объем по сравнению с объемом линии 3 связи, и осуществляется более быстрое опорожнение емкости 7, которая может бытьвыбрана существенно меньшего объема. Таким образом, одномембранньш элемент 15 обеспечивает быструю подготовку устройства для передачи единичной посылки, а одномембранный элемент 16 нулевой, что повьщхает быстродействие всего устройства в целом.

Технико-экономический эффект по сравнению с базовым объектом достигается замечет уменьшения количества пневмоэлёментов. , входящих в уст

ройстве, и замены элементной базы УСЭППА на более дешевую одномембранную технику НЭМП 30.