ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕЛ\А АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ, ВЫЧИСЛЕНИЯ, Советский патент 1961 года по МПК F15B13/42 

Известны схемы построения и технической реализации отдельных пневматических элементов.

Предлагаемая пневматическая система автоматического управления, вычисления, преобразования и регулирования отличается от известных тем, что для расширения возможностей построения различных устройств из ограниченного количества блоков последние образованы из мембранных элементов и реле типа «сопло-заслонка так, что каждый из Них выполняет только одну простейшую операцию.

Предлагаемая пневматическая система состоит из элемента сравнения, пневмореле, дискретной и непрерывной ячеек памяти, дискретного и непрерывного нневмоповторителей, нерегулируемого и регулируемого пневмосопротивлений, пневматического инерционного звена, конструктивно выполненных в виде самостоятельных устройств, реализируюш,их простейшие операции.

Па фиг. 1 показана конструктивная схема элемента сравнения; на фиг. 2 - непрерывный пневмоповторитель; на фиг. 3 - дискретная ячейка памяти; на фиг. 4 - непрерывная ячейка памяти; на фиг. 5 - нерегулируемое постоянное пневмосопротивление; на фиг. 6 - регулируемое постоянное пневмосопротивление; на фиг. 7 - пневматическое инерционное звено.

Элемент сравнения (фиг. 1) реализует возложенную на него функцию сравнения двух давлений PI и PZ, изменяющихся в диапазоне от О ати и до давления питания устройства, и

имеет релейную характеристику. Элемент сравнения содержит два узла «сопло-заслонка и набор плоских мембран, связанных по оси лсестким центром и заделанных по периферии в корпус. В глухие камеры } и 2, отделенные друг от друга мембранами, подаются входные давления PI и PZ. Трехмембранвый блочек 3 воспринимает их воздействие, в результате чего появляется некоторое суммарное усилие, действующее на жесткий центр 4 вдоль

его оси. Это усилие перемещает жесткий центр в сторону направления усилия, и он своим торцом перекрывает одно из сопл 5, открывая другое. Если разность PI-Р2 0, то выходное давление Р принимается за «1, если PI-P-2,Q,

то . При 0 выходное давление не определено. Настройка элемента сравнения осуществляется посредством перемещения подвижных сопл 5.

Пневмореле реализует релейную характеристику, отличающуюся от характеристики элемента сравнения наличием гистерезпсной петли. Конструктивное выполнение пневмореле аналогично элементу сравнения, но введение положительной обратной связи позволяет форлення Р-«1 (давление питания) и «О (О ати). Дискретный нневмоповторитель снециального конструктивного оформления не требует, а вынолняется на пневмореле, включенном таким образом, что на выходе имеет место давление нитания («1), когда входное давление Р нревосходит значение давления срабатывания fj, и выходное давление Р, равное О, когда Р меньше давления «отнускания Р. Непрерывный нневмоновторитель (фиг. 2) содержит узел «сопло-заслонка и одну мембрану, заделанную в корпус. Выходное давление Р постоянно приравнивается к входному давлению Р за счет величины неренуска воздуха через сопло 6 из междроссельной камеры 7, заключенной между постоянным нерегулируемым дросселем 8, установленным на линии нитания элемента, и узлом «еонло-заслонка, выполняющим роль переменного дросселя. Таким образом, ненрерывный пневмоновторитель имеет на выходе давление Р, равное давлению PI входа, но может отличаться от него на постоянную величину А, для чего в элемент может, быть введена пружина, натягивающая мембрану 9. Ненрерывный пневмоповторитель может иметь также усиленный но мощности выход, что достигается введением независимого пнтания. Дискретная ячейка памятр (фиг. 3) состоит из двух пневмореле, включенных по разным схемам. Одно из них А используется в качестве дискретного повторителя P Pi нри одном значении независимого командного давления (f( 0), сохраняя неизменным выходное давление Р нри другом значении Pt 0 (Pt l). Требуемое отклонение повторителя от входного давления PI осуществляет второе нневмореле Б с одновременным запиранием в глухой камере 10 давления, равного Р, в момент появления Pt 0 (Pt l}. Дискретная ячейка памяти может включаться в схемы двояко: по одной схеме включения «запоминание осуществляется при Я( 1, а но другой схеме включения - при Pt 0. Схемы включения отличаются друг от друга только местом ввода командного давления Pt (в первом случае Pt подается в камеру 11, а во втором - в камеру 12). Непрерывная ячейка памяти (фиг. 4) состоит из непрерывного .повторителя В и пневмореле Г. Включение пневмореле аналогично включению пневмореле дискретной памяти, и в целом непрерывная ячейка памяти отличается от дискретной ячейки памяти характером повторения. Непрерывная ячейка памяти может включаться двояко: с запоминанием но команде и с заноминанием но команде . Нерегулируемые постоянные пневмосонротивления (фиг. 5) выполняются в виде калибвается расход воздуха Q, нропорциональный разности входных давлений PI-- 2Регулируе.мые ностоянные пневмосопротивления (фиг. 6) состоят из корнуса 16 с профилированной седловиной и подвижной профилированной детали 17. Ноложение подвижной детали по отнощению к кромкам седла соответствует определенной характеристике из всего диапазона характеристик регулируемого иневмосопротивления. Сонротивление меняется от О до 00 при полном открытии и перекрытии седловины корнуса нодвижной деталью. Нневматическое инерционное звено (фиг. 7) схемно осуществляется соединением нневмое.мкости 18 и регулируемого постоянного пневмосопротивления 19. Скачкообразное увеличение (уменьшение) входного давления PI вызывает экспоненциальное нарастание (убыванне) выходной величины Р. Описанные пневмоэлементы, выполняющие простейшие фупкции, обеспечивают возможность построения различных устройств и нриборов. Так элемент сравнения, комбинируемый ii схе.мах с пневмосонротивлениями и пневматичеекими инерционны.ми звеньями, позволяет выполнять любые линейные вычислительные операции (суммирование, дифференцирование, интегрирование и др.). Элемент сравнения позволяет также строить схемы для нреобразования непрерывных величин в дискретные. На основе пневмореле могут быть реализованы элементарные логические операции («НЕТ, «И, «ИЛН и др.). Следовательно, можно строить схемы, выполняющие любые алгебраические логические функции. Дискретные ячейки намяти позволяют выполнять из них элементы задержки, а следовательно, выполнять любые временные логические функции. Непрерывные ячейки памяти еще больше расширяют возможности описываемой пневматической системы, охватывая те управляющие устройсгва, в которых необходима «память. Образование пневмоэлементов системы из чувствптельных .мембран н ре-Ле типа «сопло- заслонка обеспечивает высокую точность нх работы. Все элсме-иты системы имеют цокольное включение, а их монтаж ведется на стандартных панелях, наружная поверхность которых используется для установки элементов в соответствующие цокольные гнезда, а сама панель образуется соединением двух половин с продольным разъемом, внутри которого вынолняется сеть коммуникаций, соединяющих щтеккеры эле1ментов в соответствии с требования.ми данной конкретной схемы. Н Р е д м е т изобретения 1. Нневматическая система автоматического управления, вычисления, преобразования и регулирования, построенная из взаимозаменяемых блоков с унифицированными цоколями для установки блоков при монтаже в соответцелью расширения возможносте построения различных устройств, блоки образованы из мембранных элементов и реле типа «сопло- заслонка так, что каждый из ннх выполняет только одну простейшую операцию.

2. Система по ц. 1, отличающаяся тем, что она состоит из элемента сравнения, пневмореле, дискретной и непрерывно ячеек памяти, дискретного и непрерывного П1 евмоповторителей, нерегулируемого i регул)1руемого пневмосо1 ротивлен Й, пневматического инерционного звена, конструкт1 В ю выполне 1ных в виде самостоятельных устройств, реализующих простейшие операции.

Фиг 2 Фаг Фиг 7