Интегродифференцирующее устройство Советский патент 1990 года по МПК G06G5/00 

Изобретение- относится к средствам ; автоматики и может быть использовано в механических, гидравлических и пневматических установках систем автоматического управления и регулирования различного назначения для улучшения их динамических показателей.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства, разрез.

Интегродифференцирующее устройство включает в себя первый сильфон 1 узла приема входных сигналов с подвижным фланцем 2 и неподвижньм 3 с первой цилиндрической втулкой направляющей 4. Закрытая полость сильфона при помощи жесткой гидролинии 5 гибкой гидролй- нии 6, а также жестких гидролиний 7 и 8 через перепускной двухседельный клапан 9 и дроссель 10 сообщается с соосными сильфонами 11 и 12 (третий и второй), связанными меткду собой при ПОМ011Щ общего подвижного фланца 13. Последний жестко соединен с фланцем 14 четвертого сильфона 15 суммирующего механизма, который другим торцо.м соединен с другим подвижным фланцем 16. Последний связан с тягой 17, перемещение которой является выходным сигналом. Для возврата в исходное положение тяги 17 и исключения влияния механического гистерезиса материала стенок сильфона применена возвратная пружина 18.

Рабочая жидкость из сильфона 1 может поступать во второй сильфон 12 двумя путями: через гидролинию 5, дроссель 10 и гидролинию 8 - первый путь и через клапан 9, гидролинию 7 и гидролинию 8 - второй путь. В третий сильфон 11 рабочая жидкость поссд

00

сд

00

ф

51585806

. тупает толыш одним путем (через i жесткуга гидролинию 5 и гибкуто гкдро- липию 6).

Для обеспечения возможности симметрично формировать в первой фазе переходного процесса выходной сигнал, пропорциокальмый интегралу от входно- roja во второй фазе формировать выходной сигнал, пропорцнонапьньи первой производной от входного сигнала как вслучае резкого увеличения, так :и в случае резкого уменьшения входно- го сигнала, клапан 9 выполнен в виде д.вух расположенных сооясно и жестрсо связанных между собой клапанов, разделенных двумя возвратными пружинами

10

15

20

30

19,, одни которых опираются в разделяю1Ц1 й их неподвижный фланец 3, а противоположные концы - в клапаны. Подвижные деталш преобразователя перемещаются во второй направляющей 20, выполненной в виде втулки. Фланец 14 сильфона 15 перемещается в третьей втулке подвижного фланца 16 25

. Работу предлагаемого интегродиффе- ренцнруюш.ег о гидравлического устройства, последовательно включенного в систему автоматичекого регулирования или i управления, рассмотрим в двух харак- ; терных случаях: при резком (мгновен- ном) увеличении входного сигнала; при резком (мпювенном) уменьшении вход- ого сигнала.

В первом случае при резком (мгно- ) увеличении входного воздействия, вследствие наличия дросселя 10 в первой фазе переходного процесса давление во втором сил;Е4 он е 12 нарастало бы медленнее э чем в третьем силь - фоне 11 (аналогично прототипу), однако в результате наличия перепускного клапана 9 и обводной гидролинии 7 часть рабочей жидкости из сильфона 1 через открытый еще вначале клапан 9, гидролинии 7 и В, минуя дроссель 10, дополнительно поступает в полость сильфона 12, увеличивая при этом (по сравнению с сильфоном 11) в нем давпч ус з в р

п д пр р а и ро пе чи на в пе му ме лн че не ни фа сл ус зв ви ро во фо но 40 пе ну па це ет но за ус но

мо ди

45

ление, в результате чего подвшшьп фланец 13,, находясь в первой фазе переходного процесса, перемещается несколько влево э переме цая вместе с собой подвижньш фланец 14 сильфона 15, создавая этим дополнительное уменьшение давления рабочей жидкости в силь- фоне 11, от которого его фланец 16, связанный с тягой 17 выходного сигнала получает дополнительное замедление

0

5

0

0

5

Итак, в первой фазе рассматриваемого переходного процесса имеет место вычитание двух перемещений, т.е. выход устройства состоит из перемещения, вызванного изменении- входного воздействия минус перемещение, вызванное скоростью изменения входного воздействия.

В конце первой фазы переходного процесса, когда от резкого воздействия давления рабочей жидкости возвратные пружины 19 сжимаются, клапан 9, перекрывая вход обводной гидролинии 7, автоматически переводит устройство из интегрирующего в дифференцирующее устройство, тогда в начале второй фазы переходного процесса вследствие .наличия, дросселя 10 давление в сильфоне 12 нарастает медленее, чем в сильфоне 11, в результате чего подвижный фланец 13 перемещается по отношению к подвижному (Ьланцу 16 несколько вправо, перемещая вместе с собой подвижный фланец 14 сильфона 15 и создавая в нем дополнительное приращение давления рабочей жидкости. При этом подвижный фланец 16 сильфона 11, связанный с тягой 17 выходного сигнала, получает дополнительное перемещение. Итак, во второй фазе переходного процесса имеет место сложение двух перемещений, т.е. выход устройства состоит из перемещения вызванного измененим входного воздействия, и перемещения, вызванного ско- ростью изменения входного .воздействия. В случае резкого (мгновенного) ос вобозщения подвижного фланца 2 сильфона 1 устройство работает аналогично лишь с той разницей, что выходные 0 перемещения направлены в противоположную сторону. При этом перепускной клапан 9 в первой фазе переходного процесса обводную ГИДР9ЛИНИЮ 7 открывает, обеспечивая интегрирование входного сигнала, а во второй фазе - ее закрьшает и автоматически переводит устройство на дифференцирование входного сигнала..

В рассмотренных случаях предлагаемое устройство работает как интегро- - дифференцирующее звено.

Если входное воздействие изменяется плавно (медленно), тогда давление рабочей жидкости в сильфоне 1 узла приема входных сигналов также изменяется медленно. В результате перепад давления в сильфонах 11 и 12 практически отсутствует и подвижные фланцы 13, 14 и 16 перемещаются влево с прак-

5

0

5.::

тическн одинаковой скоростью, обеспечивая при этом передачу через тя1:у 17 сигнала дальше на орган исполнительного механизма.

Б случае плавного (медленного) освобождения подвижного фланца 2 силь- фона 1 устройство работает аналогично, только выходные перемещения направлены в противоположную сторону. В последних указанных двух случаях работы устройства его выход состоит только из перемещения, вызванного изменением входного воздействия, т.е. устройство .работает аналогично про- тотиЛу кшс усилительное звено.

Использование предлагаемого интегро диф)еренцирующег о устройства расширяет его функциональные -возможности, по

под вижньгм фланцем, гидромеханический преобразователь, состоящий из дросселя и двух соосных сильфонов, смежные торцы которых соединены с общим подвижным фланцем, установленным во- второй цилиндрической направляющей втулке, жестко связан110й с неподвижным фланцем, соединенньпч с вторым торцом второго сильфона, а второй торец третьего сильфона соединен с подвижным фланцем, являющимся выходным звеном, су№ ирующий механизм, выполненный в виде четвертого .сильфона, рас- положенного соосно внутри третьего сильфона в третьей цил1П1дрической направляющей втулке, соединенного одним торцом с подвижным фланцем третьего С шьфопа и вторым торцом - с общим

Изобретение относится к средствам автоматики и может быть использовано в механических, гидравлических и пневматических установках систем автоматического управления и регулирования различного назначения для улучшения их химических показателей. Цель изобретения - расширение области применения. В устройстве в неподвижном фланце первого сильфона установлен двухседельный перепускной клапан, соединенный обводной гидролинией с входом обводной гидролинии, непосредственно соединенной с полостью второго сильфона. Использование устройства позволит расширить его функциональные возможности, повысить гибкость в формировании сигналов регулирования и управления систем автоматики. 1 ил.

вышает гибкость в формировании сигна- 20 подвижным фланцем второго и третьего

лов регулирования и-.управления систем автоматики.

Формула изобретения

Интегродифференцирующее устройство, содержащее узел приема входных сигналов, состоящий из первого сильфона с пoдв Dsиым фланцем, расположенного в первой цилиндрической направляющей втулке, жестко связанной с не-

JTX/V./ vrv 7 |)f

i л л л -

Л 18 16 15 iu // /j 12 го

С1 льфонов, отличающееся тем, что, с целью расщирения области приме негаш, в неподвижном фланце пер- BOI-O сильфона установлен перепускной

25 двухседельньп клапан, выход которого соединен до пол11ительной обводной гидролинией с гидролинисй, непосредственно соединеной с полостью второго сильфона, пр1;чем подпружиненные затворы

30 клапа1 а расположены со стороны его входа и выхода.

г -:;:i :rIr ;r:J±-я ч

вход

iO

,.VTV .

19 19 9 i li

./У