ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ РЕЛЕ Советский патент 1968 года по МПК G05B1/11 

Пневматические реле, содержащие расположенные в корпусе с подводящими и отводящими каналами шариковые чувствительный и переключающий элементы, известны.

Предложенное реле отличается от известных тем, что для упрощения конструкции в нем корпус выполнен в виде цилиндра, к торцам которого примыкают камеры большего сечения с переключающим элементом - шариком большего диаметра, соединенные с управляющим каналом, а между ними расположена камера меньшего сечения с чувствительным элементом - шариками, число которых больше двух, а диаметр, примерно, в полтора раза меньше диаметра переключающих шариков, причем средняя камера соединена с двумя коммутируемыми каналами, расположенными по образующей цилиндра на расстоянии половины диаметра меньшего шарика друг от друга, а выходной канал расположен посредине между ними на любой образующей цилиндра.

На фиг. 1 изображено пневматическое реле с одним переключающимся контактом; на фиг. 2 - то же, с двумя контактами.

Реле содержит корпус 1, выполненный в виде цилиндра переменного сечения, чувствительные органы реле - шарики 2 и 3 диаметра D, которые располагаются в широких частях цилиндра, переключающие органы реле 4 и 5 - шарики диаметра d, которые располагаются в узкой части цилиндра.

Диаметр D шариков 2 и 3 в полтора раза больше диаметра d шариков 4 и 5, т.е. D=1,5 d. Такое соотношение диаметров обеспечивает надежную работу реле при давлении подпора от 0,5 и более кгс/см².

Входы 6 и 7 управляющих сигналов предназначены для подачи командных давлений или давления подпора (в зависимости от схемы включения реле), а входы 8 и 9 коммутируемых сигналов - для подачи в один из них (в зависимости от функций реле в схеме) рабочего давления.

На выходе 10 реле формируются сигналы «0» или «1».

Технологические отверстия 11 и 12 предназначены для связи нерабочих полостей реле с атмосферой. Наличие этих отверстий ускоряет действие реле при выполнении логических операций.

Ход подвижной системы реле составляет 0,5 d. Расстояние между входами 8 и 9 по образующей цилиндра равно 0,5 d. Выход 10 располагается на расстоянии 0,25 d от каждого из входов 8 и 9 и может размещаться на любой образующей цилиндра. Чем меньше диаметр шариков, тем меньше ход подвижной системы, а следовательно, выше быстрота действия реле.

Число малых шариков в реле можно увеличить до трех (см. фиг. 2), число переключающих контактов при этом возрастет вдвое. Увеличивать число шариков в одном реле ради получения большего числа контактов нецелесообразно, так как это может повлечь за собой утяжеление подвижной системы и замедление действия реле, хотя в общем случае независимо от числа шариков в подвижной системе ход последней остается постоянным и равен 0,5 d.

Из сказанного следует, что

к=n-1,

где к - число переключающих контактов одного реле;

n - число малых шариков в одном реле;

N=2=const,

где N - число больших шариков в одном реле;

L=ND+nd+0,5 d,

где L - общая длина внутренней полости цилиндра корпуса;

L₁=D+0,4 d,

где L₁ - длина каждой из- двух широких полостей цилиндра корпуса, в которых располагаются большие шарики;

L₂=nd-0,3 d,

где L₂ - длина внутренней узкой части цилиндра корпуса, в которой располагаются шарики малого диаметра.

При работе реле давление на одном из его входов 6 или 7 поддерживается постоянным и равно, примерно, 0,7 кгс/см². Это давление является давлением подпора, играет роль пружины и благодаря ему подвижная система реле (при отсутствии командного давления на втором входе) находится в одном из крайних положений.

Допустим, давление подпора подано на вход 7, при этом подвижная система реле находится в крайнем левом положении, как это показано на фиг. 1. В этом положении вход 9 реле открыт, а вход 8 закрыт. Если на вход 9 подано давление 1,4 кгс/см², то на выходе 10 сигнал соответствует 1. Если на вход 6 подать командное давление 1,4 кгс/см² то подвижная система реле переместится в крайнее правое положение, при этом вход 9 закроется шариком 5, а шарик 4 откроет вход 8, соединив тем самым внутреннюю полость реле с атмосферой, благодаря чему на выходе 10 реле сформируется сигнал «0». При снятии командного сигнала со входа 6 подвижная система реле под действием давления подпора вернется в крайнее левое положение, вход 9 соединится с выходом 10, а вход 8 закроется. При этом на выходе реле сформируется сигнал «1».

Приведенный пример работы реле соответствует логической операции «НЕ». Если давление питания вместо входа 9 подать на вход 8, то реле выполняет операцию «ДА».

Возможно обратное включение реле. При обратном включении питание подается к выходу 10, а входы 8 и 9 превращаются в выходные реле. Причем при наличии «0» на одном из выходов (на втором) обязательно будет «1». Такое включение реле позволяет использовать его в роли автоматического переключателя.

С помощью предлагаемого реле собираются схемы, реализующие логические операции «отрицание», «повторение», «конъюнкция», «дизъюнкция», «импликация», «равнозначность», «логическая сумма», «штрих Шеффера».

Пневматическое реле, содержащее расположенные в корпусе с подводящими и отводящими каналами, шариковые чувствительный и переключающий элементы, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, в нем корпус выполнен в виде цилиндра, к торцам которого примыкают камеры большего сечения с переключающим элементом - шариком большего диаметра, соединенные с управляющим каналом, а между ними расположена камера меньшего сечения с чувствительным элементом - шариками, число которых больше двух, а диаметр, примерно, в полтора раза меньше диаметра переключающих шариков, причем средняя камера соединена с двумя коммутируемыми каналами, расположенными по образующей цилиндра на расстоянии половины диаметра меньшего шарика друг от друга, а выходной канал расположен посредине между ними на любой образующей цилиндра.