Пневма ическое устройство для измерения угла поворота Советский патент 1974 года по МПК G08C11/00 G08C23/00 

1

Изобретение относится к средствам автоматизации и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известны устройства для измерения угла поворота, содержащие вторичный прибор-дешифратор и пневматический датчик угла поворота, выполненный в виде механического десятичного счетчика с цифровыми барабанами и с поворотными дисками, профиль каждого из которых разделен на десять равных частей, имеющих равномерный подъем. Диски взаимодействуют со штоками задатчиков выходных сигналов. В качестве дешифратора в устройстве применяются вторичные показывающие приборы.

В известных устройствах с увеличением числа передаваемых разрядов возрастает число линий дистанционной передачи, что значительно усложняет конструкцию устройства.

В предложенном устройстве дешифратор содержит механический счетчик с цифровыми барабанами, шестеренчатой передачей и профилированными дисками, два пневмопривода, на штоках которых установлены собачки, связанные с храповыми дисками правого и левого поворота, жестко соединенными с осью барабана первого разряда, узел управления, выполненный в виде двух элементов сравнения, выходы которых через клапаны и элементы ИЛИ соединены с управляющими камерами пневмоприводов, и узел блокировки, выполненный в виде двух повторителей со сдвигом, входы которых подключены к выходу задатчика дешифратора, а выходы - к двум элементам сравнения. Выходы элементов сравнения соединены со вторыми входами элементов ИЛИ и управляющими камерами клапанов узла управления, а выход задатчика давления датчика угла поворота соедипен с камерами элементов сравнения узла управлеппя, другие камеры которых подключены к выходу задатчика дешифратора.

На чертеже приведена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 угла поворота и дешифратор 2. Датчик угла поворота выполнен в виде механического счетчика 3 с цифровыми барабанами п шестеренчатыми передачами с отношением 1 : 10 (на чертеже показан счетчик на 3 разряда). С цифровым барабаном первого разряда счетчика жестко соединен профильный диск 4, разделенный по окружности на 10 равных частей, причем подъем на каждой из десяти точек составляет

одинаковую величину (вид по стрелке А). По окружности к диску 4 прижимается шток задатчика давления 5, выход которого линией 6 соединен с дешифратором 2. Дешифратор содержит механический счетчик 7 с цифровыми

барабанами, шестеренчатой передачей и профильным диском 8, жестко соединенным с цифровым барабаном, и задатчик давления 9. На вал цифрового барабана первого разряда и диска 8 насажены два храповых диска 10 (правый и левый), приводимые во вращение собачками штоков пневмоприводов 11 и 12.

Пневмоприводы могут быть сильфонными, мембранными, и другими. В данной схеме показаны поршневые пневмоприводы.

Блок управления пневмоприводов состоит из элементов сравнения 13 и 14, нормальнооткрытых клапанов 15 и 16, трехмембранных реле 17 и 18, включенных по схеме ИЛИ, повторителей со сдвигом 19 и 20 с дросселями питания, элементов сравнения 21 и 22, регулируемых дросселей 23 и 24.

Устройство работает следующим образом.

При повороте цифрового барабана первого разряда счетчика 3 и профильного диска 4 на 1/10 часть по окружности, например по часовой стрелке, в прорези счетчика фиксируется возрастающая цифра от «О до «9, а на шток задатчика давления 5 нажимает соответствующий участок кулачка 4; давление на выходе задатчика давления 5 возрастает на определенную величину, составляющую 1/10 часть общего диапазона давления, формируемого профильным диском 4 при его повороте от «О до «9, как показано на схеме. При повороте диска 4 против часовой стрелки на одно деление на выходе задатчика давления 5 давление соответственно падает на 1/10 часть диапазона. При повороте диска 4 от «О до «9 и наоборот на выходе задатчика давления 5 десятью ступенями сформируются максимальное и минимальное давления.

Давление от задатчика давления 5 поступает через дроссель 23 в верхнюю камеру элемента сравнения 13 и через дроссель 24 в нижнюю камеру элемента сравнения 14, в обратные камеры этих элементов поступает давление от задатчика 9. Предположим, что диск 4 касается штока задатчика 5 точкой «5 и в соответствующем положении находится диск 8 и задатчик 9, Тогда выходные сигналы элементов сравнения 13 и 14 равны атмосферному давлению, штоки пневмоприводов 11 и 12 находятся в нижнем положении, храповые диски 10 неподвижны.

При повороте диска 4 по часовой стрелке на 1/10 часть давление на выходе задатчика 5 -Рвых возрастает также на 1/10 часть диапазона; на выходе элемента сравнения 13 появляется сигнал, равный давлению питания, который проходит через открытый клапан 15 и реле 17 в камеру пневмопривода 11. Под воздействием собачки штока пневмопривода храповой диск поворачивается по часовой стрелке на 1/10 часть оборота, вместе с ним поворачиваются цифровой барабан и профильный диск 8. На выходе задатчика 9 формируется давление, равное давлению задатчика 5, а на выходе элемента сравнения 13 устанавливается атмосферное давление. Шток пневмопривода 11 возвращается в нижнее положение, показания счетчиков датчика и дешифратора синхронизируются. При повороте диска 4 на следующую ступень произойдет следующее срабатывание элемента сравнения 13 и диск 8 повернется на эту ступень. При повороте диска 4 в обратном направлении на одну ступень срабатывает элемент сравнения 14 и диск 10 поворачивается

в обратную сторону под воздействием собачки и штока пневмопривода 12. Эти закономерности нарушаются при повороте диска 4 с отметки «9 на «О и обратно, так как в этом случае при повороте диска по часовой стрелке произойдет не возрастание давления на определенную ступень, а падение его на весь диапазон, при повороте против часовой стрелки произойдет не падение, а возрастание давления на весь диапазон. Поэтому во избежание

ложного реверса дешифратора на повторителе со сдвигом 19 устанавливается сдвиг - ЛР, значительно превышающий перепад давления на двух соседних ступенях задатчиков 5 и 9, а повторителем 20 такой же сдвиг .

Тогда при повороте диска 4 с отметки «9 на отметку «О за счет дросселирования входного сигнала на дросселе 24 на выходе элемента сравнения 21 появится сигнал давления

несколько раньше, чем на выходе элемента 14. Под воздействием этого сигнала закрывается сопло клапана 16, и хотя на выходе элемента сравнения 14 затем появится сигнал давления, шток пневмопривода 12 останется неподвижным. Собачка и шток пневмопривода 11 под воздействием сигнала элемента 21, проходящего через верхнее сопло реле 17, повернут диск 10 по часовой стрелке па 1/10 часть, положение диска 8 синхронизируется с диском

4, на выходах элементов сравнения 21 и 14 установится атмосферное давление. Далее устройство работает в описанном порядке. При повороте диска 4 с отметки «О на отметку «9 срабатывает элемент сравнения

22 раньше элемента 13 за счет дросселя 23, под воздействие.м выходного сигнала которого, проходящего через верхнее сопло реле 18, собачка и шток пневмопривода 12 поворачивают диск 10 влево, клапан 15 закрывается, диск 8

синхронизируется с диском 4, после чего на выходах элементов сравнения 22 и 13 устанавливается атмосферное давление.

Таким образом, датчик и дешифратор обеспечивают реверсирование и многократный переход в обоих направлениях крайних знаков разряда. Общее число разрядов устройства при одной линии связи принципиально не ограничивается; скорость переключения ступеней давления датчика должна быть сопоставима со скоростью формирования импульса давления в трубопроводе дистанционной линии передачи показаний, а также должно быть учтено дросселирование входного давления на дросселях 23 и 24.

Предмет изобретения

Пневматическое устройство для измерения угла поворота, содержащее дешифратор и датчик угла поворота, выполненный в виде механического счетчика с цифровыми барабанами, шестеренчатой передачей и профильным диском, жестко соединенным с цифровым барабаном первого разряда и связанным с задатчиком давления, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, дешифратор содержит механический счетчик с цифровыми барабанами, шестеренчатой передачей и нрофилированными дисками, два пневмопривода, па штоках которых установлены собачки, связанные с храповыми дисками правого и левого поворота, жестко соединенными

С осью барабана первого разряда, узел управления, выполненный в виде двух элементов сравнения, выходы которых через клапаны и элементы ИЛИ соединены с управляющими камерами пневмоприводов, и узел блокировки, выполненный в виде двух повторителей со сдвигом, входы которых подключены к выходу задатчика дешифратора, а выходы - к двум элементам сравнения, выходы элементов сравнения соединены со вторыми входами элементов ИЛИ и управляющими камерами клапанов узла управления, а выход задатчика давления датчика угла поворота соединен с камерами элементов сравнения узла управления, другие камеры которых подключены к выходу задатчика дешифратора.