Дискретное реле времени Советский патент 1980 года по МПК G05B19/44 

Изобретение относится к ycтpoйcтвa. автоматики и может быть использовано в устройствах, где требуется устанавливать выдержки по времени. Известно задающее устройство , содержащее щаговый двигатель с ротором, выполненным в виде зубчатого диска с коммутирующим отверстием, питающие и приемные плиты с соплами и приво фиксатора, Устройство имеет ограниченное количество фиксированных позиций, которое определяется количеством зубьев на диск Наиболее близким по своей технической сущности является реле .времени 2 , содержащее щаговый двигатель с ротором выполненным в виде зубчатого диска с отверстием, питающие и приемные плиты с соплами, трехпоаиционный- пневматический привод и генератор импульсов. Устройство имеет ограниченный диапа GOH выдержек времени, который определяется количеством щагов ротора за оди оборот, что сужает область его применения. Цель изобретения - расщирить область применения устройства. Это достигается тем, что в дискретном реле времени, содержащем шаговый двигатель, соединенный с о.цним из роторов, выполненных в виде зубчатых дисков, размещенных между плитами с питаюшими и приемными соплами, узел управления, выполненный в виде позиционного мембранного привода, одна из камер которого соединена с генератором импуль- :сов, а другая - с каналами установки дисков в исходное положение, на конце штока позиционного привода выполнены выступы для связи с дисками, зубчатые диски выполнены с различным количеством зубьев, размещены коаксиально в одной плоскости и к1шематическЕ соединены между собой упругим звеном. На фиг, 1 показано дискретное реле времени, разрез; на фиг. 2 - приемная плита с пронумерованными приемными соплами, упругий элемент и зубчатые диски; на фиг. -3 сечение по штоку по зшшонного привода. Дискретное реле времени (фиг, 3.) состоит из пневматического ротаци- онного шагового двигателя 1, на валу которого жестко закреплен ротор - зубчатый диск 2, который имеет 2 фиксирующих зуба 3 (фиг. 2), размещенных равномерно на цилиндрической поверхнос ти диска в два ряда, и удлиненный зуб 4 (Фиг. З) , фиксирующий диск 2 в исходном положении. На верхней плоскости диска 2 размещен упор 5 (фиг. 3) и упругое звено - пружина 6 (фиг, 2} которая одним концом закреплена на диске 2, а другим концом - связана с упором жестко связанным с ротором-зубчатым диском 8. Зубчатый диск 8 имеет 2 + 2 фиксрфуюших зубьев 9 (фиг. 2 и фиг,, 3), размешенных равномерно на его внутрен ней цилиндрической поверхности в два ряда. Зубчатые диски 2 и 8 (фиг, 1) .размещены между плитами 10 и 11. В плите 1О выполнены кольцевые камеры 12 и 13, которые имеют выходы под зубчатые диски 2 и 8 через питающие сопла 14 и 15j причем количество питающих сопел 14 равно 2 + 1, а количество питающих сопел 15 равно Z/ Камеры 12 и 13 закрыты крьпикой 16 с каналами питания 17 и 18. В плите 11 соосно с соплами 14 и 15 выполнены приемные сопла 19 и 20 (фиг. 1 и фиг. 2), размещенные равном но по 01фу71(;ности с радиусами R и к (фиг. 2). Зубчатый диск 2 имеет осево отверстие 21, а зубчатый диск 8 осе вое отверстие 22 (фиг. 1), которые в процессе работы последовательно соединяют питающие и приемные сопла, Шток 23 позиционного мембранного привода 2 снабжен двуплечим, выступом 25, кото рый входит в зацепление с зубьями дис ков 2 и 8. Позиционный мембранный привод 24- имеет управляющую кам€;ру 26, которая связана с генератором импульсов 27, камеру 28, мембрану со щтоком 29 и пружину 30, Репе работает следующим образом. В исходном положении в камеры 12 и 13 подается струйное давление п ггания PJ. 150-300 мм вод. ст., а также подается давление питания на ротационный двигатель 1, Шток 23 с двзшлечим выступом 25 под действием пружины 3 находится в нижнем (по чертежу) положении (фиг. 1), Под действием вращающе1Х1 момента, приложенного к зубчатому диску 2, он своим удлиненным зубом 4 упирается в двуплечий, выступ 25, а под действием предварительно поджатой пружины 6 зубчатый диск 8 своим упором. 7 находится на упоре 5 (фиг 2). При этом осевое отверстие 21 (фиг. 1) зубчатого диска 2 соединяет питающее сопло 15 и приемное сопло 20 в позиции ул , а осевое отверстие 22 диска 8 соединяет питающее сопло 14 с приемным соплом 19 в позиции У} +1. Т. е. в исходном положении одновременно появляются сигналы в позициях УЧ -( П + 1) (фиг. 2). При подаче давления питания в камеру 28 щток 29 переместится вверх на величину. S , а следовательно и двуплечий упор также переместится на величину S , но, вследствие того, что толщина зуба и диска 2 в плоскости, перпендикулярной плоскости диска, равна 2 S диск остается неподвижным. При подаче импульса давления от генератора импульсов 27 в управляющую камеру 26 щток 23 перемещается на вег ичину S при этом двуплечий упор 25 выходит из зацепления с зубьями 9 и 4 (фиг. З), расположенных в HvrawHX рядах дисков, и входит в пространство .меходу зубьями 9 и 3, расположенных в верхних рядах диск&в 2 и 8. .Зубчатый диск 2 под действием вращающего момента поворачивается на полщага по стрелке (фиг. 2) до упора зуба 3 верхнего ряда в двуплечий выступ 25. В это время под действием крутящего момента, создаваемого пррхиной 6, повернется на полщага и зубчатый диск 8 до упора его зуба 9, расположенного в верхнем ряиу в двуплечий выступ 25. При снятии давления с камеры 26 щток 23, а вместе с ним и двуплечий выступ 25 перемещается вниз на величину & , при этом выступы выходят из зацепления с зубьями верхних рядов дисков и входят в пространство между зубьями нижних радов дисков. Зубчатые диски 2 и 8 под действием постоянно действующих моментов снова повернутся на полшага до упора зубьев дисков, расположенных в нижних радях, в двуплечий выступ 25, при этом осевыми отверстиями 21 и 22 зубчатых дисков 2 и 8 соединяются питающие и приемные сопла впозидиях 1-1. 573 При подаче следующего импульса от генератора диски снова повернутся на шаг и своими отверстиями соединят питающие и приемные сопла в позициях и- - П, и т.д. Таким обрасюм одному управляющему им пульсу поданному отгенератора импульсов 27 в управляющую камеру 26,соответствует перемещение дисков на шаг. Так, например, при подаче трех иМпульсов давле ния от генератора импульсов 27 в управ ляющую камеру 26 зубчатые диски 2 и 8 провернутся на три шага. При этом в позициях Ш Ш 3 приемных соплах 19 и 20 одновременно появляются сигна в виде струйного давления. При подаче п + 2 импульсов диски провернутся на п + 2 шага. При этом сигнал на приемном сопле 20 появится в позиции Ц , а сигнал на приемном сопле 19 появится в позиции X и т.д. Таким образом вследствие того.что диски имеют различное количество штагов за один оборот на каждом шаге диски запитывают различные комбинации приемных сопел 19 и 20. При подаче R импульсов диск повернутся на R шагов,при этом диск 2 запитывает сопло 20 в позиции . „ К п1„-п где порядковый номер сопел 2О (1, 2, 3, ...); М,.. -уг - целое число оборотов диска 2, при получении дробным числом его надо округлить до ближайшего меньшего целого числа За это же время диск8 провернется тоже на R шагов и будет запитывать сопло 19 в позиции ig-R-m g, - порядковый номер сопла 19 (1, 2, 3, ... У + 1); Мо-- - целое число оборотов диска 8, при получении дробным числом его округляют до бл жайшего меньшего целого числа. Таким образом определенному числу уп равляющих импульсов соответствует опред ленная комбинация позиций приемных сопел 19 и 2О,в которых одновременно появляютс сигналы. Если выходной сигнал формиро вать комбинациями выходных, сопел 19 20, в которых одновременно появляются пневматические сигналы, то количество возможных комбинаций определяется про изведением VI ( П + 1) - 1, а период овторяемости комбинаций сигналов равен П ( п + 1). Каждой комбинации выходных сопел оответствует определенное время появле- ия на их выходах сигналов, которое заисит от продолхштельности импульсов, ыдаваемого генератором, и от количеста импульсов, необходимых для поворота исков до положения, в котором одноврюенно запитывается данная комбинация риемных сопел, В процессе отработки агов вследствии того, что диски имеют азличное количество зубьев между дисами 2 и 8 возникает рассогласование. При отработке шага диск 2 повораивается на угол, равный 360°/2,i ,а иск 8 поворачивается на 360°/2.7i +9. . о. при повороте дисков на шаг они олучают относительное рассогласованtfe, авное bbo.lbQ(jao°.. 2LZ 317,2. ) т.е. диск 8 за один шаг отстает от i&o диска 2 на -(: . При отработке R шагов диск 8 отстает от диска 2 на а . -. . к iZ.C.t.fl) При этом пружина 6 в процессе отработки R шагов дисками закручивается на R - Возвращение дисков 2 и 8 в исходное положение происходит при снятии давления питания из камер 26 и 28. При этом мембрана со штоком 23 переместится в крайнее нижнее положение. Двуплечий выступ выходит из зацепления с зубьями дисков. Диск 2 под действием вращающего момента от ротационного двигателя 1 доворачивается до упора удлиненного зуба 4 в ,двуплечий упор 25 (фиг. 1). А диск 8 возвращается в исходное положение под действием усилия, аккумулированного пружиной 6 В процессе отработки шагов. Выше описанное дискретное реле времени по сравнению с извесными устройствами проще конструктивно и имеет значительно больший диапазон вьщержек времени. Так, если количество шагов диска 2 за один оборот равно У , количество шагов диска 8 за- один оборот равно п + X а длительность импульса ut , то диапазон выдержек времдаи составляет ). гае С- - yrofi максимального смешения упоров 5 и 7, Формула изобретения Дискретное реле времени, содержащее .шаговый двигатель, соединенный с одним из роторов, выполненный в Е,иде зубчатых дисков, размаленных между плитами с питающими и приемными сопла ми; уйел управления, вьшолненный в виде позиционного мембранного привода, одна из камер которого соединена с генератором импульсов, а другая - с каналами установки дисков в исходное поло738 жение, на конце штока позиционного гдэи- вода выполнены выступы для связи с дис1сами, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения, зубчатые диски выполнены с различным количеством зубьев, размешены коаксиально в одной плоскости и кинематически соединены между собой упругим звеном. Источники информации, принда-ыево внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 326567, кл. G 06 D 7/00, 1970. 2.Сб. Гидропривод и гидроавтоматика. N 9, 1973, с. 18 (прототип).

f , 2 11 7 25 2021 / / / / / /.// /