Струйный генератор переменной частоты Советский патент 1982 года по МПК F15C1/22 

(54) СТРУЙНЫЙ ГЕНЕРАТОР ПЕРЕМЕННОЙ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено в системах пневмоавтоматики.

Известны струйные генераторы, в схемах которых используются струйные пропорциональные элементы 1.

Наиболее близкимк предлагаемому потехнической сущности является струйный генератор переменной частоты, содержащий последовательно соединенные настроечный дроссель, емкость и пропорциональный струйный элемент 2.

К недостаткам известных генераторов следует отнести низкую точность в работе, обусловленную малой величиной коэффициента преобразования входного давления в частоту.

Цель изобретения - повыщение точности работы генератора.

Для достижения цели в струйный генератор переменной частоты, содержащий последовательно соединенные настроечный дроссель, емкость и пропорциональный струйный элемент, введены элементы ИЛИНЕ-ИЛИ, ДА-НЕ и линия задержки, причем выход пропорционального струйного элемента через последовательно включенные элемент ИЛИ-НЕ-ИЛИ и первый элемент ДА-НЕ соединен с входом настроечного дросселя, а прямой выход первого элемента ДА-НЕ через последовательно включенные второй элемент ДА-НЕ и линию задержки соединен с другим входом элемента ИЛИ-НЕ-ИЛИ.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого струйного генератора переменной частоты; на фиг. 2 -

10 циклограмма процессов в контуре генератора; на фиг. 3 - экспериментальные частотные характеристики генератора.

Принципиальная схема генератора включает пропорциональный струйный элемент 1, дискретный струйный элемент 2 ИЛИ-НЕ ИЛИ: дискретные струйные элементы 3 и 4 типа ДА-НЕ, линию задержки 5, настроечный дроссель 6, пневматическую емкость 7, корректирующий дроссель 8, нагрузочный дроссель 9, коммуникационные каналы 10,

20 11 и 12.

Устройством сравнения генератора переменной частоты служит струйный пропорциональный элемент 1, выход которого с помощью коммуникационного канала 10 соединен с первым входом струйного элемента 2 ИЛИ-НЕ-ИЛИ, который служит для реализации логической операции «Отрицание дизъюнкции. Прямой канал струйного элемента 2 содержит нагрузочный дроссель 9, который служит для повышения быстродействия струйного элемента 2 при «Отпускании. Инверсный канал струйного элемента 2 соединен с входом струйного элемента 3 ДА-НЕ, который служит для реализации логических операций «Повторение аргумента и «Инверсия. Прямой канал струйного элемента 3 соединен со входом следующего струйного элемента 4 ДА-НЕ, который также служит для реализации логических операций «Повторение аргумента и «Инверсия, Инверсный канал струйного элемента 4 является выходом струйного генератора переменной частоты. Прямой канал струйного элемента 4 соединен с линией задержки 5, которая служит для получения задержки сигнала на время Uj . Линия задержки 5 соединена с помощью коммуникационного канала 11 со вторым входом струйного элемента 2 ИЛИ-НЕ-ИЛИ. В свою очередь, инверсный рыход струйного элемента 3 ДА-НЕ соединен с настроечным дросселем 6, который служит для согласования выхода струйного элемента 3 с пневматической емкостью 7. Пневматическая емкость 7 служит для получения пилообразного, давления при наличии прямоугольных импульсов давления на входе дросселя 6. Пневматическая емкость 6 с помощью ком.муникационного 12 соединена с входом пропорционйльного струйного элемента 1. Противоположный вход, пропорционального струйлсго элемента 1 соединен через корректи УJЮLi.ш дроссель 8 со входом генератора. Корр1-кт1фующий дроссель 8 служит для изменения диапазона входных команд и д/;я коррекции частотной характеристики, с це..ю получения большей линейности.

Струйный генератор переменной частоты работает следуюш,им образом.

После подачи давления питания генератор готов к работе. Включается формирующий контур, состоящий из струйных элементов 2, 3 и 4 и линии задержки 5. Этот контур начинает генерировать импульсы постоянной высокой частоты. Так как контур обратной связи собственно генератора, состоящий из струйных элементов 1, 2 и 3 дросселя 6 и пневматической емкоети 7, соединен с формирующим контуром инверсным выходом струйного элемента 3, то прямоугольные импульсы формирующего контура поступают на вход интегрирующего контура, состоящего из дросселя 6 и пневматической емкости 7, и преобразовываются в пилообразную форму. Пилообразные импульсы малой амплитуды поступают на вход пропорционального струйного элемента 1. Давление в канале 10 в противофазе отслеживает изменение давления в цепи обратной связи. В связи с малыми амплитудами эти пилообразные импульсы слабо влияют на работу струйного элемента 2. Последний переключается в основном за счет импульсов формирующего контура. После подачи постоянной команды на вход пропорционального струйного элемента 1 через корректирующий дроссель 8 картина процессов в контуре генератора меняется. В канале 10 нарастает давление. По достижении в канале 10 давления, равного давлению срабатывания струйного элемента 2, этот элемент срабатывает. С инверсного выхода струйного элемента 2, соединенного со струйным эле ментом 3, снимается давление, которое отключает формирующий контур и подает давление в цепь обратной связи собственно генератора через дроссель 6. С этого момента работа формирующего контура в основном зависит от команды управления РВХ и интегрирующего контура (емкость 7 и дроссель 6) в цепи обратной связи. Газ, проходя через дроссель 6, заполняет пневматическую емкость 7. В пневматической емкости 7 по экспоненте повыщается давление, которое поступает на вход пропорционального струйного элемента 1 по коммуникационному каналу 12. Давление Р,2 направлено против давления управления РВХ.. На пропорциональном струйном элементе 1 происходит алгебраическое сложение давлений. В коммуникационном канале 10, по мере роста давления Р,2 в канале 12, происходит уменьшение давления Р . В момент, когда давление в канале 10 стает равным давлению «отпускания струйного элемента 2, этот элемент переключается. При этом отключается контур обратной связи и включается формирующий контур, который через время, равное времени Т, линии задержки 5 и запаздывания струйных элементов 3 и 4 снова включает струйный элемент 2, что ограничивает разряд пневматической емкости 7. После включения струйного элемента 2, емкость 7 в цепи обратной связи начинает заряжаться, а формирующий контур отключается. Подобны процессы в генераторе повторяются бесконечно долго. После подачи другой постоянной команды Р на вход струйного генератора меняется только время заряда пневматической емкости 7. Время разряда пневматической емкости 7 постоянно и определяется общим временем запаздывания формирующего контура. Упрощенные процессы в контуре генератора переменной частоты для одной команды управления РВХ приведены на фиг. 2. Циклограммы давлений в соответствующих .каналах генератора построены в предположении, что струйные элементы 2, 3 и 4 формирующего контура не имеют запаздывания.

На циклограмме введены следующие обозначения; РСР - давление срабатываний струйного элемента 2; - давление «отпусканий струйного элемента 2; Р, , Р„ и Р,2 - давления в коммуникационных каналах .10, 11 и 12. На фиг. 3 приведены экспериментальные характеристики струйного генератора переменной частоты, построенного на серийных струйных элементах СТ-55 «Волга и СТ-59 «Волга.

Таким образом, предлагаемая конструкция струйного генератора позволяет получить линейную монотонно-убывающую за, висимость между входным давлением и частотой выходного сигнала с высоким коэффициентом отношения частоты к давлению. Тем самым повышается точность работы генератора переменной частоты. Формула изобретения

Струйный генератор переменной частоты, содержащий последовательно соединенные настроечный дроссель, емкость и пропорциональный струйный элемент, отличающийся тем, что, с целью повышения точности в работе, он содержит элементы ИЛИНЕ-ИЛИ, ДА-НЕ и линию задержки, причем выход пропорционального струйного элемента через последовательно включенные элемент ИЛИ-НЕ-ИЛИ и первый элемент ДАНЕ соединен с входом настроечного дросселя, а прямой выход первого элемента ДАНЕ через последовательно включенные второй элемент ДА-НЕ и линию задержки соединен с другим входом элемента ИЛИ-НЕИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Натент США № 3.490.478, кл. 137-81.5, опублик. 1970.

2.Пресе Р. И., Плоткин Е. О. Импульсные устройства струйной техники. Минск, «Наука и техника, 1977. с. 139

Вход

, i

РЮ

Pep

Pomn f

I I

IIIIII

PC/J

l

I I

Pomn

-r

Pn

f3

tn

tn

Ф(г. 2

1-Iгtn, tn, Т Imcl

-4 / ГМЛ ,28,, c/ffpS

PO . вод. crrij V 28c/

Tj