Пневматический усилитель Советский патент 1982 года по МПК F15C1/08 

(54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

1

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

Известны пневматические , многоканальные усилители, предназначенные для усиления дискретных сигналов по давлению и расходу 1.

Наиболее близким к предлагаемому является пневматический усилитель, представляющий собой многокаскадный усилитель, число каскадов которого определяется значениями минимально-допустимых единичных сигналов на входе и выходе усилителя. Так, например, если минимальнодопустимая единица на входе 50 мм вод.ст., а минимальнодопустимая единица на выходе .1 ати, то число каскадов усилителя должно быть выбрано равным шести при условии, что коэффициент усиления каждого каскада равен трем. При подаче на вход первого каскада единичного сигнала происходит последовательное переключение всех каскадов усилителя и в результате на выходе усилителя появляется единичный сигнал. При подаче на вход первого каскада нулевого сигнала происходит обратный процесс и в результате на выходе усил1:толя появляется нулевой сигнал 2.

К недостаткам усилителей следует отнести большое число каскадов, необходимое для значительного усиления логичес-. ких сигналов.

Цель изобретения - упрош,ение конструкции за счет уменьшения числа струйных элементов в усилителе с одновременным повышением коэффициента усиления.

Поставленная цель достигается за счет

10 того, что в пневматическом усилителе, содержащем струйный релейный каскад усиления, входной канал которого соединен со входом усилителя, а прямой выходной канал соединен со входом струйного пропорционального каскада усиления, канал питания которого соединен с источником питания, а инверсный выходной канал соединен с выходом усилителя, прямой выходной канал струйного пропорционального 2-, каскада усиления соединен с каналом питания струйного релейного каскада усиления непосредственно, а с источником питания - через дроссель.

Усилитель представляет собой струйный пропорциональный каскад усиления, охваченный лавинообразной обратной положительной связью, которая включается при малых энергетических уровнях струйным релейным каскадом усиления. На фиг. 1 изображена схема пневматического усилителя; на фиг. 2 - статические характеристики струйного релейного каскада усиления в начале и конце срабатывания пневматического усилителя. Пневматический усилитель (фиг. 1) содержит струйный релейный каскад усиления 1, построенный, например, на эле.менте с использованием эффекта Коанда и содержащий канал питания 2, входной канал 3 и прямой выходной канал 4, струйный пропорциональный каскад усиления - аналоговый элемент 5 с каналом питания 6, выходным каналом 7, инверсным выходным канало.м 8 и прямым выходным каналом 9. Канал питания 2 элемента 1 соединен с источником питания (ПИТ) через дроссель 10. На фиг. 2 показаны характеристики одного и того же каскада 1 в начале процесса переключения пневматического усилителя - характеристика «а, и в конце процесса переключения - характеристика «в. Различие в этих характеристиках обусловлено различием величины давления в канале питания 2 в начале и в конце процесса переключения. Здесь - -давление в канале 4; и Р;н - давление срабатывания и давление отпускания каскада 1 в начале процесса переключения предлагаемого усилителя; Р;« и РГК - те же величины, но в конце процесса переключения. Пневматический усилитель работает следующим образом. При подаче давления питания в канале питания 2 элемента устанавливается давление PZ, а в канале питания 6 элемента 5 - давление F. На выходе канала 8 элемента 5 устанавливается давление Pg, соответствующее единичному логическому сигналу. При подаче давления управления Рупр PtH канал 3 на выходе канала 4 элемента 1 появляется сигнал Р4ц (фиг. 2) Под действием этого сигнала струя питания в элементе 5 несколько отклоняется. Это приводит к увеличению давления в канале .9 и, следовательно, в канале питания 2 элемента 1. Давление на выходе канала 4 в результате повышается, что приводит к повышению давления в канале 9. Происходит лавинообразное увеличение давления в каналах 9, 2 и 4. В конечном итоге давление на выходе канала 4 эле.мента 1 достигает величины и происходит полное переключение элемента 5. На выходе канала 8 этого элемента появляется нулевой логический сигнал. Для того, чтобы лавинообразный процесс завершился полным переключением элемента 5, необходимо, чтобы давление было выбрано большим, чем давление , при котором происходит обратное переключение (отпускание) элемента. Таким образом давление в канале 2 элемента 1 усилителя есть величина переменная. При нулевом сигнале в канале 3 эта величина минимальна и определяется минимально допустимым значением единичного сигнала на входе усилителя. При единичном сигнале в канале 3 эта величина максимальна и, примерно, совпадает с величиной выходного сигнала на выходе устройства. Возможное некоторое неравенство этих величин определяется переменностью нагрузки на выходе усилителя и конструктивными особенностями элемента 5. При достижении .максимального значения давления в канале 2 на входе канала 3 сохраняется давление управления, превышающее значение минимально допустимой единииы, а также превышающее давление Р, что удерживает элемент 1 в переключенном состоянии, несмотря на существенное повышение давления в канале 2. Полезный эффект, получаемый в предложенном устройстве, заключается в существенном сокращении числа каскадов усиления и получении коэффициента усиления до 100. Причиной возникновения этого является переменный режим работы элемента 1 в процессе переключения предложенного устройства. Формула изобретения Пнев.матический усилитель, содержащий струйный релейный каскад усиления, входной канал которого соединен со входо.м усилителя, а прямой выходной канал соединен со входом струйного пропорционального каскада усиления, канал питания которого соединен с источником питания, а инверсный выходной канал соединен с выходом усилителя, отличающийся тем, что, с целью упрощения усилителя и повышения коэффициента усиления, прямой выходной канал струйного пропорциональнвго каскада усиления соединен с каналом питания струйного релейного каскада усиления непосредственно, а с источнико.м питания - через дроссель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Акцептованная заявка Франции № 2019212, кл. F 15 С 1/00, опублик. 1970. 2.Патент США jYo 3631874, кл. 137-81.5 опублик. 1972 (прототип).

РвоХ

//Л

PiK

PBX