CS273081B1 - Three-way digital electropneumatic converter - Google Patents

Description

1 CS 273 081 B1

Vynález sa týká trojčestného digitálneho elektropneumatiokého prevodníka.

Doteraz sa na spojitá reguláoiu prietoku aleho tlaku plynov poraooou elektrickéhosignálu používajú proporcionálně ventily. Tieto pozostavajú z proporoionálneho elek-tromagnetu, ktorého kotva vyvodzuje silu lineárně úmernú prúdu pretekajúoemu oezoievku elektromagnetu. Kotvou sa přestavuje posúvač, ktorým sa riadi prietok tlakové-ho média z vstupu do výstupu aleho z výstupu do výfuku* Prietok je proporoionálne úměr-ný prúdu pretekajúoemu oez oievku. írojoestný proporoionálny ventil je ohyčajne rieše-ný tak, že pri nulovom prúde je plné otvorený prietok tlakového média z výstupu do vý-fuku a pri nominálnom prúde je plné otvorený prietok z vstupu do výstupu. Trojoestnýproporoionálny ventil je uzavřetý vtedy, kel elektromagnetom preteká určitý jednosměrnýprúd, tzv. udržiavaoí prúd, ktorý musí hy6 modulovaný malou striedavou zlozkou, ahy ne-došlo k zadieraniu a suchému treniu pohyblivých častí ventilu. Nevýhodou proporoionál-nych ventilov je skutoonosi?, že vykazujú určitú nelinearitu a hysterézu, akc aj malýparazitný prietok z vstupu na výstup aleho z výstupu do výfuku v stave, ked? majú byl?uzatvorené. Ďalšou nevýhodou je to, že na priame číslicové riadenie vyžadujú číslico-vo-analógový převodník a převodník ňapatia na prúd.

Niektoré nedostatky proporoionálnyoh ventilov odstraňuje digitálny elektropneuma-tický převodník, ktorý pozostáva z paralelné radenýoh vetiev, pričom každá z nioh po-zostavá zo sériovéj komhináoie dvojoestného dvojpolohovóho elektromagnetického ventilu,aleho trojoestného dvojpolohovóho elektromagnetického ventilu s jedným vstupom zasle-peným a kalihrovanej olonky aleho obojsraemého škrtiaoeho ventilu. Prietoková poměryoez jednotlivé kalibrované olonky, aleho obojsraeraé škrtiaoe ventily sú v pomere2° : 2^ : 22 : ... 2^ a na riadiaoi elektrický vstup je připojený k-hitový elektriokýsignál kódovaný v paralelnom hinárnom kóde. Digitálny elektropneumatioký převodníkumožňuje riadit' prietok tlakového média jedným smerom priamo číslicovým spSsobom, bezpotřeby číslioovo-analógového prevodníka. Jeho nevýhodou je, že neumožňuje riadiťprietok tlakového média ohoma smermi, t.j. nemožno riadit jedným digitálnym elektro-pneumatiokým prevodníkom napúštanie a vypúštanie tlakového média z následného pneuma-tického zariadenia, napr. akčného člena riadenej sústavy.

Uvedené nedostatky odstraňuje do určitéj miery trojoestný digitálny elektropneu-matioký převodník so vstupom připojeným k zdrojů tlakového média, výfukom spojenýms atmosférou, výstupora připojeným k akčnému členu a s riadiaoirai elektrickými vstupmipódia vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že vstup je oez nastavitelný škrtiaoiventil připojený na vstup trojoestného trojpolohového elektromagnetického ventilualeho patoestného trojpolohového elektromagnetického ventilu s druhým výstupom zasle-peným, ktorého výstup je připojený na vstup digitálneho elektropneumatiokého prevod-níka, ktorého výstup je výstupom trojoestného digitálneho elektropneumatiokého prevod-níka a výfuk trojoestného trojpolohového elektromagnetického ventilu aleho paťoestné-ho trojpolohového elektromagnetického ventilu s druhým výstupom zaslepeným je spojenýpriamo aleho oez tlmič výfuku s atmosférou; pričom prietokové vlastnosti elektromagne-tických ventilov a kalibrovaných oloniek aleho škrtiaoioh ventiloch vo všetkýoh vet-váoh digitálneho elektropneumatiokého prevodníka sú také isté v smere od vstupu k vý-stupu ako v smere od výstupu k vstupu. Výhodou trojoestného digitálneho elektropneumatiokého prevodníka je to, že umož-ňuje priame číslicové riadenie prietoku tlakového média v pneumatických sÚ3tavách, kdesa požaduje v čase měnit veíkost a zmysel prietoku tlakového média.

Trojoestný digitálny elektropneumatioký převodník je schematicky znázorněný napřipojených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněný trojoestný digitálny elektropneu-matioký převodník s trojcestným trójpolohovým elektropneumatiokým ventilom, na obr. 2je znázorněný trojoestný digitálny elektropneumatioký převodník s paťoestným trojpo-lohovým ventilom s druhým výstupom zaslepeným a na obr. 3 je schematicky znázorněný CS 273 081 B1 2 trojoestný digitálny elektropneumatioký převodník a právě dvomi dvojoestnými dvoupolo-hovými elektromagnetickými ventilrai.

Trojoestný digitálny elektropneumatioký převodník má vstup 10, ktorým je připoje-ný k zdrojů 20 tlakového média, výátup 12. ktorým je připojený k akčnému Sienu 25.výfuk JI, ktorý je priamo alebo oez, tlmič výfuku 22 spojený a atmosférou a riadiaoeelektrické vstupy 31, 32. 33. Vstup115 trojpolohového trojoestného elektromagnetickéhoventilu 23 alebo paťcestnóho trojpolohového elektromagnetického ventilu 28 s druhýmvýstupom zaslepeným je cez nastaviteiný škrtiaoi ventil 21 spojený prostredníctvomvstupu 10 so zdrojom 20 tlakového média a výstup 14 trojpolohového trojčestného elek-tromagnetického ventilu 23 alebo pocestného trojpolohového elektromagnetického venti-lu 28 s druhým výstupom zaslepenýmtje spojený so vstupom 13 digitálneho elektropneuma-tiokóho provodníka 24. Výfuk 11 trojpolohového trojoestného elektromagnetického ventilu23 alebo trojpolohového paťcestného' elektromagnetického ventilu 28 s druhým výstupomzaslepeným je výfukom trojoestného digitálneho elektropneumatičkého prevodníka. Přitomprietokové vlastnosti elektromagnetiokýoh ventilov a kalibrovaných olonielc alebo škr-tiaoloh ventilov vo všetkýoh vetváoh digitálneho elektropneumatiokého prevodníka 24sú rovnakó v smere od jeho vstupu 1-3 k jeho výstupu 12 ako v smere od jeho výstupu 12k jeho vstupu 13. *

Ak je signál a, připojený na prvý elektromagnet 34 trojpolohového trojoestnéhoelektromagnetického ventilu 23 alebo trojpolohového paíoestného elektromagnetickéhoventilu 28 s druhým výstupom zaslepeným aktívny a signál a, připojený na druhý elektro-magnet 35 trojpolohového trojoestného elektromagnetického ventilu 23 alebo trojpoloho-vého paťoestného elektromagnetického ventilu 28 s druhým výstupom zaslepeným neaktívny,presunie sa posúvač trojpolohového trojoestného elektromagnetického ventilu 23 alebotrojpolohového paíoestného elektromagnetického ventilu 28 s druhým výstupom zaslepenýmdo jednej krajnej polohy a otvorí prietok tlakového média zo zdroja 20 tlakového médiacez nastaviteiný škrtiaci ventil 21»na vstup 13 digitálneho elektropneumatičkého pre-vodníka 24. Elektrickým rladiaoim signálom připojeným na vstupnú svorku 33 digitálnehoelektropneumatiokého prevodníka 24 sa riadi veíkosi? prietoku tlakového média, ktoréprúdi do výstupu 12 trojoestného digitálneho elektropneumatiokého prevodníka a odtial’do akčného člena 25, kde sa vykoná„požadovaná činnost' jedným smerom a to sposobomdaným kódovými kombináoiami, ktoré postupujú na vstupnú svorku 33. Ak sa vyžaduje poža-dovaná činnost v akčnom člene 25 v opaonom smere, vytvoří sa neaktívny signál a připo-jený na prvý elektromagnet 34 a aktivuje sa signál a, připojený na druhý elektromagnet35. Posúvač trojpolohového trojoestného elektromagnetického ventilu 23 alebo trojpolo-hového pat'cestného elektromagnetického ventilu 28 s druhým výstupom zaslepeným 3a pre-sunie do druhej krajnej polohy a otvorí prietok tlakového média z akčného člena 25oez výstup 13 digitálneho elektropneumatiokého prevodníka cez trojpolohový trojceetnýelektromagnetický ventil 23 alebo trojpolohový paUoestný elektromagnetický ventil 28s druhým výstupom zaslepeným priamo alebo oez tlmič výfuku 22 do atmosféry, Veikostprietoku tlakového média z výstupu 13 trojoestného digitálneho elektropneumatiokéhoprevodníka do jeho výfuku 11 sa riadi kódovými kombináoiami, ktoré postupujú na vstup-nú svorku 33. Ak sú oba signály a, a neaktivně, presunie sa posúvač trojpolohovéhotrojoestného elektromagnetického ventilu 23 alebo trojpolohového paťcestného elektro-magnetického ventilu 28 s druhým výstupom zaslepeným do strednej polohy a vtedy jeprietok tlakového média uzatvorenýi Rovnaká situáoia nastane, ak sú oba signály a, aaktivně s tým, že z hiadiska životnosti elektromagnetov 34, 35 je tento režim nevhodnýa nežiadúoi. •<í|*

Trojoestný digitálny elektropneumatioký převodník má vstup W, ktorým je připoje-ný ku zdrojů 20 tlakového média výstup 12. ku ktorému je připojený akčný člen 25.výfuk 11, ktorý je priamo alebo ce%· tlmič výfuku 22 spojený s atmosférou a elektrickériadiaoe vstupy 31. 32, 33. K vstupu JO je připojený nastaviteiný škrtiaoi ventil 21

Claims (2)

1»? 3 CS 273 081 B1 a prvý dvojoestný dvoupolohový elektromagnetický ventil 26. ktorého výstup je spojenýao vstupom 13 digitálneho elektropneumatiokého prevodníka. K vstupu 13 digitálnehoelektropneumatiokého prevodníka 24 j'e připojený druhý dvojoestný dvojpolohový elektro-magnetický ventil 22, ktorého výstup je priamo aleho oez tlmič výfuku 22 spojený satmosférou. Přitom prietokové vlastnosti elektromagnetických ventilov a kalibrovanýchcloniek aleho škrtiacioh ventilov vo všetkýoh vetváoh digitálneho elektropneumatioké-ho prevodníka 24 sú rovnaké v smere od vstupu 13 k výstupu 12 a v smere od výstupu 12k vstupu 13. Ak je signál a připojený na svorku 31 prvého dvojoestného dvojpolohovéhoelektromagnetického ventilu 26 aktívny a 3ignál a, připojený na svorku ?2 druhéhodvojpolohového dvojoestného elektromagnetického ventilu 27 neaktívny, otvorí prvýdvojpolohový dvojoestný elektromagnetický ventil 26 prietok tlakového média zo zdro-ja 20 tlakového média cez nastaviteiný škrtiaci ventil 21 na vstup 13 digitálnehoelektropneumatiokého prevodníka 24. Elektrickým riadiaoira signálom, připojeným navstupná svorku 33 digitálneho elektropneumatiokého prevodníka 24 sa riadi velkostprietoku tlakového média prádiaoeho’oez výstup 12 trojoestného digitálneho elektropneu-nfatického prevodníka a do akčného člena 25. kde sa vykoná požadovaná činnost jednýmsmerom a to spQsohom daným postupnosťou kódovýoh komhinácií, ktoré postupujá na vstup-ná svorku 33, Ak sa má v akčnom člene 25 vykonat požadovaná činnost' v opačnom smere,vytvoří sa neaktívny signál a, připojený na svorku 31 prvého dvojoestného dvojpoloho-vého elektromagnetického ventilu 26 a aktívny signál a, připojený na svorku 32 druhé-ho dvojoestného dvojpolohového elektromagnetického ventilu 27. Prvý dvojpolohový dvoj-cestný elektromagnetický ventil 26 sa uzatvorí a druhý dvojpolohový dvojoestný elek-tromagnetický ventil 27 sa otvorí. Tým sa otvorí prietok tlakového média z akčnéhočlena 25 oez digitálny elektropneumatioký převodník 24. druhý dvojpolohový dvojoestnýelektromagnetický ventil 27 priamo aleho oez tlmič výfuku 22 do atmosféry. Veikosťprietoku tlakového média z akčného člena 25 oez trojoestný digitálny elektropneumatio-ký převodník do atmosféry sa riadi kódovými komhináoiami postupujáoimi na svorku 33digitálneho elektropneumatiokého prevodníka 24. Ak sá oha signály a, a neaktivně, sáoba dvojčestné dvojpolohové elektromagnetické ventily 26. 27 uzatvorené, tlakové mé-dium cez trojpolohový digitálny elektropneumatioký převodník neprádi a v akčnom čle-ne 25 sa nevykonává žiadna činnost. Oba signály a, a nesmá byť naraz aktivně, lebov takomto případe by došlo k priamemu prepášťaniu tlakového média z vstupu 10 oezvýfuk 11 do atmosféry. Trojčestný digitálny elektropneumatioký převodník možno využit pri priamom čí-slioovom riadení prietoku tlakového.média v pneumatických sástaváoh, kde sa požadujev čase meniť veikosť a zmysel prietoku tlakového média. Možno ho využit v pneumatic-kých sástaváoh na riadenie, reguláoŽu a automatizáoiu v rfiznyoh odvetviaoh priemyslu,dopravy ako aj v robotike a manipuláčnej teohnike, Osobitne ho možno použit na priamečíslicové elektronické riadenie dynamických pneumatických sástav a meohanizmov. PŘED Η E T VYNÁLEZU

1. Trojoestný digitálny elektropneumatioký převodník so vstupom připojeným k zdrojůtlakového média, výfukom spojeným s atmosférou, výstupom připojeným k akčnému čle-nu a s riadiacimi elektrickými vstupmi, vyznačujáoi sa tým, že jeho vstup (10)je cez nastavitelný škrtiaci ventil (21) připojený na vstup (15) trojoestnéhotrojpolohového elektromagnetického ventilu (23) alebo paťoestnóho trojpolohovéhoelektromagnetického ventilu (28) s druhým výstupom zaslepeným, ktorého výstup(14) je připojený na V3tup (13) digitálneho elektropneumatiokého prevodníka (24),ktorého výstup (12) je výstupom trojoestného digitálneho elektropneumatiokého 03 273 081 B1 4 provodního o výfuk (11) trojoestnóho trojpolohovóho elektromagnetického ventilu (23)alobo paťoestného trojpolohovóho elektromagnetického ventilu (2Θ) a druhým výatupomzaslepeným je spojený priamo alebo oez tlmié výfuku (22) a atmosférou, priéom prie-fcokové vluotnootl oloktroMQgnotiokýoh vontllov o kallbrovonýoh olohlok olobo Skr-tlaoloh ventllov vo vSetkýoh vetváoh digitálneho elektropneumatiokého prevodníka(24) aú rovnakó v amere od jeho vstupu (13) k jeho výstupu (12) ako v smere od je-ho výstupu (12) k jeho vstupu (13).

2. Trojooatný dlgltálny elektropnoumatloký převodník pódia bodu 1 vyanadujúoi aa tým,že dva dvojoeatné dvojpolohové elektromagnetioké ventily (26), (27) sú zapojené tak,že prvý dvojoostný dvojpolohový elektromagnetický ventil (26) je svojíra vstupom (16)připojený oez nastavitelný Skrtlaoi ventil (21) na zdroj (20) tlakového média asvojím výstupom (17) je připojený na vstup (13) digitálneho elektropneumatiokéhoprevodníka (24) zároveň k vstupu (13) digitálneho elektropneumatiokého prevodníka(24) je připojený vetup (18) druhého dvojoestného dvojpolohového elektromagnetické-ho ventilu (27), ktorého výstup (11) je spojený priamo alebo oez tlralS výfuku (22)s atmosférou, priSom prletokové vlastnosti elektromagnetických ventllov a kalibro-vaných oloniek alebo škrtlaoloh ventilov vo vSetkýoh vetváoh digitálneho elektro-pneumatiokóho prevodníka (24) sú rovnaké v smere od jeho vstupu (13) k jeho výstu-pu (12) ako v amere od jeho výstupu (12) k jeho vstupu (13). 2 výkresy