PL102575B1 - Urzadzenie kompensujace blad pozycjonowania plynowego systemu pozycjonowania o dzialaniu cyfrowym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie kom¬ pensujace blad pozycjonowania o dzialaniu cyfro¬ wym, zwlaszcza otwarcie sterowanego urzadzenia o malym skoku podstawowym. Plynowy system pozycjonowania sluzy do ustawiania, w z góry za¬ danym polozeniu na przyklad zespolów lub ele¬ mentów maszyn i urzadzen technologicznych, ste¬ rowanych lub napedzanych przy pomocy srodków pneumatyki lub hydrauliki.

Znany plynowy system pozycjonowania o dziala¬ niu cyfrowym tworzy zamkniety, szczelny uklad, zlozony z pewnej liczby cisnieniowych elementów sprezynujacych, na przyklad mieszków: kilku do¬ zujacych oraz jednego sumujacego. Uklad elemen¬ tów sprezynujacych, polaczony jest kanalami i wy¬ pelniony plynem O mozliwie malym wspólczynniku scisliwosci. Eelementy dozujace umieszczone sa w komorach, do których podawane sa plynowe, naj¬ czesciej pneumatyczne sygnaly wejsciowe. Po po¬ daniu sygnalu o wartosci logicznej „1", zdolnej pokonac napiecie wstepne, sile sprezystosci elemen¬ tu i ewentualnie sile sprezystosci sprezyn podpo¬ rowych, element dozujacy ugnie sie o okreslona wartosc.

W rezultacie do przestrzeni wewnetrznej elemen¬ tu sumujacego zostanie przetloczona kanalami ukladu dodatkowa porcja plynu, równa iloczynowi" powierzchni efektywnej uginanego elementu do¬ zujacego i jego ugiecia. Przesuniecie wyjsciowe czesci swobodnej elementu sumujacego jest równe iloczynowi porcji plynu wtloczonej do przestrzeni wewnetrznej elementu sumujacego poprzez jego powierzchnie efektywna. Po zmianie wartosci logicznej sygnalu wejsciowego z „1" na „0", element dozujacy odpreza sie i pochlania, uprzednio prze¬ tloczona, porcje plynu.

Opisany uklad spelnia zadanie systemu pozycjo¬ nowania o dzialaniu cyfrowym, jesli ugiecie jedne¬ go z elementów dozujacych bedzie odpowiadalo przesunieciu czesci swobodnej elementu sumujace¬ go równe skokowi podstawowemu pozycjonowania, a ugieciom pozostalych elementów dozujacych przesuniecie równe wielokrotnosci skoku podsta¬ wowego. Kazda stopniowana o skok podstawoWy, wartosc przesuniecia wyjsciowego winien powo¬ dowac inny z elementów zbioru sygnalów wejscio¬ wych, sterujacych ugieciami elementów dozuja¬ cych.

W znanym rozwiazaniu systemu, blad pozycjono¬ wania powstaje przez elastyczne odksztalcenie scian cisnieniowych elementów sprezynujacych, pod¬ danych dzialaniu róznicy cisnien, odpowiednio: dla elementów dozujacych cisnienia roboczego plynu i cisnienia sygnalów wejsciowych oraz dla elemen¬ tu sumujacego: cisnienia roboczego plynu i cisnie¬ nia atmosferycznego. Wlasciwosc ta, zwana ela¬ stycznoscia objetosciowa, powoduje, ze rezultat odmierzania porcji plynu, przez cisnieniowy ele¬ ment sprezynujacy, ma inna objetosc, niz to wy¬ nika z iloczynu efektywnej powierzchni i ugiecia. 102 575102 575 3 Wlasciwosc ta cechuje wszystkie cisnieniowe ele¬ menty sprezynujace, na przyklad membrany, rurki Bourdona, w nieco mniejszym stopniu mieszki sprezyste.

Blad pozycjonowania powodowany elastycznoscia 5 objetosciowa zastosowanych cisnieniowych elemen¬ tów sprezynujacych wplywa ujemnie na jakosc po¬ zycjonowania systemu, zwlaszcza otwarcie stero¬ wanego o malym skoku podstawowym: bezpo¬ srednio przez obnizenie klasy dokladnosci przy- 10 rzadu oraz posrednio przez ograniczenie mozli¬ wosci zmniejszenia wartosci skoku podstawowego.

Celem wynalazku jest poprawa jakosci pozycjo¬ nowania plynowegosystemu pozycjonowania o dzia¬ laniucyfrowym. 15 Istota wynalazku polega na wyposazeniu urza¬ dzenie kompensujace blad pozycjonowania systemu skladajacego sie z zamknietej komory, w cisnienio¬ wy element sprezynujacy systemu oraz dodatkowy element sprezynujacy, dzielacy komore na dwie 2Q przestrzenie, odpowiednio dla elementów dozuja¬ cych przestrzen kompensacyjna i przestrzen cisnie¬ nia sygnalów wejsciowych oraz dla elementu su¬ mujacego przestrzen kompensacyjna i przestrzen cisnienia atmosferycznego. ^ W przypadku elementu dozujacego elementem rozdzielajacym jest element napedowy, na przyklad elastyczna membrana lub tloczek, na który dziala cisnienie sygnalów wejsciowych i który wytwarza sile i przesuniecie potrzebne dla ugiecia elementu 30 dozujacego. W przypadku elementu sumujacego, elementem rozdzielajacym jest cisnieniowy element sprezynujacy najlepiej o identycznej powierzchni efektywnej co element sumujacy, przymocowany z jednej strony do czesci swobodnej elementu 35 sumujacego, a z drugiej strony do obrzeza komory urzadzenia kompensujacego.

Zastosowanie urzadzenia kompensujacego wedlug wynalazku pozwala usunac blad pozycjonowania systemu, powodowany elastycznoscia objetosciowa 40 zastosowanych cisnieniowych elementów sprezynu¬ jacych, przez sprowadzenie róznicy cisnien, od¬ dzialywujacej na scianki elementów sprezynuja¬ cych, do wartosci zerowej. W tym celu, do prze¬ strzeni kompensacyjnych komór, w których znaj- 45 duja sie elementy dozujace i sumujacy system, nalezy podac cisnienie kompensacyjne o wartosci równej cisnieniu roboczemu plynu. Tym samym mozliwe jest, teoretycznie nieograniczone, w pra¬ ktyce wyznaczone przez parametry konstrukcyjne 50 znajdujacych sie w dyspozycji cisnieniowych elementów sprezynujacych, zmniejszenie wartosci skoku podstawowego, przy zachowaniu koncepcji otwartego sterowania systemu.

Dodatkowo, przy pomocy urzadzenia kompen- 55 sujacego wedlug wynalazku, mozliwa jest kom¬ pensacja wplywu zmian temperatury na jakosc pozycjonowania systemu. Przyjmujac, ze zmiana objetosci plynu, wywolana .zmiana temperatury, powoduje przyrost wartosci cisnienia roboczego 60 odpowiadajacy wartosci temepraturowego bledu pozycjonowania, mozliwa jest taka korekcja war¬ tosci cisnienia kompensacyjnego wzgledem wartosci cisnienia roboczego, aby mozliwa byla kompensa¬ cja bledu temperaturowego.

Ze wzgledu na fakt, ze elastycznosc objetosciowa zalezy silnie od parametrów geometrycznych cisnie¬ niowych elementów sprezynujacych, glównym zródlem bledu pozycjonowania jest element su¬ mujacy jako najwiekszy element systemu. Korzyst¬ nie jest uwzglednic dwa warianty budowy urzadze¬ nia kompensujacego wedlug wynalazku, pierwszy dla kompensacji ograniczonej do elementu sumu¬ jacego i drugi dla kompensacji pelnej, obejmujacej wszystkie elementy sprezynujace systemu.

Przedmiot wynalazku jest odtworzony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat budowy urzadzenia kom¬ pensujacego systemu z kompensacja ograniczona, fig. 2 przedstawia schemat budowy urzadzenia kompensujacego systemu z kompensacja pelna.

W obu przykladowych wykonaniach wynalazku, z mieszkami jako cisnieniowymi elementami spre¬ zynujacymi, element sumujacy 1 znajduje sie wewnatrz zamknietej komory urzadzenia kompen¬ sujacego 2. Element rozdzielajacy komore urzadze¬ nia kompensujacego 3, najlepiej o identycznej po¬ wierzchni efektywnej co element sumujacy, jest przymocowany z jednej strony do czesci swobodnej elementu sumujacego 1, z drugiej strony do obrzeza komory urzadzenia kompensujacego 2. W systemie z kompensacja ograniczona element dozujacy 4 znajduje sie w komorze elementu dozujacego 5, w której znajduja sie ograniczniki ugiecia elemen¬ tu dozujacego 6. W systemie z kompensacja pelna dodatkowy elemenet rozdzielajacy komore elementu dozujacego 7 jest jednoczesnie elementem napedo¬ wym ugiecia elementu dozujacego.

Claims (2)

Zastrzezenia patentowe

1. Urzadzenie kompensujace blad pozycjonowania plynowego systemu pozycjonowania o dzialaniu dzialaniu, znamienne tym, ze w zamknietej ko¬ morze urzadzenia kompensujacego (2) znajduje sie element sumujacy systemu (1) oraz element roz¬ dzielajacy komore urzadzenia kompensujacego (3), korzystnie o identycznej powierzchni efektywnej co element sumujacy, przymocowany z jednej strony do czesci swobodnej elementu sumujacego, a z drugiej strony do obrzeza komory urzadzenia kompensujacego.

2. Urzadzenie kompensujace blad pozycjonowania plynowego, systemu pozycjonowania o dzialaniu cyfrowym, wedlug zastrz. 1* znamienne tym, ze w komorze elementu dozujacego (5) znajduje sie element rozdzielajacy komore elementu dozujacego (7), bedacy elementem napedowym ugiecia elemen¬ tu dozujacego (4).102 575 sygnaly wejsciowe pt kompensacyjne -A \ A .¦.-.:: .¦.-.¦.. ft.wyjsciows atmosferyczne 1 2\.3\ Fig.1 sygnaly wejsciowe ps 7 ^ rehW? -A^fTh cisnienie kompensacyjne przesuniecie ciff}ienie wyjsciowe atmosferyczne Fig.2