Przedmiotem niniejszego wynalazku jest urza¬ dzenie pneumatyczne strumieniowe, spelniajace dowolna dwuwartosciowa funkcje trzech parame¬ trów dwuwartosciowych, zwlaszcza sumator dwój¬ kowy.Urzadzenia automatyki elektronicznej maja w niektórych galeziach przemyslu, zwlaszcza w prze¬ mysle chemicznym i w górnictwie ograniczone za¬ stosowanie ze wzgledu na niebezpieczenstwo wy¬ buchu wskutek powstania iskry elektrycznej. Po¬ nadto ogólna wada urzadzen elektronicznych zwla¬ szcza maszyn cyfrowych jest negatywny wplyw na ich dzialanie ubocznych pól elektrycznych i mag¬ netycznych. Z tego powodu coraz szersze zastoso¬ wanie znajduje automatyka pneumatyczna i hy¬ drauliczna, a ostatnio czynione sa próby konstruo¬ wania niektórych automatów pneumatycznych ma¬ szyn cyfrowych.Podstawowym elementem maszyny cyfrowej jest sumator dwójkowy, którego dzialanie polega na sumowaniu trzech danych sygnalów dwuwarto¬ sciowych (1 lub 0) poddawanych na trzy wejscia o, p, Po sumatora przy czym na jednym z dwóch wyjsc s sumatora otrzymuje sie bezposrednia su¬ me, a na drugim pA przeniesienie do nastepnego sumatora (fig. 1).Sumator pracujacy w ukladzie dwójkowym spel¬ nia warunki podane w poszczególnych pionowych rzedach w tabeli przedstawionej na fig. 2. Na przyklad w przypadku gdy na wejscia a, p, i p0 10 15 20 30 sumatora zostana podane wartosci 1, 1, 1 na oby¬ dwu jego wejsciach s i pA otrzymuje sie wartosc 1.W przypadku gdy na wejscie 0 podana jest war¬ tosc 1, na wejscie a wartosc 0, a na wejscie p0 wartosc 1, na wyjsciu s sumatora otrzymuje sie wartosc 0, a na wyjsciu pA wartosc 1.Warunkj. okreslone przez tabele przedstawiona na fig. 2 mozna w prostszy sposób ujac w tabeli przedstawionej na fig. 3. Na przyklad pierwszy wiersz tej tabe\i oznacza, ze w przypadku, gdy na wszystkich wejsciach a, 0 i p0 sumatora podana jest wartosc 0 to na wyjsciu s otrzymuje sie war¬ tosc 0 i na wyjsciu p4 wartosc 0, zas w przypadku gdy na jednym z dowolnych wejsc podana zostaje wartosc 1 (to znaczy na dwóch pozostalych — war¬ tosc 0), to na wyjsciu s uzyskuje sie wartosc 1, a na wyjsciu pA wartosc 0.W ukladach elektronicznych role sumatorów dwójkowych spelniaja urzadzenia stanowiace sto¬ sunkowo skomplikowane uklady zlozone z szeregu tranzystorów, diod i oporników, zas sumatory pneumatyczne nie znalazly dotychczas zastosowa¬ nia ze wzgledu na bardzo niewielka szybkosc dzialania. W ostatnim czasie zastosowano jednak elementy pneumatyczne strumieniowe, których szybkosc dzialania dzieki wyeliminowaniu elemen¬ tów ruchomych i zastapieniu ich strumieniem czynnika przeplywowego, na przyklad powietrza, zostala znacznie zwiekszona.Przedmiotem niniejszego wynalazku jest pneu- 5602556025 3 matyczne urzadzenie strumieniowe, spelniajace dowolna dwuwartosciowa funkcje trzech parame¬ trów dwuwartosciowych, które moze stanowic zwlaszcza pneumatyczny strumieniowy sumator dwójkowy. Urzadzenie to moze znalezc zastosowa¬ nie szczególnie w ukladach automatyki pneuma¬ tycznej, jako element pneumatycznych regulatorów cyfrowych.Wynalazek jest przykladowo wyjasniony na ry¬ sunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blo- v *kowy sumatora dwójkowego, fig. 2 i 3 — tabele ~* Wjletosci wejsc podawanych na sumator i odpo¬ wiadajace im wartosci uzyskiwane na wyjsciach sumatora, fig. 4 — schematycznie przedstawiony element sterujacy urzadzenia wedlug wynalazku, fig. 5, 6 i 7 — sposób przestrzennego uksztaltowa¬ nia strumienia wypadkowego, strumieni podawa¬ nych na wejscia sumatora, fig. 8 — plaszczyzne ze sladami strumieni wypadkowych, fig. 9 — ta¬ blice polozen strumieni wypadkowych, odpowiada¬ jacych poszczególnym strumieniom podawanym na wejscia urzadzenia, fig. 10 — przyklad konstruk¬ cyjnego rozwiazania elementu sterujacego sumato¬ ra w widoku z góry, a fig. 11 — w przekroju wzdluz linii A—A na fig. 10 wraz z polozeniem plaszczyzny sladowej, fig. 12 — element sterujacy sumatora lacznie z elementem zbiorczym, spelnia¬ jacym warunki jego wyjscia Pi, fig. 13 — element sterujacy sumatora z elementem zbiorczym spel¬ niajacym warunki wyjscia s, fig. 14 — element sterujacy lacznie z elementem zbiorczym urzadze¬ nia wedlug wynalazku spelniajacego warunki in¬ nej funkcji dwuwartosciowej trzech parametrów dwuwartosciowych podawanych na jego wejscia, a fig. 15 — przykladowa konstrukcje pneumatycz¬ nego sumatora dwójkowego wedlug wynalazku w widoku z rozlozonymi elementami.Pneumatyczny strumieniowy sumator dwójkowy wedlug wynalazku jest zaopatrzony podobnie jak kazdy inny sumator (fig. 1) w trzy wejscia, z któ¬ rych dwa a i P, sluza do podawania Sumowanych wielkosci dWuwarstosciowych (1 i Ó), a trzecie p0 do podawania przeniesienia z pdprzedniego stop¬ nia sumatora ófaz W dwa wyjscia, z których wyj¬ scie s Wskazuje bezposrednio sume, a drtigie wyj¬ scie Pi sluzy do przeniesienia nadmiaru na nastep¬ ny stopien sumatófa. Wielkosci dwuwartosciowe podawane na wejscia a, $ i p0 sumatora oraz od¬ powiadajace im wielkosci dwuwartosciowe na wyjsciach s i pL spelniaja warunki przedstawione w poszczególnych rzedach pionowych tabeli na fig. 2 lub w wierszach poziomych tabeli na fig. 3.Powyzsza zasade dzialania uzyskuje sie w suma¬ torze pneumatycznym wedlug wynalazku przez su¬ mowanie wektorowe predkosci strumieni przeplyw wajacych przez element sterujacy sumatora.W najprostszym przypadku przedstawionym na fig. 4, element sterujacy sumatora sklada sie z trzech przewodów 1, 2 i 3 tworzacych krawedzie ostroslupa prostego, którego podstawa 4 stanowi trójkat równoboczny, polaczonych odpowiednio z wejsciami a, 0 i p0 Sumatora i z&apatrzonych we wspólny otwór wylotowy J* Element steruj$cy su¬ matora wspóldziala z elemehtesft zbierajacym^ któ¬ ry w najprostszym przypadku przedstawionym na fig. 5, 6, 7 i 11 stanowi plaszczyzne 5, umieszczo- 4 na w odleglosci d nad wylotem 6 przewodów 1, 2 i 3. Dzialanie tego najprostszego sumatora przed- stawione na fig. 5 do 7 jest nastepujace. W przy¬ padku gdy impuls cisnieniowy odpowiadajacy war¬ tosci 1 podany zostanie tylko na jedno z wejsc su¬ matora, na przyklad a — strumien powietrza ozna¬ czony na fig. 5 linia przerywana przetnie pla¬ szczyzne 5 w punkcie 7. Analogicznie w przypad¬ ku zasilenia impulsem cisnieniowym wejscia |3 od¬ powiadajacy mu strumien przedstawiony na fig. 5 linia ciagla przetnie plaszczyzne zbiorcza 5 w punkcie 8, a w przypadku zasilenia impulsem wej¬ scia Po strumien przedstawiony na fig. 5 linia kropkowana przetnie te plaszczyzne w punkcie 9.Jezeli zas impuls cisnieniowy podany zostanie równoczesnie na dwa wejscia sumatora (fig. 6), na przyklad wejscia a i |3 to odpowiadajace tym im¬ pulsom strumienie przedstawione na fig. 6 linia ciagla przetna plaszczyzne zbiorcza 5 w punkcie 10.Punkt ten znajduje sie w przecieciu wypadkowej predkosci strumieni skladowych w przewodach 1 i 2, z plaszczyzna zbiorcza 5, przy czym dzieli on odcinek 7—8 na dwie polowy. Analogicznie w przy¬ padku ,gdy impulsy cisnieniowe podane zostana równoczesnie na wejscia a i p0 — odpowiadajacy im strumien wypadkowy przedstawiony na fig. 6 linia przerywana przetnie plaszczyzne sladowa w punkcie 11, dzielacym na pól odcinek 7—9, zas po podaniu impulsów równoczesnie na wejscia 0 i Po odpowiadajacy im strumien wypadkowy przedsta¬ wiony na fig. 6 linia kropkowana przetnie plasz¬ czyzne 5 w punkcie 12 polowiacym odcinek 8—9.Jezeli impulsy cisnieniowe zostana podane rów¬ noczesnie na wszystkie trzy wejscia a, 0, p0 su¬ matora (fig. 7) odpowiadajacy im strumien wypad¬ kowy, którego kierunek wyznacza predkosc wy¬ padkowa predkosci strumieni skladowych, przetnie plaszczyzne 5 w punkcie srodkowym 13, stanowia¬ cym srodek geometryczny trójkata 7, 8, 9.W ten sposób impulsom odpowiadajacym war¬ tosci 1 podawanym na poszczególne wejscia a, P, Po sumatora oraz brakowi impulsów (odpowiada¬ jacych wartosci 0) w dowolnych ich kombinacjach, odpowiadaja poszczególne punkty od 7 do 13 pla¬ szczyzny 5 wedlug zestawienia przedstawionego w tablicy na fig. 9.Powyzsza zasade pracy pneumatycznego stru¬ mieniowego sumatora dwójkowego wedlug wyna¬ lazku wykorzystano w przedstawionych przykla¬ dowe^ na fig. 10 do 15 rozwiazaniach konstrukcyj¬ nych tego sumatora.Na fig, 10 i 11 przedstawiono element sterujacy sumatora, w którym przewody 1, 2 i 3 sa wyko¬ nane w postaci otworów wywierconych w plytce 14, wykonanej najkorzystniej z materialu prze¬ zroczystego. W przykladowym rozwiazaniu przed¬ stawionym na fig. 11 element sterujacy wspólpra¬ cuje z elementem zbiorczym majacym postac pla¬ skiej plytki odpowiadajacej plaszczyznie 5 i zaopa¬ trzonej w otwór lub W uklad otworów odpowiada¬ jacych polozeniu poszczególnych punktów od 7 do 13 na fig. 8 w zaleznosci od funkcji logicznej, któ¬ ra ma wyznaczac ten element zbiorczy.Element zbiorczy sluzacy do wyznaczania funkcji odpowiadajacej wyjsciu pA sumatora dwójkowego 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6056025 jest przedstawiony przykladowo na fig. 12. Ma on postac plytki zbierajacej 15, której dolna po¬ wierzchnia 16 odpowiada polozeniu plaszczyzny 5, umieszczonej w odleglosci d nad otworem wylo¬ towym 6 przewodów 1, 2, 3, zaopatrzonej w komo- 5 re 17 obejmujaca punkty od 10 do 13 w plaszczy¬ znie 5 (fig. 8). Komora 17 jest przy tym polaczona z króccem wylotowym 18 odpowiadajacym wyjsciu Pi sumatora.Element zbiorczy sluzacy do wyznaczania funkcji io na wyjsciu s sumatora dwójkowego jest przedsta¬ wiony przykladowo na fig. 13. Sklada sie on z plytki róznicujacej 19, której dolna powierzchnia 20 jest umieszczona w plaszczyznie 5, w odleglosci d nad otworem wylotowym 6 przewodów 1, 2, 3, 15 zaopatrzonej w otwór lub przewód 21, stanowiacy przedluzenie przewodu 1 od punktu 7, w przewód 34 stanowiacy przedluzenie przewodu 2 od punktu 8, w przewód 22, stanowiacy przedluzenie przewo¬ du 3 od punktu 9 oraz w przewód 23 prostopadly 20 do plaszczyzny 5 i wychodzacy z punktu srodko¬ wego 13. Ponadto w sklad elementu zbiorczego wchodzi polaczona szczelnie z plytka 19 — plytka 15 z komora zbiorcza 17a obejmujaca wyloty prze¬ wodów 21, 34, 22 i 23 i polaczona z króccem wy- 25 lotowym 18a, odpowiadajacym wyjsciu s sumatora dwójkowego.W przypadku gdy urzadzenie pneumatyczne we¬ dlug wynalazku ma wyznaczac inna funkcje dwu- wartosciowa trzech parametrów dwuwartoscio- 30 wych, polegajaca na przyklad na wyznaczeniu wartosci 1 równoczesnie na dwóch wolnych wej¬ sciach, element zbiorczy takiego urzadzenia przed¬ stawiony przykladowo na fig. 14 sklada sie z plyt¬ ki 24, zaopatrzonej w zespól przewodów 25, stano- 35 wiacych przedluzenia strumieni wypadkowych przecinajacych plaszczyzne 5 w punktach 10, 11 i 12 oraz polaczonej z nia szczelnie plytki 15, zaopatrzonej"" w komore 17b obejmujaca wyjscia* tych przewodów i zaopatrzona w króciec wyloto- 40 wy 18b. W ten sposób przez odpowiednie uksztal¬ towanie elementu zbiorczego urzadzenia wedlug wynalazku mozna wyznaczac dowolne dwuwarto- sciowe funkcje trzech parametrów dwuwartoscio- wych. 45 Przyklad rozwiazania pneumatycznego strumie¬ niowego sumatora dwójkowego wedlug wynalazku przedstawiono na fig. 15. Sumator ten jest wypo¬ sazony w element rozdzielczy, stanowiacy plytke 26, zaopatrzona w króciec 27 polaczony z otworem 50 28 odpowiadajacym wejsciu a sumatora, króciec 29 polaczony z otworem 30 odpowiadajacym wejsciu P sumatora i w króciec 31 polaczony z otworem 32 odpowiadajacym wejsciu p0 sumatora. Ponadto sklada sie on z dwóch opisanych poprzednio i 55 umieszczonych symetrycznie Wzgledem elementu rozdzielczego 26 elementów sterujacych, stanowia¬ cych plytki 14 z otworami 1, 2 i 3 tworzacymi krawedzie ostroslupa prostego o podstawie stano¬ wiacej trójkat równoboczny i wspólnym otworem 60 wylotowym 6, z elementu zbiorczego, przedstawio¬ nego oddzielnie na fig. 12 i stanowiacego plytke zbierajaca 15 z komora 17, obejmujaca punkty od 10 do 13 (fig. 8) i z króccem wylotowym 18, odpo¬ wiadajacym wyjsciu Pi sumatora oraz z elementu 65 zbiorczego przedstawionego oddzielnie na fig. 13 i stanowiacego plytke róznicujaca 19, zaopatrzona w otwory 21, 34, 22 i 23 oraz polaczona z nia szczelnie plytke zbierajaca 15 z komora 17a obej¬ mujaca wyloty otworów 21, 34, 22 i 23 i z króc¬ cem wylotowym 18a odpowiadajacym wyjsciu s sumatora. W celu zachowania odpowiedniej odle¬ glosci d miedzy powierzchniami plytek 14 i 15, je¬ dna z tych plytek 15 jest zaopatrzona w elementy dystansowe 33.Dzialanie sumatora przedstawionego na fig. 15 stanowi polaczenie dzialania omówionych uprze¬ dnio jego elementów przedstawionych na fig. 12 i 13 i spelnia warunki podane w tablicy na fig. 2 i %3. Na przyklad w przypadku przedstawionym w trzecim wierszu tabeli na fig. 3 gdy na dwa z wejsc, na przyklad a i 0 zostana podane impulsy cisnieniowe (odpowiadajace wartosci 1), a na trze¬ cie z wejsc po nie jest podany impuls (co odpo¬ wiada wartosci 0), impulsy cisnieniowe przenoszo¬ ne przez przewody 28 i 30 elementu rozdzielczego 26 oraz przewody 1 i 2 obydwu elementów steru¬ jacych 14, powoduja utworzenie strumienia wypad¬ kowego (fig. 6), który przetnie plaszczyzne 5 w punkcie 10. Poniewaz plytka 19 nie ma otworu odpowiadajacego punktowi 10 na wyjsciu s (kró¬ ciec 18a) sumator nie wskaze impulsu cisnienio¬ wego (co odpowiada wartosci 0) wskutek tego, ze tenze punkt 10 jest objety przez komore 17 plytki 15 — na wyjsciu p4 sumatora (króciec 18) powsta-_ nie impuls cisnieniowy odpowiadajacy wartosci 1.Sumator wykaze wiec zgodnie z tablica na fig. 3, na wyjsciu s wartosc 0, a na wyjsciu Pi wartosc 1.Urzadzenie pneumatyczne strumieniowe wedlug wynalazku moze znalezc zastosowanie zwlaszcza jako element regulatorów lub ukladów logicznych w ukladach automatyki pneumatycznej. PL