PL57369B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 20.Y.1969 57369 KI. 42 r, 1/03 MKP G 05 b Firc3/*«r UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Aleksander Korklinski Wlasciciel patentu: Centralne Biuro Konstrukcji Okretowych Nr 2, Gdansk (Polska) Pneumatyczny lub hydrauliczny element logiczny Przedmiotem wynalazku jest pneumatyczny element logiczny, przydatny np. do budowy urza¬ dzen realizujacych funkcje algebr Boole'a. Ele¬ ment wedlug wynalazku, zastosowany pojedynczo umozliwia, w wyniku podlaczenia do przewodów z czynnikiem roboczym o odpowiednim cisnieniu, np. realizacje funkcji logicznej „nie", zas przy innym podlaczeniu moze byc uzyty jako np. za¬ wór zwrotny.Znane ;sa podobnie pracujace elementy zawie¬ rajace w sobie albo szczelne elastyczne membra¬ ny, albo przesuwne i uszczelnione tloki. Jednakze ich konstrukcja jest *stosunkowo skomplikowana i trudna do zminiaturyzowania, a prócz spelnie¬ nia innych wymagan potrzebuja one czynników roboczych o niezbyt duzych cisnieniach i tempe¬ raturach (szczególnie w przypadku zastosowania membran lub uszczelnien niemetalicznych), czyn¬ ników roboczych nieagresywnych chemicznie i o dosc duzym stopniu oczyszczenia, co jest szczególnie wazne dla elementów z przesuwnymi tlokami.Plrócz tego stosunkowo duze gabaryty a tym samym duze masy wplywaja niekorzystnie na wielkosc górnej czestotliwosci granicznej sygna¬ lów wejsciowych i wyjsciowych w takim elemen¬ cie. Poza wyzej wymienionymi istnieja elementy strumieniowe, w których brak czesci ruchomych a role membran lub tloków spelniaja strumienie czynnika roboczego. Jednakze dotychczas nie po¬ lo 15 20 25 30 znano dobrze wlasnosci elementów strumienio¬ wych, m.in. nie udalo sie- usunac niepozadanego wzajemnego oddzialywania jednych sygnalów na drugie, przy czym obserwuje sie zjawisko oddzia¬ lywania wstecznego sygnalu wyjsciowego na wej¬ sciowy, powodujace zaklócenia w pracy elemen¬ tów strumieniowych.Elementy strumieniowe maja jeszcze inna wade.Zwiazany z zasada dzialania przeplyw czynnika roboczego o prawie stalym wydatku zmusza do stosowania bardzo niskich cisnien pracy, aby stala utrate czynnika roboczego sprowadzic do znosnego poziomu. Tym wlasnie spowodowana jest koniecznosc stosowania licznych stopni po¬ srednich przy przenoszeniu sygnalów wyjsciowych do obszarów dzialania wyzszych cisnien (np. urza¬ dzenia wykonawcze, silowniki itp.). Z drugiej strony niskie cisnienie pracy takich elementów sprzyja oddzialywaniu na nie róznych zaklócen.Celem niniejszego wynalazku jest usuniecie tych niedogodnosci przy* zachowaniu zalet wyzej wy¬ mienionych rodzajów elementów logicznych.Zadaniem prowadzacym do tego celu jest opra¬ cowanie rozwiazania konstrukcyjnego elementu pneumatycznego lub hydraulicznego mogacego pracowac przy stosunkowo duzej czestotliwosci sygnalów wejsciowych i wyjsciowych oraz moga¬ cego pracowac przy dowolnych cisnieniach, tem¬ peraturach i skladzie chemicznym czynnika robo¬ czego, spotykanych obecnie w ukladach pneuma- 5736957369 4 tycznych lub hydraulicznych, przy czym w tym elemencie nie bedzie istnial wplyw sygnalu wyj¬ sciowego na wejsciowy w czasie jego pracy.Istota wynalazku polega na zastosowaniu ru¬ chomej i swobodnej plytki, t.zn. nie polaczonej mechanicznie z korpusem elementu, która moze sie wewnatrz niego przemieszczac wskutek dzia¬ lania na nia sily powstalej z róznicy cisnien na jej powierzchniach lub wskutek innych sil. Wy¬ wolywanie tych sil np. przy pomocy odpowiednich cisnien dzialajacych na powierzchnie takiej ru¬ chomej plytki jest mozliwe przez doprowadzenie przewodami czynnika roboczego gazu lub cieczy pod cisnieniem do okreslonych przestrzeni opisy¬ wanego elementu.Ruchoma i swobodna plytka posiada wytrzy¬ malosc mechaniczna na tyle dostateczna, ze jej odksztalcenia pod dzialaniem sily pochodzacej od cisnienia czynnika roboczego nie wplywaja po¬ garszajac© na jej szczelne doleganie do powierzch¬ ni stykowych scianek przestrzeni elementu. Na skutek dzialania sil ód cisnienia czynnika robo¬ czego plytka zajmie jedno z dwóch swoich polo¬ zen ^krancowych wewnatrz korpusu elementu, a zaleznie od tego w którym polozeniu sie znaj¬ duje albo zamknie soba równoczesnie dwie prze¬ strzenie albo zamknie soba jedna przestrzen wewnatrz elementu.Przestrzenie sa utworzone jako zaglebienia korpusu, wzglednie czesc przestrzeni jako zagle¬ bienia plytki, a sa one wzajemnie odgrodzone sciankami zaopatrzonymi w powierzchnie styko¬ we. Plytka, zamykajac soba przestrzenie styka sie szczelnie z powierzchnia stykowa scianki roz¬ graniczajacej te przestrzenie i jednoczesnie, na skutek luzu wewnatrz korpusu, otwiera polacze¬ nie pomiedzy pozostalymi przestrzeniami.Skutek wzajemnego rozdzielania okreslonych przestrzeni i laczenia pozostalych ze soba objawia sie jako odciecie przeplywu czynnika roboczego gazu lub cieczy pod cisnieniem pomiedzy przewo¬ dami doprowadzajacy/mi ten czynnik do przestrze¬ ni, które w danej chwili sa wzajemnie rozdzielo¬ ne, a równoczesne umozliwienie przeplywu tegoz czynnika roboczego pomiedzy przewodami dopro¬ wadzajacymi go do przestrzeni w danej chwili polaczonymi ze soba.Zaleta pneumatycznego lub hydraulicznego ele¬ mentu wedlug wynalazku w porównaniu do opi¬ sanych znanych elementów jest to, ze zamiast membrany lub tloka zastosowano ruchoma i swo¬ bodna plytke, przy czym moze byc ona wykonana z dowolnego materialu w zaleznosci od warun¬ ków jakie narzuca czynnik roboczy. Ze wzgledu na prostote ksztaltu plytki element mozna bar¬ dziej zminiaturyzowac a swobodny ruch tej plyt¬ ki daje mozliwosc uzyskania duzej czestotliwosci pracy. Ze wzgledu na brak czesci sprezynujacych i brak praktycznie powierzchni tracych, element pracuje niezawodnie i przez znacznie dluzszy okres niz opisane znane elementy.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój wzdluzny elementu 15 posiadajacego przestrzenie wykonane jako zagle¬ bienia wnetrza korpusu, a fig. 2 — równiez prze¬ krój wzdluzny odmiany opisywanego elementu, w którym trzy przestrzenie wraz z odpowiednimi 5 powierzchniami stykowymi swoich scianek sa wykonane jako zaglebienia ruchomej plytki.W przykladzie wykonania przedstawionym na fig. 1 korpus elementu 1 posiada z jednej strony ruchomej plytki 2 przestrzen 3 oraz po drugiej 10 stronie ruchomej plytki 2 dwie przestrzenie 4 i 5, z których przestrzen 4 jest tu wykonana jako pierscieniowe wglebienie w korpusie 1 a prze¬ strzen 5 jest calkowicie otoczona na zewnatrz przestrzenia 4.Powierzchniami stykowymi odpowiednich scia¬ nek przestrzeni elementu, które stykaja sie okre¬ sowo z powierzchnia ruchomej plytki 2 sa: po¬ wierzchnia stykowa 6 przy przestrzeni 3 a po- _ wierzchnia 7 i 8 przy przestrzeni 4 i 5 z tym, ze powierzchnia stykowa 8 jest umieszczona na sciance wspólnej dla przestrzeni 4 i 5, powierzch¬ nia stykowa 7 odpowiednio na sciance przestrzeni 4 i 15, a powierzchnia stykowa 6 odpowiednio na „ sciance przestrzeni 3 i 15. W korpusie 1 sa wyko¬ nane otwory laczace poszczególne przestrzenie z przewodami rurowymi, którymi doprowadza sie czynnik roboczy gaz lub ciecz pod cisnieniem.Otwór 9 laczy przestrzen 3 z przewodem 10, 30 otwór 11 laczy przestrzen 4 z przewodem 12, otwór 13 laczy przestrzen 5 z przewodem 14 a otwór 16 laczy przestrzen 15 z przewodem 17.Oznaczenia fig. 2 sa identyczne z tym, ze prze¬ strzenie 3, 4 i 5 umieszczono w ruchomej plytce 2. 35 Luzy: au a2, th i b2, pokazane na fig. 1 i fig. 2 posiadaja taka wielkosc, ze ax + a2 oraz bt + b2 wynosza kilka procent równoleglego do nich wy¬ miaru liniowego ruchomej plytki 2.Jezeli do jednego z przewodów 12 lub 14 do- 40 prowadzac sie bedzie czynnik roboczy w postaci gazu lub cieczy pod cisnieniem, a drugi z tych przewodów bedzie sie traktowac jako wyjscie, to zaleznie od obecnosci lub braku czynnika robo¬ czego pod odpowiednio wysokim cisnieniem w 45 przewodzie 10, traktowanym teraz jako wejscie opisywanego elementu — czynnik roboczy pod cisnieniem pojawi sie wtedy na wyjsciu, gdy plytka 2 rozdzieli przestrzenie 3 i 15 osiadajac na powierzchni stykowej 6 i tym samym zamykajac 50 przestrzen 3 od strony wnetrza korpusu 1. Nastapi to wówczas, gdy sila wypadkowa wywolana np. róznica cisnien czynnika roboczego w przestrze¬ niach 3, 4, 5 i 15 docisnie plytke 2 do powierzch¬ ni stykowej 6. 55 Wedlug pewnej konwencji moze to byc inter¬ pretowane jako zerowa wartosc sygnalu wejscio¬ wego i jednostkowa wartosc sygnalu wyjsciowego.Odpowiada to funkcji logicznej negacji „nie" 60 wedlug algebr Boole'a. Otwór 16 w tym wypadku spelnia role wyjscia, w którym sygnal pojawi sie zawsze wtedy, gdy w przestrzeni 15 panuje ci¬ snienie czynnika roboczego o wartosci jednostko¬ wej, co odpowiada funkcji logicznej „lub" wedlug 65 algebr Boole'a.57369 5 Podane przyklady wykonania na fig. 1 i fig. 2 w zaleznosci od zadania, które ma wypelniac ele- j ment wioga ulegac zmianom konstrukcyjnym np. moze istniec inna odmiana elementu, w której otwór 16 i przewód 17 moga w ogóle nie istniec 5 w przypadku, gdy element ma spelniac wylacznie zadanie1 funktora logicznej negacji „nie". Wyko¬ rzystanie elementu jeszcze w innej odmianie jako np: zaworu zwrotnego zmieni jego konstrukcje na tyle, ze np. w korpusie 1 znikna calkowicie otwo- 10 ry 9 i 16 wraz z przewodami 10 i 17, natomiast w plytce 2 nalezy wykonac otwór na wylot, po- 2. lozony na przedluzeniu osi otworu 13 korpusu 1 elementu.Wyzej podany opis odmiany elementu wedlug 15 fig. 1 jest równoczesnie opisem odmiany wedlug fig. 2 rysunku, przy czym odmiennosc jej kon¬ strukcji nie wplywa zasadniczo na wyzej przyto¬ czony opis dzialania elementu. 3. 20 Ubytek i mieszanie sie czynnika roboczego o róznych cisnieniach, które nalezy uwazac za straty, wystepuja wylacznie podczas przemiesz¬ czania sie ruchomej plytki 2 wewnatrz korpusu 1, t.zn. tylko podczas trwania stanów nieustalonych sygnalów wejsciowego i wyjsciowego.Odpornosc elementu na zaklócenia, w tym rów¬ niez i typu drgan mechanicznych zalezy w duzej mierze od stosunku masy ruchomej plytki 2 do sily wypadkowej od cisnien czynnika roboczego 30 w przestrzeniach 3, 4, 5 i 15 elementu. 6 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Pneumatyczny lub hydrauliczny element lo¬ giczny przydatny zwlaszcza do budowy urza¬ dzen realizujacych funkcje algebr Boole'a za pomoca podlaczen do przewodów z czynni¬ kiem roboczym gazem lub ciecza pod cisnie¬ niem, znamienny tym, ze posiada w korpusie (1) ruchoma i swobodna plytke (2) oraz prze¬ strzenie (3), (4), (5) i (15) przy czym przestrze¬ nie te (3), (4) i (5) wykonane sa w korpusie (1) i/lub w ruchomej i swobodnej plytce (2). Pneumatyczny lub hydrauliczny element we¬ dlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w korpusie (1) i/lub w ruchomej i swobodnej plytce (2) posiada wykonane scianki zaopatrzone po¬ wierzchniami stykowymi (6), (7) i (8), rozdzie¬ lajace odpowiednio przestrzenie (3) i (15) oraz przestrzenie (4), (5) i (15). Pneumatyczny lub hydrauliczny element lo¬ giczny wedlug zastrz. 1—2, znamienny tym, ze przestrzenie (3), (4), (5) i (15) sa zaopatrzone w otwory (9), (11), (13) i (16) laczace je z prze¬ wodami (10), (12), (14) i (17) doprowadzajacymi do elementu czynnik roboczy gaz lub ciecz pod cisnieniem, przy czym w zaleznosci od przyje¬ tego rozwiazania konstrukcyjnego i sposobu dzialania, czesc tych otworów jest umieszczona w ruchomej plytce (2) a niektóre otwory sa bezposrednio polaczone ze soba wewnatrz ele¬ mentu albo w krancowym przypadku zanikaja calkowicie. cKI. 42 r, 1/03 57369 MKP G 05 b 17 15 17 15 Fty2 WDA-l. Zam. 2210. Naklad 250 egz. PL