PL87709B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest dwójkowy licznik strumieniowy, przeznaczony zwlaszcza do wyko¬ rzystania w ukladach strumieniowych automatycz¬ nego sterowania.

Znane sa rózne typy liczników strumieniowych, liczacych w kodzie dwójkowym zmiany sygnalów cyfrowych cisnienia i przeplywu strumieni wej¬ sciowych, podawanych do licznika zwykle w po¬ staci impulsowej.

Klasyfikujac liczniki wedlug konstrukcji i zasa¬ dy dzialania, mozna je podzielic na uklady binar¬ ne z zewnetrznymi sprzezeniami zwrotnymi, lub bez tych sprzezen, przy czym liczniki te wyposazo¬ ne sa, lub nie, w uklady formowania impulsów wejsciowych.

Uklady nie posiadajace zewnetrznych sprzezen zwrotnych charakteryzuja sie najwieksza, w sto¬ sunku do innych, szybkoscia dzialania; wada ich jest jednak duza czulosc na wielkosc i asymetrie obciazen na wyjsciach oraz ostre tolerancje wy¬ konawcze wynikajace z koniecznosci uzyskania du¬ zej symetrii geometrycznej. Uklady wyposazone w zewnetrzne sprzezenia zwrotne odznaczaja sie mniejsza szybkoscia dzialania w porównaniu z wy¬ zej wymienionymi, zwlaszcza, jesli w petlach sprzezen zwrotnych wystepuja elementy o charak¬ terze opornosciowym i pojemnosciowym. Do zalet tego typu liczników naleza: duza pewnosc dzia¬ lania, nieczulosc na wielkosci i zmiany obciazen wyjsc w szerokim zakresie oraz znaczne tolerancje wykonawcze.

Wada ukladów zawierajacych zespól do formo¬ wania impulsów wejsciowych jest koniecznosc sto¬ sowania dodatkowych elementów wchodzacych w sklad tych zespolów na wejsciu kazdego z ukla¬ dów dwójkowych.

Znane uklady dwójkowe, w tym równiez uklady wyposazone w zespoly formowania impulsów wej¬ sciowych oraz uklady z tak zwana posrednia pa¬ miecia pelniaca funkcje bramki, zawieraja od dwóch do siedmiu elementów logicznych. Kierujac sie kryterium najwiekszej szybkosci dzialania, najkorzystniej jest zrealizowac uklady liczników zawierajace jak najmniejsza ilosc elementów po¬ laczonych w sposób zwarty. Uwzgledniajac kryter¬ ium jak najmniejszego zuzycia czynnika robocze¬ go, najbardziej ekonomiczne sa uklady wyposazo¬ ne w, optymalnie najmniejsza ilosc elementów czynnych.

Znany jest dwójkowy licznik strumieniowy War¬ rena rozwiazany w oparciu o patent USA No 3.001.698 który stanowi jeden z najbardziej pod¬ stawowych liczników sposród grupy ukladów pra¬ cujacych bez zewnetrznych sprzezen zwrotnych oraz zastosowaniem niewielkiej liczby elementów wy eh, odznaczajacy sie duza szybkoscia dzialania oraz zastosowania niewielkiej liczby elementów skladowych. Wyposazony on jest w dwa stopnie, z których jeden stanowi bramka pracujaca jako 87 709. 87 3 bierny dwustabilny przerzutnik wejsciowy, gdzie kanal wykorzystywany w innych ukladach jako zasilajacy jest kanalem wejsciowym calego ukla¬ du, a drugi stopien jest pamiecia, wykonana jako aktywny przerzutnik dwustabilny. Kanaly wej¬ sciowe tego przerzutnika polaczone sa z kanalami wyjsciowymi pierwszego stopnia. Kanaly wyjscio¬ we elementu pamieci sa kanalami wyjsciowymi calego ukladu dwójki liczacej. Uklad dziala w ten sposób, ze gdy po wlaczeniu zasilania strumien zasilajacy przerzutnika wyjsciowego zajmuje sta¬ bilna pozycje w jednym z kanalów wyjsciowych ukladu, wówczas w kanale wejsciowym przerzut¬ nika aktywnego, zamknietym strumieniem zasila¬ jacym, wytworzy sie, na skutek porywania cza¬ stek plynu przez ten strumien, obszar obnizonego cisnienia, zas w kanale wyjsciowym polozonym po przeciwnej stronie, strumienia zasilajacego — ob¬ szar podwyzszonego cisnienia. Powstala róznica cisnien jest zródlem oplywu, od wyzszego do niz¬ szego cisnienia, wokól rozdzielacza przeplywu przerzutnika wejsciowego, który to oplyw w mo- meneie pojawienia sie strumienia sygnalu zalicza¬ nego spowoduje jego ukierunkowanie. Sygnal za¬ liczany po narosnieciu do odpowiedniej wartosci spowoduje zmiane stanu wyjsc ukladu.

Licznik Warrena posiada nastepujace wady: czulosc na zmiany obciazen wyjsc z powodu wza¬ jemnego polaczenia kanalów sterujacych, niewypo- sazonych w odpowietrzenia, co powoduje wyrów¬ nywanie cisnien po ,obu stronach strumienia za¬ silajacego, a w celu uzyskania stabilnych warun¬ ków pracy istnieje koniecznosc symetrycznego ob¬ ciazenia obydwu wyjsc, co komplikuje laczenie z innymi elementami i ukladami. Licznik ten od¬ znacza sie równiez bardzo ostrymi tolerancjami wykonawczymi z powodu koniecznosci zapewnie¬ nia symetrii geometrycznej ukladu.

Celem niniejszego wynalazku jest wyeliminowa¬ nie wyzej wymienionych wad i niedogodnosci zna¬ nych liczników pracujacych bez zewnetrznych sprzezen zwrotnych przez opracowanie licznika, na którego ó:lzL* ^ nie mialyby wplywu wielkosc i asymetria obciazen wyjsc, przy czym uklad po¬ winien odznaczac sie pewnoscia pracy oraz zawie¬ rac minimalna ilosc elementów skladowych.

Cel ten zostal osiagniety zgodnie z wytyczonym zadaniem przez opracowanie dwójkowego licznika strumieniowego stanowiacego uklad polaczen ak¬ tywnego elementu wejsciowego oraz aktywnego przerzutnika wyjsciowego. W ukladzie tym kanal wejsciowy licznika sluzacy do doprowadzenia sy¬ gnalu zliczanego polaczony jest z dwoma kana¬ lami sterujacymi aktywnego elementu wejsciowe¬ go doprowadzajacymi jednoczesnie strumienie wej¬ sciowe do komory oddzialywania tego elementu.

Do komory oddzialywania doprowadzane sa do¬ datkowe kanaly wejsciowe sluzace do wprowadze¬ nia sygnalów wymuszajacych stan poczatkowy li¬ cznika /wartosc "O" lub "1"/ oraz trzy kanaly wyjsciowe, z których jeden, polozony naprzeciwko dyszy zasilajacej polaczony jest z atmosfera, dwa pozostale zas polaczone sa z kanalami sterujacy¬ mi aktywnego przerzutnika wyjsciowego. Dzieki temu polaczeniu z jednego i drugiego wyjscia ele- 709 4 mentu wejsciowego podawany% jest naprzemian sygnal do odpowiedniego kanalu sterujacego prze¬ rzutnika wyjsciowego i odwrotnie — z kanalów sterujacych przerzutnika wyjsciowego wysylany jest do elementu wejsciowego sygnal sprzezenia zwrotnego w postaci róznicy cisnien o zmiennym znaku, który wymusza wybranie odpowiedniego kanalu wyjsciowego przez strumien zasilajacy e- lementu wejsciowego. Kanaly sterujace przerzu- io tnika wyjsciowego lacza sie z jego komora od¬ dzialywania, do której jest doprowadzona rów¬ niez dysza zasilajaca oraz z której sa wyprowa¬ dzone kanaly wyjsciowe sluzace do wyprowadze¬ nia sygnalów wyjsciowych z licznika.

Dwójkowy licznik strumieniowy wedlug wyna¬ lazku zostanie dokladniej omówiony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 ilustruje widok przykla¬ du wykonania plytki licznika, a fig. 2 jej przekrój poprzeczny.

Dwójkowy licznik strumieniowy, jak to przed¬ stawia fig. 1, zbudowany jest z dwóch plytek D i G, z których plytka D zawiera wykonany na pew¬ na glebokosc, w scalonej postaci, system kanalów i komór stanowiacy ksztalt geometryczny ukladu, zas plytka G spelnia role pokrywki, w której wy¬ konane sa otwory doprowadzajace i wyprowadza¬ jace. Plytki D i G moga byc polaczone ze soba za pomoca srub, nitów, klejenia lub zgrzewania ultra¬ dzwiekowego.

Przedstawiony na fig. 1 dwójkowy licznik stru¬ mieniowy zbudowany jest z wejsciowego aktyw¬ nego elementu t oraz z wyjsciowego aktywnego przerzutnika IE którego kanaly wyjsciowe sa ka¬ nalami wyjsciowymi calego ukladu. Kanaly 4 i 12 elementu I i II polaczone sa ze zródlem zasilania.

Sygnal zliczany doprowadzany jest do kanalu 1 bedacego kanalem wejsciowym calego ukladu. Po wprowadzeniu strumienia sygnalu zliczanego do kanalu 1, a wiec i do kanalów sterujacych 2 i 3 40 elementu I, strumien zasilajacy doprowadzony do kanalu zasilajacego 4 trafia poczatkowo do kanalu polaczonego z atmosfera, odcinajac jednoczesnie polaczenie z atmosfera kanalów wyjsciowych 6 i 7 elementu I\ oraz polaczonych z nimi kanalów ste- 45 rujacych 8 i 9 przerzutnika II. Na skutek tego, po obu stronach strumienia zasilajacego elementu I powstaje róznica cisnien powodujaca, po zniknie¬ ciu strumieni w kanalach 2 i 3, przylgniecie tego strumienia do scianki polozonej po stronie pary 50 kanalów, w których panuje nizsze cisnienie, to znaczy, jesli w chwili poczatkowej strumien zasila¬ jacy przerzutnika II znajdowal sie w kanale wyj¬ sciowym 14, wówczas w kanale 8 oraz w polaczo¬ nym z nim kanale 0 powstanie na skutek porywa- 55 nia czastek plynu przez strumien zasilajacy, obni¬ zone cisnienie w porównaniu z cisnieniem w ka¬ nalach 9 i 7. Po zniknieciu sygnalu zliczanego stru¬ mien zasilajacy elementu I przylgnie do scianki , a nastepnie poplynie kanalami 6 i 8, powodujac 60 zmiane stanu wyjsc ukladu. Nastepny sygnal zli¬ czany spowoduje kolejne skierowanie strumienia zasilajacego elementu I do kanalu 5, odciecie ka¬ nalów 6 i 8 oraz 7 i 9 od atmosfery, powstanie po obu stronach strumienia zasilajacego elementu I 65 róznicy cisnien o przeciwnym znaku niz poprzed-87 709 nio, spowodowane zmiana oddzialywania sprzeze¬ nia zwrotnego pochodzacego od przerzutnika II i po zniknieciu strumienia sygnalu zliczanego na¬ stapi przylgniecie strumienia zasilajacego elemen¬ tu I do scianki 11, a nastepnie, po przeplynieciu tego strumienia kanalami 7 i 9 kolejna zmiana sta¬ nu wyjsc ukladu przez przelaczenie strumienia za¬ silajacego elementu II do kanalu 15.

Opisany licznik liczy impulsy od opadajacego zbocza sygnalu wejsciowego. Kanajly 16 i 17 sluza do nastawienia poczatkowego stanu wyjsc ukladu.

Zalety ukladu sa nastepujace: Dzieki specjalnej konstrukcji elementu wejsciowego I, przez zasto¬ sowanie kanalu 5 polaczonego z atmosfera, wy¬ eliminowano stale wzajemne polaczenie kanalów sterujacych 8 i 9 przerzutnika wyjsciowego II.

Uniknieto w ten sposób zjawiska wyrównywania cisnien w tych kanalach, co, zwlaszcza przy asy¬ metrycznym obciazeniu wyjsc ukladu, czesto bywa przyczyna niepozadanych zmian stanu jego wyjsc, jak to ma miejsce w liczniku Warrena.

W opisanym ukladzie strumien zasilajacy ele¬ mentu I, przy obecnosci strumienia sygnalu zlicza¬ nego, utrzymywany jest w stabilnym polozeniu w kanale 5;, a wytworzona po obu jego stronach róznica cisnien nie jest w stanie zmienic jego po¬ lozenia tak dlugo, jak dlugo istnieja strumienie w kanalach 2 i 3, Po zniknieciu sygnalu zliczanego, a wiec i strumieni w kanalach 2 i 3, strumien za¬ silajacy elementu I zajmie pozycje na przyklad w kanalach 6 i 8, zgodnie ze znakiem róznicy cisnien, zapewniajac jednoczesne polaczenie drugiej pary kanalów 7 i 9 z atmosfera, co zapobiega wsteczne¬ mu oddzialywaniu przerzutnika II na element I.

Zaleta ukadu jest to, ze strumien zasilajacy prze¬ rzutnika II, zajmujac pozycje w jednym z kana¬ lów wyjsciowych, w stanie ustalonym, przy braku sygnalu zliczanego jest umacniany w tej pozycji przez strumien pochodzacy od elementu I, nato¬ miast przy obecnosci sygnalu zliczanego wytwarza sie róznica cisnien w kanalach 8 i 9, utrwalajaca stabilny stan wyjsc. Ten sposób dzialania ukladu umozliwia prace w duzym zakresie obciazen wyjsc przy znacznej asymetrii tych obciazen. Dodatkowa zaleta ukladu jest mozliwosc nastawiania poczat¬ kowego stanu wyjsc ukladu w stopniu mniejszej mocy, czyli w dolnym jego stopniu w kanalach sterujacych 16 i 17 elementu I, co" znacznie uprasz¬ cza te operacje oraz pozwala na mniejsze zuzycie energii potrzebnej do tego celu. We wspomnianym poprzednio liczniku Warrena nastawianie stanu wyjsc odbywa sie w górnym stopniu stanowiacym przerzutnik wyjsciowy, co wymaga znacznie wiek¬ szej energii sygnalu nastawiajacego.

Claims (2)

1. Zastrzezenie patentowe Dwójkowy licznik strumieniowy zawierajacy aktywny przerzutnik wyjsciowy, znamienny tym, ze stanowi go uklad polaczen aktywnego wejscio¬ wego elementu (I) oraz aktywnego wyjsciowego przerzutnika (II), w którym to ukladzie kanal wej¬ sciowy (1) licznika polaczony jest z dwoma kana¬ lami sterujacymi (2) i (3) aktywnego wejsciowego elementu (1) doprowadzonymi do komory oddzia¬ lywania (A), do której doprowadzone sa dodatkowe kanaly sterujace (16) i (17) oraz polaczony z at¬ mosfera kanal wyjsciowy (5) aktywnego elementu wejsciowego (I) polozony naprzeciwko kanalu za¬ silajacego (4) tego elementu oraz kanaly wyjscio¬ we (6) i (7) laczace aktywny element wejsciowy (I) z kanalami sterujacymi (8) i (9) aktywnego wyjsciowego przerzutnika (II), prowadzacymi do komory oddzialywania (B) tego elementu polaczo¬ nej z dysza zasilajaca (12) i z kanalami wyjscio¬ wymi (14) i (15) licznika. •4 Errata lam: 2, wiersz 26 jest: oraz zastosowania niewielkiej liczby elementów powinno byc: oraz bez ukladu formowania impulsów wejscio- . :m87 709 FIG.

2 FIG. Lódzkie Zakl. Graf. Zakh Nr 3 w Pab. Zam. nr 1614-76. Nakl. 110+20 egz. Cena 10 zl