UA152189U - Комбінований пристрій для диференціювання і інтегрування сигналів - Google Patents

Abstract

Комбінований пристрій для диференціювання і інтегрування сигналів містить корпус, зв'язану з ним напрямну з установленим усередині перетворювачем, дросель, підсумовуючий механізм і джерело стискання робочої рідини. В напрямній додатково установлений другий перетворювач, відділений від першого нерухомим фланцем. При цьому перший перетворювач включає утворену корпусом, напрямною і першим поршнем - першу порожнину, напрямною, першим поршнем і зв'язаним з ним другим поршнем, розміщеним в першій втулці, торцем з'єднаний із суцільним фланцем із радіальними з осьовими отворами стержнями, з'єднаними з напрямною з отворами в місцях їх з'єднання і нерухомим фланцем, - другу порожнину, другий поршень з втулкою і суцільним фланцем - третю порожнину. Другий перетворювач включає утворену напрямною, нерухомим фланцем і третім поршнем - четверту порожнину, напрямною, третім поршнем і зв'язаним з ним тягами четвертим поршнем з приєднаною до нього торцем другою втулкою з розміщеним в ній виконавчим поршнем - п'яту порожнину, напрямною, четвертим виконавчим поршнем, а також другою втулкою - шосту порожнину. При цьому додатково зв'язаний з корпусом перший розподільний механізм включає плунжер з осьовим отвором, сполученим гідролінією з джерелом стискання робочої рідини, діаметральними отворами, один з яких при диференціюванні сполучений гідролінією і через дросель з першою порожниною, а другий гідролінією з другою порожниною - безпосередньо, а при інтегруванні сигналів - з першою порожниною безпосередньо, а з другою - через дросель. Другий розподільний механізм, зв'язаний з корпусом, включає плунжер з осьовим отвором і двома діаметральними, один з яких при диференціюванні сполучає другу порожнину першого розподільного механізму через гідролінію і дросель з четвертою порожниною, а другий через гідролінію - п'яту порожнину безпосередньо, а при інтегруванні - четверту порожнину безпосередньо, а п'яту порожнину - через дросель. При цьому в розподільних механізмах положення дроселів вказується стрілками-покажчиками, закріпленими на їх плунжерах. Підсумовуючий механізм першого перетворювача виконаний у вигляді першого поршня, зв'язаного з другим поршнем, який переміщується в першій втулці, другого перетворювача, у вигляді третього поршня, зв'язаного з четвертим поршнем. Третя порожнина через радіальні отвори в стержнях і напрямній, і шоста порожнина через осьові отвори в напрямній постійно сполучені з атмосферою.

Description

«в «во й їх В т че Ще Я дж їв Ї г; ВИ В й о ТЕ за і : - -ч : й і ї я і м . де ща й і т. х сек оо Око авт кААКАКНЯ З З 3 лення акме

Ш яія Жх З НІ г" ЕВ В і Б оон - ек «Я . с пінні нідднннннн «А - сх ще 7 о пити ї 7 ї х ї З З З й і я ЩО СХ оососооюаововонон ї у : пккжкфнсесювссо, і фреоовософоннкнк восени і й З

Шев 01

КО ше х і пиши Е 1 : ! і я ; ї ї із х Я З щкд й Дж й в. х ї : їЖ

З ат Кв Те І 5 п юяіє.:

Фіг. 1

Корисна модель належить до механічних, гідравлічних і пневматичних установок систем автоматичного регулювання і керування різного призначення і може бути використана для диференціювання і інтегрування сигналів.

Відомий пристрій для диференціювання сигналів, що містить перетворювач з двома сильфонами, з'єднаними між собою спільним рухомим фланцем і установленими в напрямній, і вузол приймання вхідних сигналів, сполучений через дросель з першим сильфоном і через рухомий фланець з другим сильфоном за допомогою гнучкого шланга, другий торець другого сильфона з'єднаний з другим рухомим фланцем, при цьому підсумовуючий механізм виконаний у вигляді сильфона, розміщеного усередині другого сильфона в напрямній втулці, і з'єднаного одним торцем з другим рухомим фланцем другого сильфона, а другим торцем - із спільним рухомим фланцем сильфонів (див. авторське свідоцтво СРСР Мо 746565).

Відомий гідравлічний пристрій для диференціювання сигналів складний за конструкцією та у виготовлені сильфонів особливо великих діаметрів при їх використанні у випадку формування потужних вихідних сигналів, має обмежені функціональні можливості і низьку динамічну точність обумовлені нелінійностями спричиненими деформацією і місцевим опором наявного гнучкого шланга при передачі великих тисків робочої рідини і великих переміщеннях, зв'язаного з ним рухомого фланця, а також одержанням на виході сигналу в перехідних процесах пропорційного тільки змінюванню вхідного сигналу і першій похідній його змінювання, що в загальному обмежує область його застосування в різних за призначенням системах автоматики неелектричного типу.

Отже, відомий диференціатор складний за конструкцією та у виготовлені, має низьку точність, обмежені функціональні можливості і область застосування.

Тому в основу корисної моделі поставлено задачу спростити конструкцію і виготовлення диференціатора, підвищити точність, розширити функціональні можливості і область його застосування.

Для вирішення поставленої задачі пропонується удосконалення відомого пристрою, суттєві ознаки якого полягають в тому, що вихідний з першого перетворювача сигнал, після першого підсумовуючого механізму, пропорційний змінюванню вхідного сигналу і швидкості (першій похідній) його змінювання, в другому перетворювачі ще додатково диференціюється або

Зо інтегрується і гідравлічно підсумовується, формуючи результативний вихідний сигнал, пропорційний змінюванню вхідного, перший швидкості (першій похідній, або першому інтегралу) і прискоренню (другий похідній або другому інтегралу) його змінювання.

Це реалізується шляхом виконання комбінованого пристрою, в якому усередині напрямної, зв'язаної з корпусом, установлюються, розділені нерухомим фланцем, перший і другий перетворювачі сигналів. Перший з них включає утворену корпусом, напрямною і першим поршнем - першу порожнину, напрямною, першим поршнем і зв'язаним з ним другим поршнем в першій втулці, торцем з'єднаний із суцільним фланцем із роздільними осьовими отворами стержнями, з'єднаними з напрямною з отворами в місцях їх з'єднання і нерухомим фланцем, - другу порожнину, а другий поршень з втулкою і суцільним фланцем - третю порожнину. Другий перетворювач включає утворену напрямною, нерухомим фланцем і третім поршнем - четверту порожнину, напрямною, третім поршнем і зв'язаним з ним тягами четвертим поршнем, зв'язаним з торцем другої втулки виконавчого з вихідним штоком поршня, - п'яту порожнину, напрямною, четвертим поршнем, другою напрямною і виконавчим поршнем - шосту порожнину.

Зв'язані з корпусом перший розподільний механізм включає плунжер з осьовим отвором, сполученим гідролінією з джерелом стискання робочої рідини, діаметральними отворами, один з яких сполучений гідролінією і через дросель при диференціюванні з першою порожниною, а другий гідролінією - безпосередню, а при інтегруванні навпаки, а другий розподільний механізм включає плунжер з осьовим отвором, через який гідролінією і в діаметральному отворі дросель сполучається четверта порожнина з другою порожниною першого перетворювача при диференціюванні сигналів, а діаметральний отвір і гідролінію безпосередньо - п'ята порожнина, а при інтегруванні навпаки. В обох розподільних механізмах положення дроселів вказується стрілками-покажчиками, закріпленими на їх плунжерах. Підсумовуючий механізм першого перетворювача виконаний у вигляді першого поршня, зв'язаного з другим поршнем, який переміщується в першій втулці, а другого перетворювача, у вигляді третього поршня, зв'язаного з четвертим поршнем. Третя порожнина через радіальні отвори в стержнях і напрямний, а шоста порожнина через осьові отвори в напрямній постійно сполучені з атмосферою.

Таке технічне рішення дасть можливість формувати на виході сигнали з додатковою складовою, пропорційною прискоренню (другій похідній) як при диференціюванні, так при інтегруванні, від змінювання вхідного діяння, що розширює динамічні можливості 60 запропонованого комбінованого пристрою, як корегуючої універсальної динамічної ланки,

використання якої підвищить точність функціонування системи автоматики, а також підвищить ефективність експлуатації оснащених ним машин, агрегатів і технологічного обладнання, що розширить область його застосування.

На представленому креслені схематично показано на фіг. 1 - загальний вигляд комбінованого пристрою для диференціювання і інтегрування сигналів; на фіг. 2 - положення дроселів розподільних механізмів для диференціювання сигналів; на фіг. З - положення дроселів розподільних механізмів для інтегрування сигналів.

Комбінований пристрій для диференціювання і інтегрування сигналів включає: напрямну 1 зв'язану з корпусом 2 і вихідний шток 3. Усередині напрямної установлені перший 4, другий 5, третій 6, четвертий 7 з пружиною 8 і виконавчий 9 рухомі поршні. Поршні 4, 5 між собою з'єднані жорсткою тягою 10, а поршень 5 переміщується в напрямній 11 торцем зв'язаний із суцільним фланцем 12, який радіальними, з осьовими отворами стержнями 13, 14 з'єднаний із напрямною 1 з отворами в місцях їх з'єднання. Поршень 6 тягами 15, 16 зв'язаний з четвертим поршнем 7, до якого торцем приєднана напрямна 17 виконавчого поршня 9, з'єднаного з вихідним штоком 3.

Для повернення рухомих поршнів у вихідне положення в установленому режимі роботи використана відновлювальна пружина 8.

З корпусом 2 зв'язані перший 18 і другий 19 розподільні механізми, перший з яких виконаний у вигляді корпуса 20 з осьовим 21, радіальним 22 отворами і дроселем 23 плунжера 24 сполучені гідролінією 25 зі штатним джерелом (на схемі не показано) стискання робочої рідини, а також гідролініями 26 і 27 сполучення з порожнинами "А", "В" першого перетворювача вхідних сигналів, а другий розподільний механізм у вигляді корпуса 28, з осьовим 29, радіальним 30 отворами і дроселем 31 плунжера 32, сполучений гідролінією 33 з порожниною "В", гідролінією 34 - з порожниною "О" і гідролінією 35 - з порожниною "Е" другого перетворювача вхідних сигналів, відділеного від першого перетворювача нерухомим фланцем 36, розміщеним усередині напрямної 1.

Утворені основною напрямною 1, корпусом 2 і першим поршнем 4 перша "А" порожнина, першим 4, другим 5, нерухомим фланцем 36 і напрямною 11 - друга "В" порожнина, суцільним фланцем 12, напрямною 11 і другим поршнем 5 - третя "С" порожнина, нерухомим фланцем 36 і третім поршнем 6 - четверта "0" порожнина, третім 6, четвертим 7, виконавчим 9 поршнями і

Зо напрямною 17 - п'ята "Е" порожнина, а виконавчим 9, четвертим 7 поршнем і напрямною 17 - шоста "Е" порожнина.

Шлях робочої рідини в порожнини "А", "В" через дросель 23 плунжера 24 і в порожнини "0", "Еж" через дросель 31 плунжера 32 вказується жорстко зв'язаними з ними стрілками- покажчиками 37, 38 розміщеними на плунжерах 24, 32 співвісно з дроселями 23, 31.

Комбінований пристрій, послідовно включений в систему регулювання або керування при диференціюванні сигналів працює наступним чином.

При різкому (миттєвому) збільшенні вхідного діяння через наявність дроселя 23 (фіг. 2) тиск в порожнині "А" буде наростати повільніше, ніж в порожнині "В", в результаті чого рухомий поршень 4 буде переміщатися вправо, переміщаючи за собою рухомий поршень 5, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини в порожнині "В". Внаслідок цього буде додаватися два тиски, тобто результативний тиск на виході першого перетворювача буде складатися із тиску, викликаного змінюванням вхідного діяння, і тиску, викликаного швидкістю змінювання вхідного діяння. Далі результативний тиск із порожнини "В" буде передаватися в порожнини "Ю" і "Е" другого перетворювача, однак через наявність дроселя 31 (фіг. 2) тиск в порожнині "ЮО" буде наростати повільніше, ніж в порожнині "Е", в результаті чого рухомий поршень б буде переміщатися вправо, переміщаючи за собою рухомий поршень 7, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини в порожнині "Е". Рухомий поршень 9, зв'язаний зі штоком З вихідного сигналу другого перетворювача, одержить при цьому додаткове збільшення переміщення. Таким чином, буде мати місце додавання трьох переміщень, тобто вихід комбінованого пристрою буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням вхідного діяння, переміщення, викликаного швидкістю змінювання вхідного діяння, і переміщення, викликаного прискоренням змінювання вхідного діяння.

У випадку різкого (миттєвого) зменшення вхідного діяння комбінований пристрій буде працювати аналогічно описаному з тією лише різницею, що вихідні переміщення будуть направлені в протилежний бік.

В розглянутих випадках комбінований пристрій працює як підсилювально-двічі диференціююча ланка.

Якщо вхідне діяння збільшується плавно (повільно), тиск робочої рідини в порожнинах "А", "В", "0", "Е" також буде змінюватися повільно. В результаті перепад тиску в порожнинах "А" і "В" бо практично буде відсутній і рухомі поршні 4, 5, 6, 7 і 9 перемістяться вліво з однаковою швидкістю, забезпечуючи при цьому передачу через вихідний шток З сигналу далі на орган виконавчого механізму.

У випадку плавного (повільного) зменшення вхідного діяння комбінований пристрій буде працювати таким же чином, тільки вихідні переміщення будуть направлені в протилежний бік.

В останніх двох випадках роботи пристрою його вихід складається тільки з переміщення, викликаного змінюванням вхідного діяння, тобто пристрій працює як підсилювальна ланка.

Комбінований пристрій при інтегруванні сигналів працює наступним чином.

При різкому (миттєвому) збільшенні вхідного діяння через наявність дроселя 23 (фіг. 3) тиск в порожнині "В" буде наростати повільніше, ніж в порожнині "А", в результаті чого рухомий поршень 4 буде переміщатися вліво, переміщуючи за собою рухомий поршень 5, створюючи при цьому додаткове пониження тиску, робочої рідини в порожнині "В". Внаслідок цього буде відніматися два тиски, тобто результативний тиск на виході першого перетворювача буде складатися із тиску, викликаного змінюванням вхідного діяння, мінус тиск, викликаний швидкістю змінювання вхідного діяння. Далі результативний тиск із порожнини "В" буде передаватися в порожнини "О" і "Е" другого перетворювача, однак через наявність дроселя 31 тиск в порожнині "Е" буде наростати повільніше, ніж в порожнині "О", в результаті чого рухомий поршень 6 буде переміщатися вліво, переміщаючи за собою рухомий поршень 7, створюючи ще додаткове пониження тиску робочої рідини в порожнині "Е". Рухомий поршень 9, зв'язаний із штоком З вихідного сигналу, одержить при цьому додаткове зменшення переміщення. Таким чином, буде мати місце віднімання трьох переміщень, тобто вихід комбінованого пристрою буде складатися із переміщення, викликаного збільшенням вхідного діяння, мінус переміщення, викликаного з швидкістю змінювання вхідного діяння, і переміщення, викликаного прискоренням змінювання вхідного діяння.

У випадку різкого (миттєвого) зменшення вхідного діяння комбінований пристрій буде працювати аналогічно описаному з тією лише різницею, що вихідні переміщення будуть направленні в протилежний бік.

В описаних останніх двох випадках запропонований пристрій працює як підсилювально- двічінтегруюча ланка.

При плавному (повільному) змінюванні вхідного діяння тиск робочої рідини в порожнинах "А", О"В", "0", "Е" також буде змінюватися повільно. В результаті цього перепад тисків в порожнинах "А" і "В" практично буде відсутній і рухомі поршні 4, 5, 6, 7 і 9 перемістяться вліво з однаковою швидкістю, забезпечуючи при цьому передачу через вихідний шток З сигналу далі на орган виконавчого механізму.

У випадку плавного (повільного) зменшення вхідного діяння комбінований пристрій буде працювати аналогічно описаному з тією різницею, що вихідні переміщення будуть мати направлення в протилежний бік.

Таким чином, в останніх двох випадках роботи комбінованого пристрою його вихід складається тільки з переміщення, викликаного змінюванням вхідного діяння, тобто пристрій працює як підсилювальна ланка, аналогічна підсилювальній ланці, одержаній при настроюванні пристрою на диференціювання сигналів.

Запропоноване виконання пристрою для диференціювання і інтегрування сигналів дає можливість розширити його функціональні можливості. Крім цього, вилучається необхідність в розроблені і створені ряду інтегруючих ланок, близьких за конструкцією до запропонованого комбінованого пристрою.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Комбінований пристрій для диференціювання і інтегрування сигналів, що містить корпус, зв'язану з ним напрямну з установленим усередині перетворювачем, дросель, підсумовуючий механізм і джерело стискання робочої рідини, який відрізняється тим, що в напрямній додатково установлений другий перетворювач, відділений від першого нерухомим фланцем, а перший перетворювач включає утворену корпусом, напрямною і першим поршнем - першу порожнину, напрямною, першим поршнем і зв'язаним з ним другим поршнем, розміщеним в першій втулці, торцем з'єднаний із суцільним фланцем із радіальними з осьовими отворами стержнями, з'єднаними з напрямною з отворами в місцях їх з'єднання і нерухомим фланцем, - другу порожнину, другий поршень з втулкою і суцільним фланцем - третю порожнину, а другий перетворювач включає утворену напрямною, нерухомим фланцем і третім поршнем - четверту порожнину, напрямною, третім поршнем і зв'язаним з ним тягами четвертим поршнем з приєднаною до нього торцем другою втулкою з розміщеним в ній виконавчим поршнем - п'яту

   60 порожнину, напрямною, четвертим виконавчим поршнем, а також другою втулкою - шосту порожнину, причому додатково зв'язаний з корпусом перший розподільний механізм включає плунжер з осьовим отвором, сполученим гідролінією з джерелом стискання робочої рідини, діаметральними отворами, один з яких при диференціюванні сполучений гідролінією і через дросель з першою порожниною, а другий гідролінією з другою порожниною - безпосередньо, а при інтегруванні сигналів - з першою порожниною безпосередньо, а з другою - через дросель, а другий розподільний механізм, зв'язаний з корпусом, включає плунжер з осьовим отвором і двома діаметральними, один з яких при диференціюванні сполучає другу порожнину першого розподільного механізму через гідролінію і дросель з четвертою порожниною, а другий через гідролінію - п'яту порожнину безпосередньо, а при інтегруванні - четверту порожнину безпосередньо, а п'яту порожнину - через дросель, при цьому в розподільних механізмах положення дроселів вказується стрілками-покажчиками, закріпленими на їх плунжерах, а підсумовуючий механізм першого перетворювача виконаний у вигляді першого поршня, зв'язаного з другим поршнем, який переміщується в першій втулці, другого перетворювача, у вигляді третього поршня, зв'язаного з четвертим поршнем, а третя порожнина через радіальні отвори в стержнях і напрямній, і шоста порожнина через осьові отвори в напрямній постійно сполучені з атмосферою. 3: З ЕЙ х я Ше: ший У вра 15 ЕК Мн СоЄВ ж сх М і Мн як нбежся п

   ! . Що ! 5 га : З з ; М Ї Б й с Я. ЗЕ . . скл дажи а ОВК ожневввосовь сек Я, Хе мій ох А с Кднєдня окт ососссввевооЙ Я и - Не ! Ї ж т т ї пт ї З а х зо. . | й І ЕК: сво ; . попе анеянння а у ск- и З Е" ! ІЙ : г" В" : А" 3 спон 5 З дення з ними о іжежєюююююююююфюююєюююєюю ку. ЖК їх я У З се З | І , ї ! тлі ; | ї Поо-е і МО ння і рт ; їні кову в й і ! : ї Її і | і | ; ! ово жк пь іш -і- . й і В ВЕ в. че йо у Е У 5 8709 В Бей і г

   Фіг. 1 ; сіно да В. ка -й ден ВВ нт ІВ. 0-6 я ОВК, и що дк кох ше в а Же С-з ї З у сет ММ дн я ген В мн ї ю і ших М ок з Кв ; А яЯ 0 ДЯ Для я І. сн пон М Щ КО дО с І ши шк : т в

   З. с ; ї | Пс Енн диня ау жк мух и з ДЕН кр У ЕЕ ; Що Її ігру | «В і і Щ Т «й з дон око іскри уки ком моконв тут піци КК куті ее чек мтеюх

   Фіг. й