Позиционный пневмопривод

 

1. ПОЗИЦИОННЫЙ ПНЕВМОПРИВОД , содержащий токопроводящие цилиндр , выходной шток и поршни, установленные в цилиндре с возможностью взаимодействия между собой через ограничители и с образованием рабочих и возвратной полостей, и управляющую систему, включающую датчик положения поршней, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, датчик положения поршней выполнен в виде электрической цепи,- подключенной к цилиндру и выходному штоку, поршни И выходной шток выполнены электроизолированными от цилиндра, а смежные ограничители электроизолированы один от другого в радиальном направлении. 2.Пневмопривод по п. 1, отличающийся тем, что датчик положения поршней снабжен установленными на ограничителях подвижными контактами, причем ход каждого из контактов меньше хода последующего поршня . 3.Пневмопривод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он выполнен с демпфирующим устройством, подключенным к электрической цепи. 4.Пневмопривод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения-быстродействия и нагрузочной способности, он -выполнен с электроуправляемым распределителем возвратной полости с управляющими входами, а датчик положения поршней дополнительно снабжен нормально замкнутым и разомкнутым контактами, установленными с возможностью взаимодействия с выходным штоком в его исходном положении и включенными в электрическую цепь, а последняя связана с управляющими входами распределителя возвратной полости.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(59 F 15 В ll 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ лт

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3414721/25-06 (25) 3414719/25-06; 3414722/25-06 (22) 01.04.82 (46) 07.03.84. Бюл. № 9 (72) Ю. М. Лимонов, Л. И. Водопьян и Ю. И. Каллерман (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт промышленных гидроприводов и гидроавтоматики (53) 62-82 (088.8) (56) 1. Заявка Великобритании № 1396356, кл. F 15 В 11/18, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР № 853203, кл. F 15 В 11/12, 1979. (54) (57) 1. ПОЗИЦИОННЫЙ ПНЕВМОПРИВОД, содержащий токопроводящие цилиндр, выходной шток и поршни, установленные в цилиндре с возможностью взаимодействия между собой через ограничители и с образованием рабочих и возвратной полостей, и управляющую систему, включающую датчик положения поршней, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, датчик положения поршней выполнен в виде электрической цепи,. подключенной к цилиндру и выходному штоку, поршни и выходной

„SU„, 1Î 147 А шток выполнены электроизолированными от цилиндра, а смежные ограничители электроизолированы один от другого в радиальном направлении.

2. Пневмопривод по п. 1, отличающийся тем, что датчик положения поршней снабжен установленными на ограничителях подвижными контактами, причем ход каждого из контактов меньше хода последующего поршня.

3. Пневмопривод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он выполнен с демпфирующим устройством, подключенным к электрической цепи.

4. Пневмопривод по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и нагрузочной способности, он .выполнен с электроуправляемым распределителем возвратной полости с управляющими входами, а датчик положения поршней дополнительно снабжен нормально замкнутым и разомкнутым контактами, установленными с возможностью взаимодействия с выходным штоком в его исходном положении и включенными в электрическую цепь, а последняя связана с управляющими входами распределителя возвратной полости.

1078147

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах программного управления, содержащих многопоршневые пневмодви гав тели.

Известен позиционный пневмопривод, содержащий токопроводящие цилиндр, выходной шток и поршни, установленные в цилиндре с возможностью взаимодействия между собой через ограничители и с .образованием рабочих и возвратной полостей и управляющую систему, включающую датчик положения поршней, выполненный в виде счетчика, двух фотоэлементов, взаимодействующи х с двумя источниками света (1).

Недостатком известного позиционного пневмопривода является сложность управляющей системы, так как информация о конечном положении выходного штока выдается в виде комбинации единичных и нулевых сигналов и для ее преобразования необходимо сравнивающее устройство.

Известен также позиционный пневмопривод, содержащий токопроводящие цилиндр, выходной шток и поршни, установленные в цилиндре с возможностью взаимодействия между собой через ограничители и с образованием рабочих и возвратной полостей и управляющую систему, включающую датчик положения поршней, а датчик положения выполнен в виде неподвижных сопел, уста новленных с возможностью взаимодействия с перемещающейся вместе с выходным штоком заслонкой (2).

Недостатками такого позиционного пневмопривода является сложность управляющей системы, обусловленная конструкцией датчика положения и наличием дополнительного источника пневматической энергии, и недостаточная надежность в виде определенной ориентации заслонки относительно сопел.

Кроме того, он имеет пониженные быстродействие и нагрузочную способность из-за наличия в возвратной полости постоянного давления подпора, создающего при рабочем ходе выходного штока дополнительное сопротивление.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности, кроме того, повышение быстродействия и нагрузочной способности пневмопривода.

Поставленная цель достигается тем, что позиционный пневмопривод, содержащий токопроводящие цилиндр, выходной шток и поршни, установленные в цилиндре с возможностью взаимодействия между собой через ограничители и с образованием рабочих и возвратной полостей, и управляющую систему, включающую датчи к положения поршней, причем датчик положения поршней выполнен в виде электрической цепи, подключенной к цилиндру и выходному поршней, выполненный в виде электричес40 кой цепи 16, подключенной к цилиндру 1 и выходному штоку 2, с установленным в ней источником 17 электропитания (фиг. 1, 2 и 4). Кроме того, управляющая система на фиг. 1 включает реле 18 с выходом 19, на фиг. 2 — демпфирующее устройство 20, 45 обеспечивающее вязкое трение на выходном штоке 2, т.е. торможение штока 2 с возможностью его относительного перемещения и подключенное к выходу 19 реле 18, выдающее импульсный сигнал на выходе 19 с задержкой по переднему фронту. На

50 фиг. 3 и 4 управляющая система изображена с распределителем 21 возвратной полости 15 с управляющими входами 22 и 23, выключателем 24 исходного положен ия с нормально замкнутым контактом 25 и нор55 мально разомкнутым контактом 26. На фиг. 2 и 3 датчик положения снабжен установленными на ограничителях 6, 8 и 10 подвижными контактами, соответствен но, 10

35 штоку, поршни и выходной шток выполнены электроизолированными от цилиндра, а смежные ограничители электроизолирова ны один от другого в радиальном направлении.

При этом датчик положения поршней может быть снабжен установленными на ограничителях подвижными контактами, причем ход каждого из контактов меньше хода последующего поршня.

Пневмопри вод выпол нен с демпфирующим устройством, подключенным к электрической цепи.

Кроме того, пневмопривод выполнен с электроуправляемым распределителем возвратной полости с управляющими входами, а датчик положения поршней дополнительно снабжен нормально замкнутым и разомкнутым контактами, установленными с возможностью взаимодействия с выходным штоком, в его исходном положении и включенными в электрическую цепь, а последняя связана с управляющими входами распределителя возвратной полости.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого пневмопривода; на фиг. 2 — то же, с подвижными контактами, установленными на ограничителях, и демпфирующим устройством; на фиг. 3 — то же, с дополнительными нормально замкнутым и разомкнутым контактами и распределителем возвратной полости; на фиг. 4 — схема подключения нормально замкнутого и разомкнутого контактов в электрическую цепь на фиг. 3.

Позиционный пневмопривод, содержит (фиг. 1 — 3) токопроводящие цилиндр 1, выходной шток 2, поршни 3 — 5, установленные в цилиндре 1 с возможностью взаимодействия между собой через ограничители 6—

11 и с образованием рабочих полостей 12—

14 и возвратной полости 15, управляющую систему, включающую датчик положения

1078147 з

27 — 29 ход S каждого из которых меньше хода S последующего поршня, соответственно 3 — 5. На фиг. 4 контакты 27 — 29 показаны условно. Смежные ограничители 6 — 11 электроизолированы в радиальном направлении посредством, например, гарантированного зазора.

Позиционный пневмопривод работает следующим образом.

В исходном положении поршни 3 — 5 находятся в крайнем левом по чертежу (фиг. 1 и 2) положении под действием усилия со стороны возвратной полости 15, связанной с источником питания (на фиг. 1 и 2 не показан). Токопроводящие торцы поршней 3 — 5 и ограничителей 6, 8 и 10 взаимодействуют один с другим, а торец поршня 3 — через ограничитель 6 с цилиндром 1, замыкая электрическую цепь 16, выходной шток 2 и цилиндр 1. На выходе 19

15 реле 18 (фиг. 1 и 2) появляется выходной сигнал, указывающий на, то, что поршни

3 — 5 находятся в исходном положении. При поступлении управляющего сигнала, например, в рабочую полость 14 (фиг. 1 и 2) поршень 5 перемещается вправо по чертежу и отходит от ограничителя 10, размыкая электрическую цепь 16. Реле 18 (фиг. 1 и 2) 25 отключается, и на выходе 19 сигнал исчезает. Поршень 5 перемещается до тех пор, пока ограничители 10 и 11 не войдут во взаимодействие, замыкая при этом электрическую цепь 16. При этом на выходе 19 реле 18 появляется сигнал, показывающий, что позиционирование окончено.

На фиг. 2 пневмопривод при подходе к заданной координате работает следующим образом. При приближении ограничителя 11 поршня 5 к ограничителю 10 электрическая цепь 16 замыкается через подвижный контакт 29. На выходе 19 реле 18 появляется сигнал, включающий демпфирующее устройство 20. Окончательное перемещение поршня 5 до посадки на ограничитель 10 происходит с пониженной скоростью, настраиваемой демпфирующим устройством 20.

При посадке поршня 5 на ограничитель 10 контакт 29 перемещается в крайнее правое положение, подготавливаясь к работе при перемещении поршня 5 в противоположное 45 направление. После окончания перемещения реле 18 прерывает сигнал на выходе 19.

Повторный сигнал на включение демпфирующего устройства 20 появляется после исчезновения и повторного появления сигнала в электрической цепи 16 при замыкании ци- 50 линдра 1 с выходным штоком 2.

Пневмопривод, представленный на фиг. 3 работает следующим образом.

Исходное положение поршней 3—

5 соответствует описанному положению их на фиг. 1 и 2. Электрическая цепь

16 (фиг. 4) замкнута. Шток 2 взаимодействует с выключателем 24 исход4 ного положения. При этом контакт 25 размыкается, а контакт 26 замыкается. Сигнал с контакта 26 поступает на управляющий вход 22 распределителя 21, устанавливая последний в позицию, при которой возвратная полость 15 сообщается с атмосферой.

При поступлении управяющего сигнала, например, в рабочую полость 13 поршень 4 со штоком 2 перемещается вправо по чертежу(фиг. 3), размыкая при этом электрическую цепь 16, одновременно освобождая выключатель 24. Происходит быстрый разгон и перемещение выходного штока 2, поскольку возвратная полость 5 соединена с атмосферой. На управляющие входы 27 и 28 распределителя 2! сигналы не подаются. При взаимодействии поршня 4 с подвижным контактом 28 ограничителя 8 электрическая цепь 16 вновь замыкается, и сигнал с замкнутого контакта 25 поступает на управляющий вход 23 распределителя 21, устанавливая последний в позицию, при которой возвратная полость !5 сообщается с источником питания (на фиг. 3 не показан), обеспечивая предотвращение инерционного перебега поршня 5 и торможение поршня 4, а следовательно и выходного штока 2 при подходе к заданной координате. После снятия управляющего сигнала с рабочей полости 13 поршни 4 и 5 под действием давления питания, подаваемого в возвратную полость 15, возвращаются в исходное положение. При возврате в исходное положение выходного штока 2 происходит размыкание контакта 25 и в дальнейшем замыкание контакта 26, выдающего на управляющий вход 22 распределителя 21 сигнал, обеспечивающий переключение последнего в позицию, при которой возвратная полость 15 сообщается с атмосферой. Пневмопривод принимает исходное состояние.

При поступлении новых комбинаций управляющих сигналов пневмопривод (фиг. 1—

3) работает аналогичным образом. Подвижные контакты 27 — 29 могут быть размещены как на ограничителях 6, 8 и 10 так и íà ограничителях 7, 9 и 11. Подвижные контакты

27 — 29 могут быть выполнены не только в виде стержней, но и в виде пружин и т.п.

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого пневмопривода заключается в упрощении конструкции путем уменьшения количества использованных деталей в датчике положения, уменьшении трудоемкости его изготовления и упрощении обслуживания. Кроме того, использование предлагаемого пневмопривода повышает надежность быстродействия и нагрузочную способность путем, демпфирования хода выходного штока и управления возвратной полостью, что в,целом расширяет область его применения и повышает производительность автоматизированного оборудования, в котором пневмопривод применяется.

1078147

1078147

1078147

Редактор P. Цнцика

Заказ 905/28

Составитель В. Коваль

Техред И. Верес Корректор В. Бутяга

Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4