Пневматическое устройство для ускорения передачи дискретных сигналов

 

1. ПНЕВМАТОТЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УСКОРЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее передающий и приемный элементы, линию связи, конец которой подключен к входу приемного элемента, импульсаторы набора и сброса давления, входы которых подключены к выходу передающего элемента, и источник питания, отличающ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем в линии связи, соединенной с источником питания, установлены последовательно включенные первый дроссель, ограничитель нижнего уровня давления и ограничитель верхнего уровня давления, причем выходы импульсаторов набора и сброса S давления соединены с линией связи после ограничителя верхнего уровня (Л давления, а канал управления ограничителя нижнего уровня давления соединен с выходом передающего элемента.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

as>®0 au 3 2 9 4 (др G 08 С 23/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ (21) 3627728/24-24 (22) 26.07.83 (46) 30. 11.84. Бюл. Р 44 (72) В.А.Павлюченко и Ю.Н.Потепалов (71) Государственный всесоюзный центральный ордена Трудового Красного

Знамени научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (53) 621.525(088.8) (56) 1. Эйгенброт В.М. Пневматические устройства телемеханики, M.

"Энергия", 1975, с. 15, рис. 11а.

2. Фрейдгейм Л.И., Шахнович А.В.

Пути повышения пропускной способности пневматических каналов связи.

"Приборы и системы управления", 1979, й- 10, с. 20, рис.б. (54) (57) 1. ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ УСКОРЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ

СИГНАЛОВ, содержащее передающий и приемный элементы, линию связи, конец которой подключен к входу приемного элемента, импульсаторы набора и сброса давления, входы которых подключены к выходу передающего элемента, и источник питания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощения устройства, в нем в линии связи, соединенной с источником питания, установлены последовательно включенные первый дроссель, ограничитель нижнего уровня давления и ограничитель верхнего уровня давления, причем выходы импульсаторов набора и сброса давления соединены с линией связи после ограничителя верхнего уровня давления, а канал управления ограничителя нижнего уровня давления соединен с выходом передающего элемента.

1126994

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что ограничитель верхнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, а сопло и глухая камера сообщены с атмосферой.

3. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что ограничитель нижнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, сопло сообщено с атмосферой, а глухая камера — с каналом управления ограничителя.

2 нуля до уровня его срабатывания, элемент включается, выходной сигнал открывает управляемый клапан и линия связи сообщается с атмосферной через дроссель. Благодаря этому давление на входе приемного элемента прекращает нарастать и устанавливается несколько вьппе уровня его срабатывания.

При передаче нулевого дискретного

10 сигнала давление в линии связи уменьшается, включаются приемный элемент и управляемый клапан и устройство возвращается в исходное состояние.

Уменьшение времени выполнения команд

15 приемным элементом достигается за счет сокращения времени отпускания приемного элемента при падении дав.— ления в линии связи от какого-либо

2о установившегося значения до его поро4. Устройство по п.1, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что импульсатор набора давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, сопло которого подключено к выходу ыатульсатора, а проточная камера соединена с входом импульсатора и через первый регулируемый дроссель — с глухой камерой данного одномембранного элемента.

5. Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что импульсатор сброса давления выполнен в виде

Изобретение относится к пневматическим устройствам, обеспечивающим ускоренную передачу дискретных сигналов по линии связи, и может быть использовано в различных системах пн вмоавтоматики.

Известно пневматическое устройствс для ускорения передачи дискретных сигналов, которое содержит приемный элемент, включенный в конце ликии связи, и управляемый клапан, к выходу которого подключен дроссель, связанный с атмосферой. Вход управляемого клапана соединен с, входом приемного элемента, а управляющий вход— с его выходом.

При передаче единичного дискретного сигнала по линии связи давление на входе приемного элемента нарастает от нормально открытого одномембранного элемента, сопло которого соединено с выходом импульсатора, глухая камерас входом нмпульсатора, а проточная камера через последовательно включенные емкость и второй регулируемый дроссель сообщена с атмосферой.

6. Устройство по и 4, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокра;щения подготовительного времени при переключениях, в нем установлен первый дополнительный нормально открыться одномембранный элемент, сопло которого подключено к глухой камере одномембранного элемента импульсатора набора давления, проточная камера связана с атмосферой, а глухая — с выходом передающего элемента.

7. Устройство по п.5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства путем сокращения подготовительного времени при переключениях, в нем установлен второй дополнительный нормально открытый одномембранный элемент, сопло которого соединено с линией связи, проточная камера — с атмосферой, а глухая камера — с входом импульсатора сброса давления и через второй дроссель — с каналом питания.

94 ограничителя нижнего уровня давления соединен с выходом передающего элеMPHTB

Ограничитель верхнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, а сопло и глухая камера сообщены с атмосферой.

Ограничитель нижнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, сопло сообщено с атмосферой, а глухая камера — с каналом управления ограничителя.

Импульсатор набора давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, сопло которого подключено к выходу импульсатора, а проточная камера соединена с входом импульсатора и через первый регулируемый дроссель — с глухой камерой данного одномембранного элемента.

Импульсатор сброса давления выполнен в виде нормально открытого одномембранного элемента, сопло которого соединено с выходом импульсатора, глухая камера — с входом импульсатора, а проточная камера через последовательно включенные емкость и второй регулируемый дроссель сообщена с атмосферой.

Кроме того, с целью повышения быстродействия путем сокращения подготовительного времени при переключениях, в устройстве установлен первый дополнительный нормально открытый одномембранный элемент, сопло которого подключено к глухой камере одномембранного элемента импульсатора набора давления, проточная камера связана с атмосферой, а глухая — с выходом передающего элемента.

В устройстве установлен второй дополнительный нормально открытый одномембранный элемент, сопло которого соединено с линией связи, Проточная камера — с атмосферой, а глухая камера — с входом импульсатора сброса давления и через второй дроссель - с каналом питания.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем,40 что в пневматическом устройстве для ускорения передачи дискретных сигналов, содержащем передающий и приемный элементы, линию связи, конец которой подключен к входу приемного 45 элемента, импульсаторы набора и сброса давления, входы которых подключены к выходу передающего элемента, и источник питания, в линии связи, соединенной с источником питания, 50 установлены последовательно включенные первый дроссель, ограничитель нижнего уровня давления и ограничи- тель верхнего уровня давления, причем выходы импульсаторов набора и 55 сброса давления соединены с линией связи после ограничителя верхнего уровня давления, а канал управления

На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — то же, вариант с дополнительными одномембранными элементами.

Устройство (фиг ° 1) содержит передающий элемент 1, представляющий со3, 11269 га отпускания по сравнению с падением давления от давления питания до порога отпускания, т.е. благодаря ограничению верхнего уровня давления дискретного сигнала в линии связи f1). 5

Однако известное устройство обеспечивает ускорение передачи лишь нулевого дискретного сигнала, а время передачи единичного сигнала оказывается достаточно длительным (особенно 10 при высоком пороге срабатывания приемного элемента), что не позволяет получить удовлетворительное суммарное время передачи команды по линии связи,. 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту являет я пневматическое устройство для ускорения передачи дискретных сигналов по линии связи, которое содержит передающий и приемный элементы, линию связи, задатчики установившихся значений давления, импульсаторы, формирующие предельные давления, элементы ИЛИ и пневмоэле- 25 менты-клапаны, осуществляющие подключение задатчиков и импульсаторов к линии связи в требуемые моменты времени. Один из задатчиков настроен на давление несколько ниже порога сраба-Зо тывания приемного элемента, другой— несколько выше порога отпускания приемного элемента I2 3.

Недостатком указанного устройства является большое количество пневмо35 элементов, что усложняет конструкцию и снижает er o надежность.

1126994 бой трехмембранное реле с проточной камерой, выход которого соединен с глухой камерой ограничителя 2 нижнего уровня давления в линии 3 связи, выполненного в вкде нормально закрытого одномембранного элемента, сопло которого связано с атмосферой.

Выход передающего элем"нта 1 через первый регулируемый дроссель 4 свя1О зан с глухой камерои нормально закрытого одномембранного элемента 5 и с глухой камерой нормально открытого одномембранного элемента 6, к проточ. ной камере которого подсоединены емкость 7 и второй регулируемый дрос— сель 8, связанный с атмосферой. Одномембранный элемент 5 и регулируемый дроссель 4 образуют импульсатор

9 набора давления, а одномембранный элемент 6 и емкость 7 с регулируемым дросселем 8 — импульсатор 10 сброса. давления. Линия 3 связи соединена с входом приемного элемента 11, включенного по схеме "Да", выходами импульсаторов с соплами одномембранных элементов 5 и 6, с проточной камерой ограничителя 12 -верхнего уровня давления, представляющего собой нормаль но закрытый одномембранный элемент, сопло и глухая камера которого сооб- ЗО щены с атмосферой, :. проточной камерой ограничителя 2 и через первый дроссель 13 — с источником 14 питания .

Устройство включает также первый 15.è второй 16 нормально открытые дополнительные одномембранные элементы и второй дроссель 17.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии воздух от источника 14 питания через дроссель

13 заполняет линию 3 связи и через открытый одномембранный элемент 6 емкость 7 до давления несколько ни с же порога отпускания приемного одномембранного элемента 11, которое обеспечивается соответствующим выбором пружины управляемого ограничителя 2 нижнего уровня давления. При этом излишки воздуха сбрасываются из линии 3 связи в атмосферу через регулируемый дроссель 8 и сопло управляемого ограничителя 2 нижнего уровня давления.

При подаче входного сигнала вкпю чается передающий элемент 1, его выходной сигнал закрывает управляемый ограничитель 2 нижнего уровня и давление в линии связи начинает нарастать, а также закрывает одномембранный элемент 6 импульсатора 10 и воздух иэ емкости 7 через регулируемый дроссель 8 сбрасывается в атмосферу °

Одновременно выходной сигна. передающего элемента 1, амплитуда которого равна давлению питания, поступает через проточную камеру и сопло одномембранного элемента 5 импульсатора

9 набора давления в линию 3 связи и через регулируемый дроссель 4 — в глухую камеру одномембранного элемента 5, тем самым закрывая его и формируя импульс давления в линии 3 связи. При этом давление в ней скачкообразно (обеспечивается импульсатором 9 набора давления) возрастает до уровня несколько выше порога срабатывания приемного одномембранного элемента 11, который обеспечивается соответствующим выбором пружины ограничителя 12 верхнего уровня давления, вызывая включение приемного одномемб раиного элемента 11, формирующего выходной сигнал устройства, и далее излишки воздуха сбрасываются из линии

3 связи в атмосферу через сопло ограничителя 12 верхнего уровня давления.

При снятии входного сигнала передающий элемент 1 отключается и одновременно открываются ограничитель 2 нижнего уровня давления и одномемб ранный элемент 6 импульсатора 10 сброса давления. Давление в линии 3 связи скачкообразно падает, заполняя емкость 7 через сопло и проточную камеру одномембранного элемента 6, и устанавливается на уровне несколько ниже порога отпускания приемного одномембранног о элемента 11, который в свою очередь выключается, и выходной сигнал устройства исчезает.

Таким образом, при передаче единичного и нулевого сигналов давление в линии 3 связи изменяется в пределах порога отпускания и .срабатывания приемного одномембранного элемента 11 (обеспечивается управляемым ограничителем 2 нижнего уровня давления и ограничителем 12 верхнего уровня давления) скачкообразно (обеспечивается импульсаторами 9 набора и 10 сбро— са давления), что обусловливает уско— ренную передачу командного сигнала по .пинии 3 связи.

7 11269

Установленные в устройстве регулируемый дроссель 4 и емкость 7 с регулируемым дросселем 8 позволяют настраивать длительность и амплитуду импульсов набора и сброса давления, вы- рабатываемых импульсаторами 9 набора и 10 сброса давления, с целью оптимизации переходных процессов в линии 3 связи при изменении ее параметров (длины, диаметра, и т.п.), что также спосббствует ускорению прохождения сигнала по линии связи.

Благодаря применению в устройстве приемного одномембранного элемента 11, 15 имеющего меньший гистерезис по сравнению с элементами УСЭППА, возможно сужение диапазона изменения давления в линии 3 связи, что позволяет несколько сократить время прохождения

20 сигнала по ней, а также упростить алгоритм управления приемным одномембранным элементом 11, что приводит к уменьшению количества элементов,входящих в устройство.

В устройство по второму варианту (фиг.2) дополнительно введены нормально открытый одномембранный элемент 15, сопло которого соединено с глухой камерой одномембранного элемента 5, 30 проточная камера сообщена с атмосферой, а глухая подключена к выходу передающего элемента 1, и нормально открытый одномембранньй элемент 16, сопло которого подключено к линии 3 связи, проточная камера сообщена с атмосферой, а глухая соединена с соплом одномембранного элемента 6 и через дроссель 17 — с источником питания.

В исходном состоянии одномембран- 40 ный элемент 15 открыт, сообщая глухую камеру одномембранного элемента

5 с атмосферой, а одномембранный элемент 16 закрыт давлением, уровень которого определяется параметрами дроссельного делителя, образованного дросселями 17 и 18. Состояние остальных элементов и всего устройства в целом аналогично вышеописанному. Излишки воздуха из линии 3 связи сбра- 0 сываются в атмосферу через управляемый ограничитель 2 нижнего уровня давления.

При подаче входного сигнала срабатывает передающий элемент 1 и его вы-55 ходной сигнал закрывает одномембранные элементы 15 и 6. При этом отсекается от атмосферы глухая камера од"

94 8 номембранного элемента 15 и становится возможной работа импульсатора 9 набора давления в линии 3 связи, а закрытие оцномембранного элемента 6 приводит к тому, что давление в глухой камере одномембранного элемента

16 увеличивается до давления питания и он остается закрытым, а воздух из емкости 7 сбрасывается в атмосферу через регулируемый дроссель 8. В остальном устройство работает аналогично вышеописанному.

При снятии входного сигнала выключается передающий элемент 1, открывается одномембранный элемент 15 и воздух из глухой камеры одномембранного элемента 5 сбрасывается в атмосферу. Одновременно открывается одномембранный элемент 6, подключая глухую камеру одномембранного элемента 16 к разреженной емкости 7. При этом давление в глухой камере одномембранного элемента 16 резко падает и он открывается, сообщая линию 3 связи с атмосферой. В следующий момент времени давление в емкости 7 и в глухой камере одномембранного элемента 16 увеличивается до уровня, определяемого параметрами дросселей

i7 и 8, и он закрывается. Устройство возвращается в исходное состояние.

При подаче очередного входного сигнала описанный цикл повторяется.

Подключение к устройству дополнительного одномембранного элемента 15 позволяет осуществить быструю разгрузку глухой камеры одномембранного элемента 5 импульсатора 9 набора давления после включения передающего элемента 1. Одномембранный элемент

16 — более крутой фронт сброса давления из линии 3 связи, так как в этом варианте емкость 7 нагружена практически лишь глухой камерой одномембранного элемента 16, имеющей значительно меньший объем по сравнению с объемом линии 3 связи, и осуществляется более быстрое опорожнение емкости 7, которая может быть выбрана существенно меньшего объема. Таким образом, одномембранный элемент 15 обеспечивает быструю подготовку устройства для передачи единичной посылки, а одномембранный элемент 16нулевой, что повышает быстродействие всего устройства в целом.

1126994 1О ройстве, и замены элементной базы УСЭППА на более дешевую одномембранную технику НЭМП—

30.

Технико-экономический эффект по сравнению с базовым объектом достигается за счет уменьшения количества пневмоэлементов, входящих в устСоставитель Б.Шевченко

Редактор И.Рыбченко Техред И.Асталош Корректор Г.Решетник

Заказ 8744/39 i Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская нгб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4