Струйный триггер со счетным входом

 

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть применено в системах управления технологическим оборудованием и построения цифровых автоматических устройств. Техническим результатом изобретения является значительное снижение уровня сигналов избыточного давления на входах пассивного триггера при приближении этого уровня к атмосферному давлению без ухудшения работы триггера. При этом исключается возможность ложных срабатываний пассивного триггера, упорощаются его настройка и согласование с другими устройствами, что повышает надежность работы струйного триггера. Струйный триггер со счетным входом состоит из пассивного триггера 1, аналогового усилительного элемента 2 и выходного активного триггера 3. Пассивный триггер имеет два канала 4, 5 управления, два выходы 6, 7 и канал 8 питания. Аналоговый усилительный элемент 2 имеет канал 9 питания, два выхода 10 и 11 и две пары управляющих каналов 12, 13 и 14, 15. Выходной активный триггер 3 имеет канал 16 питания, два управляющих канала 17, 18 и два выходных канала 19, 20. Каждый канал обратной связи содержит по два дросселя 23, 24 и 25, 26, а междроссельные камеры 27, 28 каналами 29, 30 соединены с атмосферой. Пассивный триггер имеет два канала 31, 32 установки пассивного триггера в единичное и нулевое состояние. 1 ил.

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть применено в системах управления технологическим оборудованием и построения цифровых автоматических устройств.

Известны струйные триггеры со счетным входом, построенные на базе двух триггеров с разделенными входами, из которых первый является пассивным, а второй - активным триггером, причем канал питания пассивного триггера подключен к входному каналу устройства [1], имеющие каналы обратной связи, соединяющие выхода активного триггера с входами пассивного триггера, причем в каждом канале обратной связи установлен дроссель [2], а также имеющие аналоговый элемент и каналы переключения триггера в нулевое и единичное состояние соответственно [3].

Недостатки известных струйных триггеров: сложность согласования сигналов в схеме [1], применение специального активного триггера с низким порогом срабатывания из-за низкого уровня выходных сигналов пассивного триггера [2] и [3]. При этом сигналы обратных связей должны быть меньше давления переключения пассивного триггера. Это достигается установкой дросселя в каждом канале обратной связи. Необходимость подбора точной величины сигнала обратной связи требует установки в канале обратной связи дросселя, обеспечивающего тонкую регулировку величины сигнала, что технически сложно. Поэтому такие триггера со счетным входом сложны в настройке и ненадежны в эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению является струйный триггер со счетным входом [4], содержащий пассивный триггер с раздельными входами, канал питания которого подключен к входному каналу устройства, выходной активный триггер с раздельными входами, выходы которого соединены с выходами устройства, аналоговый усилительный элемент с двумя парами управляющих каналов, при этом первая пара управляющих каналов подключена к единичным и нулевым шинам переключения триггера соответственно, вторая пара управляющих каналов соединена с выходом пассивного триггера, а выходы аналогового усилительного элемента подключены к каналам управления активного триггера. Обратные связи в этом триггере выполнены соединением через дроссели каналов разрежения, создаваемого между струей и стенкой притяжения струи в активном триггере, с каналами управления пассивного триггера.

В связи с тем, что при переключении активного триггера в канале обратной связи возникает волна давления, имеющая по своему переднему фронту большую амплитуду давления, чем амплитуда давления статического сигнала, то эта волна вызывает переключение пассивного триггера при имеющемся еще на счетном входе тактовом сигнале, вызывая ложное срабатывание счетного триггера. Устранение этого явления вызывает большие трудности, так как в этом случае очень сложно подобрать величину сопротивления канала обратной связи обеспечивающей требуемое значение сигнала обратной связи. Чтобы обеспечить работу схемы на счетном входе необходимо устанавливать формирователь импульсов, который должен формировать сигнал, длительность которого должна быть меньше времени установки сигналов в линиях обратной связи, чем исключается возможность ложных срабатываний пассивного триггера.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение безсбойной, устойчивой работы струйного триггера со счетным входом, упрощение настройки его рабочих параметров и получение возможности подключения триггера к другим устройствам струйной автоматики без промежуточных модулей.

Техническим результатом изобретения является значительное снижение уровня сигналов избыточного давления на входах пассивного триггера при приближении этого уровня к атмосферному давлению без ухудшения работы триггера. При этом исключается возможность ложных срабатываний пассивного триггера, упрощаются его настройка и согласование с другими устройствами, что повышает надежность работы струйного триггера.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в струйном триггере со счетным входом, содержащем пассивный триггер с двумя парами раздельных входов, канал питания которого подключен к входному каналу устройства, аналоговый усилительный элемент с двумя парами управляющих каналов, при этом первая пара управляющих каналов аналогового усилительного элемента подключена к единичной и нулевой шинам установки триггера соответственно, а вторая пара управляющих каналов аналогового усилительного элемента соединена с выходами пассивного триггера, выходной активный триггер с раздельными входами, выходы которого соединены с выходами устройства, а входы - с выходами аналогового усилительного элемента, при этом выходы активного триггера также соединены с второй парой управляющих каналов пассивного триггера каналами обратной связи, в каждый из которых включен дроссель, каждый из каналов обратной связи содержит дополнительный дроссель, образованная междроссельная камера соединена каналом с атмосферой, а вторая пара управляющих каналов пассивного триггера подключена к единичной и нулевой шинам установки триггера соответственно.

Схема предложенного триггера представлена на чертеже.

Струйный триггер со счетным входом состоит из пассивного триггера 1 с двумя парами раздельных входов, аналогового усилительного элемента 2 и выходного активного триггера 3. Пассивный триггер с раздельными входами имеет два канала 4, 5 управления, два выхода 6, 7 и канал 8 питания, подключенный к счетному входу устройства. Аналоговый усилительный элемент 2 имеет канал 9 питания, два выхода 10 и 11 и две пары управляющих каналов 12, 13 и 14, 15, первая пара которых соединена с выходами 6, 7 пассивного триггера, а вторая пара подключена к единичной и нулевой шинам установки счетного триггера в единичное или нулевое состояние. Выходной активный триггер 3 имеет канал 16 питания, два управляющих канала 17, 18, соединенных с выходами 10, 11 аналогового усилительного элемента 2, и два выходных канала 19, 20, подключенных к выходам 21, 22 устройства и через каналы обратных связей к управляющим каналам 4, 5 пассивного триггера. Каждый канал обратной связи содержит по два дросселя 23, 24 и 25, 26, а междроссельные камеры 27, 28 каналами 29, 30 соединены с атмосферой. Пассивный триггер имеет два канала 31, 32 установки пассивного триггера 1 в единичное и нулевое состояние, которые соединены с соответствующими шинами устройства.

Триггер со счетным входом работает следующим образом.

Предполагают, что на счетном входе (в канале 8 питания пассивного триггера 1) отсутствует сигнал, а в каналы 9 и 16 подано давление питания. В первоначальное рабочее состояние триггер со счетным входом устанавливается подачей кратковременного единичного импульса в управляющие каналы 14, 32 (Установка "1") или в управляющие каналы 15, 31 (Установка "0") аналогового усилительного элемента 2 и пассивного триггера 1. Допускают, что был подан единичный импульс в каналы 14, 32. Сигнал с выхода 11 аналогового усилительного элемента 2 поступает в управляющий канал 18 активного триггера 3, который переключается, и на его выходе 19 и, следовательно, на выходе 21 устройства появляется единичный сигнал. В канале обратной связи 19-4 устанавливается сигнал избыточного давления, который, пройдя междроссельную камеру 27, сообщающуюся с атмосферой через канал 29, поступает в управляющий канал 4 пассивного триггера 1 с уровнем, близким к атмосферному давлению. В это время управляющий канал 5 триггера 1 соединяется с атмосферой через дроссель 26 и канал 30. При подаче сигнала на счетный вход (в канал 8 питания триггера 1) сформировавшийся перепад давления сигналов обратных связей отклоняет поступающую в рабочую камеру пассивного триггера струю сигнала на выход 7 и там появляется единичный сигнал. Указанный перепад давления способен отклонить только начальное значение появившегося на счетном входе сигнала, давление которого соизмеримо с давлением перепада, и направить струю сигнала к одной из стенок рабочей камеры. Установившееся значение сигнала счетного входа уже удерживается у стенки рабочей камеры под действием эффекта Коанда и гидромеханической обратной связи и любое возможное изменение сигналов обратных связей уже не влияет на ее положение. Таким образом исключается возможность ложных срабатываний пассивного триггера и достигается стабильность его работы.

Сигнал на выходе 7 по каналу 7-13 переключает аналоговый усилительный элемент 2 на выход 10, при этом происходит усиление слабого выходного сигнала пассивного триггера 1 до порога срабатывания активного триггера 3. Переданный по каналу 10-17 сигнал переключает активный триггер 3 и на его выходе 20 и соответственно на выходе 22 устройства появляется единичный сигнал. В канале обратной связи 20-5 появляется сигнал избыточного давления, который, пройдя через междроссельную камеру 28, сообщающуюся через канал 30 с атмосферой, поступает в канал 5 пассивного триггера 1 с уровнем, близким к атмосферному давлению. Но переключение пассивного триггера 1 в этот момент не происходит, так как сигнал обратной связи, поступивший на управляющий вход 5 пассивного триггера 1, поступает с уровнем, значительно меньшим уровня срабатывания пассивного триггера 1. Управляющий канал 4 пассивного триггера 1 в это время соединяется через дроссель 24 и канал 29 с атмосферой. Если после снятия сигнала на счетном входе устройства в этот канал подать новый сигнал, то струя за счет того, что в пассивном триггере 1 сформировался перепад давления, обратный описанному выше, отклоняется в сторону управляющего канала 4, и на выходе 6 пассивного триггера 1 появляется единичный сигнал. Этот сигнал по каналу 6-12 переключает аналоговый усилительный элемент 2 на выход 11, тем самым переключая по каналу 11-18 активный триггер 3 на выход 19. На выходе 19 активного триггера 3 и, следовательно, на выходе 21 устройства устанавливается единичный сигнал. В канале обратной связи 19-4 появляется сигнал избыточного давления, но переключение пассивного триггера 1 в этот момент не происходит, так как сигнал обратной связи, пройдя междроссельную камеру 27, соединенную через канал 29 с атмосферой, поступает в управляющий канал 4 пассивного триггера 1 с уровнем, значительно меньшим уровня срабатывания пассивного триггера 1. Управляющий канал 5 в это время соединяется через дроссель 26 и канал 30 с атмосферой. Состояние триггера со счетным входом вновь оказывается исходным. Для принудительного переключения активного триггера 3 с выхода 19 на выход 20 подается кратковременный единичный импульс в управляющие каналы 15 аналогового усилительного элемента 2 и канал 31 установки пассивного триггера 1.

Введение дополнительных дросселей в каналы обратных связей и соединение междроссельных камер с атмосферой позволяют получить стабильные сигналы обратных связей с низкими уровнями давлений, что исключает возможность ложных срабатываний пассивного триггера, повышает надежность работы всего устройства, упрощает подборку дросселей в каналах обратной связи и позволяет согласовать струйный триггер со счетным входом с другими элементами струйной пневмоавтоматики без промежуточных модулей.

Формула изобретения

СТРУЙНЫЙ ТРИГГЕР СО СЧЕТНЫМ ВХОДОМ, содержащий пассивный триггер с двумя парами раздельных входов, канал питания которого подключен к входному каналу струйного триггера, аналоговый усилителльный элемент с двумя парами управляющих каналов, при этом первая пара управляющих каналов аналогового усилительного элемента подключена к единичной и нулевой шинам установки струйного триггера соответственно, а вторая пара управляющих каналов аналогового усилительного элемента соединена с выходами пассивного триггера, выходной активный триггер с раздельными входами, выходы которого соединены с выходами струйного триггера, а входы с выходами аналогового усилительного элемента, при этом выходы активного триггера также соединены с второй парой управляющих каналов пассивного триггера каналами обратной связи, в каждый из которых включен первый дроссель, отличающийся тем, что каждый из каналов обратной связи содержит включенный последовательно первому дросселю второй дроссель, образованная междроссельная камера соединена каналом с атмосферой и вторая пара управляющих каналов пассивного триггера подключена к единичной и нулевой шинам установки струйного триггера соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1