Дискретное реле времени

 

o n w с А- н-и g

ИЗОБРЕТЕНИЯ

„„736053

Союз Советск ми

Соцмалмстмческмк

Республмк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (5! }M. Кл.

6 05 В 19/44 (22)Заявлено15.11,78 (21) 2684613i18 24 с присоединением заявки K (23) Приоритет

Опублнковано25 05.80. Бюллетень ¹ 19

Ввударвтеенный квмнтет

II0 делам изобретений и открытий (53} УД1(621

-525 (088.8}

Дата опубликования описания 28,05,80 (72) Авторы изобретения

H. А. Новик и В. А. Федорец

Киевский ордена Ленина политехнический институт им, 50летия

Великой Октябрьской социалистической революции (7() Заявитель (54) ДИСКРЕТНОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к устройствами. автоматики и может быть использовано в устройствах, где требуется устанавливать выдержки по времени.

Известно задающее устройство (1)

5 содержащее шаговый двигатель с ротором, выполненным в виде зубчатого диска с коммутирующим отверстием, питающие и приемные плиты с соплами и привод фиксатора. о

Устройство имеет ограниченное количество фиксированных позиций, которое определяется количеством зубьев на диске. ю

Наиболее близким по своей технической сущности является реле .времени P) содержащее шаговый двигатель с ротором, .выполненным в виде зубчатого диска с отверстием, питающие и приемные плиты с соплами, трехпозиционный. пневматичес- 70 кий привод и генератор импульсов.

Устройство имеет ограниченный диапаоон выдержек времени, который определяется количеством шагов ротора за один

2 оборот, что сужает область его применения, т1ель изобретения — расширить область применения устройства.

Это достигается тем, что в дискретном реле времени, содержащем шаговый двигатель, соединенный с одним из роторов, выполненных в виде зубчатых дис ков, размещенных между плитами с пита, юшими и приемными соплами, узел управления, выполненный в виде позиционного мембранного привода, одна из камер которого соединена с генератором импуль:сов, а другая — с каналами установки дисков в исходное положение, на конце штока позиционного привода выполнены выступы для связи с дисками, зубчатые диски выполнены с различным количеством зубьев, размещены коаксиально в одной плоскости и кпнематически соединены между собой упругим звеном.

На фиг. 1 показано дискретное реле времени, разрез; на фиг . 2 приемная плита с пронумерованными приемными

7360

В плите 11 соосно с соплами 14 и

15 выполнены приемные сопла 19 и 20

35 (фиг. 1 и фиг. 2), размещенные равномерно по окружности с радиусами R u (фиг. 2). Зубчатый диск 2 имеет осевое отверстие 21, а зубчатый диск 8 - oce40 вое отверстие 22 (фиг. 1), которые в процессе работы последовательно соединяют питающие и приемные сопла, Шток

23 позиционного мембранного привода 24 снабжен двуплечим. выступом 25, кото- 4 рый входит в зацепление с зубьями дисков 2 и 8. Позиционный мембранный привод 24 имеет управляющую камеру

26, которая связана с генератором импульсов 27, камеру 28, мембрану =о

50 штоком 29 и пружину 30.

Реле работает следующим образом.

В исходном положении в камеры 12 и

13 подается струйное давление питания

Р =. 150-300 мм вод. ст., а также

55 подается давление питания на ротационный двигатель 1. Шток 23 с двуплечим выступом 25 под действием пружины 30 находится в нижнем (по чертежу) лоло3 соплами, упругий элемент и зубчатые диски; на фи г. 3 — сечение по штс ку позиционного привода, Дискретное реле времени (фиг. 1) состоит иэ пневматического ротационного шагового двигателя 1, на валу которого жестко закреплен ротор - зубчатый диск 2, который имеет 2 фиксирующих зуба 3 (фиг. 2), размещенных равномерно на цилиндрической поверхнос- 10 ти диска в два ряда, и удлиненный зуб

4 (Фиг. 3), фиксирующий диск 2 в исходном положении. На верхней плоскости диска 2 раэмепен упор 5 (фиг. 3) и упругое звено — пружина 6 (фиг. 2) которая одним концом закреплена на диске

2, а другим концом — связана с упором 7, жестко связанным с ротором-зубчатым диском 8.

Зубчатый диск 8 имеет 27, + 2 фик- 20 сируюших зубьев 9 (фиг. 2 и фиг,. 3), размещенных равномерно на его внутренней цилиндрической поверхности в два ряда. Зубчатые диски 2 и 8 (фиг. 1)

Размещены между плитами 10 и 11. В 25 плите 10 выполнены кольцевые камеры

12 и 13, которые имеют выходы под зубчатые диски 2 и 8 через питающие сопла 14 и 15, причем количество питающих сопел 14 равно Z + 1, а ко- 30 личество питающих сопел 15 равно Z, Камеры 12 и 13 закрыты крьпикой

16 с каналами питания 17 и 18.

53 4 женин (фиг. 1). Под действием вращающего момента, приложенного к зубчатому диску 2, он своим удлиненнь1м зубом 4 упирается в двуплечий выступ 25, а под действием предварительно поджатой пружины 6 зубчатый диск 8 своим упором. 7 находится на упоре 5 (фиг. 2).

При этом осевое отверстие 21 (фиг. 1) зубчатого диска 2 соединяет питающее

cowo 15 и приемное сопло 20 в позиции " л ", а осевое отверстие 22 диска 8 соединяет питающее сопло 14 с приемным соплом 19 в позиции " q +1

Т. е. в исходном положен ии одновременно появляются сигналы в позициях

-(ю + 1) (фиг. 2). При подаче давления питания в камеру 28 шток 29 переместится вверх на величину 5, а следовательно и двуплечий упор также переместится на величину 5, но, вследствие того, что толщина зуба и диска 2 в плоскости, перпендикулярной плоскости диска, равна 2 5 диск остается неподвижным. При подаче импульса давления от генератора импульсов 27 в управляющую камеру 26 шток 23 перемешается на величину 5 при этом двуплечий упор 25 выходит из зацепления с зубьями 9 и 4 (фиг. 3), расположенных в нижних рядах дисков, и входит в пространство, между зубьями 9 и 3, расположенных в верхних рядах дискбв

2 и 8. Зубчатый диск 2 под действием вращающего момента поворачивается на полшага по стрелке (фиг. 2) до упора зуба 3 верхнего ряда в двуплечий выступ 25. В это время под действием крутящего момента, создаваемого пружиной 6, повернется на полшага и зубчатый диск 8 — до упора его зуба 9, расположенного в верхнем ряду в двуплечий выступ 25.

При снятии давления с камеры 266 шток 23, а вместе с ним и двуплечий выступ 25 перемешается вниз на величину, при этом выступы выходят из зацепления с зубьями верхних рядов дисков и входят в пространство между зубьями нижних рядов дисков. Зубчатые диски 2 и 8 под действием постоянно действующих моментов снова повернутся на полшага до упора зубьев дисков, расположенных в нижних радях, в двуплечий выступ 25, при этом осевыми отверстиями 21 и 22 зубчатых дисков

2 и 8 соединяются питающие и приемные сопла в позициях 1 - 1.

736053

При подаче следуюшего импульса от генератора диски снова повернутся на шаг и своими отверстиями соединят питаюшие и приемные сопла в позициях — Ц. и т.д. 5

Таким обра. ом одному управляюшему импульсу поданному отгенератора импульсов

27 в управляющую камеру 26,соответствует перемешени» дисков на шаг. Так, например, при подаче трех импульсов давле-10 ния от генератора импульсов 27 в управляющую камеру 26 зубчатые диски 2 и

8 провернутся на три шага. При этом в позициях ф — Ц на приемных соплах

19 и 20 одновременно появляются сигналь в виде струйного давления.

При подаче и + 2 импульсов диски провернутся на р + 2 шага. При этом сигнал на приемном сопле 20 появится в позиции ц, а сигнал на приемном сопле 19 появится в позиции Т. и т.д.

Таким образом вследствие того,что диски имеют различное количество шагов за один оборот на каждом шаге диски запитывают различные комбинации приемных сопел

l9 и 20. При подаче К импульсов диски повернутся на R шагов,при этом диск

2 запитывает сопло 20 в позиции (я=к-m2-n i

30 где, — порядковый номер сопел 20 и (1,2,3,. ° .); й1 = — - целое число оборотов диска г

2, при получении дробным числом его надо округлить 35 до ближайшего меньшего целого числа.

За это же время диск 8 провернется тоже на R шагов и будет запитывать соппо 19 в позиции .р-ил где — порядковый номер сопла 19 (1,2,3,... о+1)»

Я = — — целое число оборотов диска

R ь Yt+1 45

8, при получении дробным числом его округляют до ближайшего меньшего целого числа.

Таким образом определенному числу уц»

59 равляюших импульсов соответствует оцреаеленная ко мб инац ия позиций приемных сопел

19 и 20, в которых одновременно появляются сигналы. Если выходной сигнал фюрмироВать кОмбинациями Выходньгй сопел 19 и 55

20, в которых одновременно появляются пневматические сигналы, то количество возможных комбинаций определяется произведением и (n + Х) — l, а период повторяемости комбинаций сигналов равен

n (n+ 1).

Каждой комбинации выходных сопел соответствует определенное время появления на их выходах сгггналов, которое заВисит От продОлжительнОсти импульсов, выдаваемого генератором, и от количестВа импульсов, необходимых для поворота дисков до положения, в котором одновременно запитывается данная комбинация приемных сопел. В процессе отработки шагов вследствии того, что диски имеют различное количество зубьев между дисками 2 и 8 возникает рассогласбвание.

При отработке шага диск 2 поворачивается на угол, равный 360 /2.7,а о диск 8 поворачивается на 360 /Q,4+/, о

Т. о. при повороте дисков на шаг они получают относительное рассогласование, ;равное адьо ЗЬа Åî

2.7, 2Л,+2, K(7+1.) т.е. диск 8 за один шаг отстает от

Мо » диска 2 на, +„ . При отработке

R шагов диск 8 отстает от диска 2 р, .гСг +и

При этом пружина 6 в процессе отработки R шагов дисками закручивается на

R Возврашение дисков 2 и

<ВО

8 в исходное положение происходит при снятии давления питания из камер 26 и 28. При этом мембрана со штоком 23 п ерем ест ит ся в кра йн ее н ижнее положение, Йвуплечий выступ выходит из зацепления с зубьями дисков. Диск 2 под действием вращаюшего момента от ротационного двигателя 1 доворачивается до упора удлиненного зуба 4 в двуплечий упор

25 (фиг. 1). A диск 8 возвраша ется в исходное положение под действием усилия, аккумулированного пружиной 6 в процессе отработки шагов.

Выше описанное дискретное реле времени по сравнению с извесными устройствами проще конструктивно и имеет значительно больший диапазон выдержек времени. Так, если количество шагов диска 2 за один оборот равно и ко« личество шагов диска 8 за. один оборот равно n+ 1, а длительность импульса, то диапазон выдержек времени составляет

6Ф.+ n(n+l) Ì, С.

736053 звеном.

t0 где C. — угол максимального смещения. упоров 5 и 7.

Формула изобр ет ения

Дискретное реле времени, содержащее . щаговый двигатель, соединенный с одним из роторов, выполненный в виде зубчатых дисков, размещенных между плитами с питающими и приемными соплами; узел управления, выполненный в виде позиционного мембранного привода, одна из камер которого соединена с генератором импульсов, а другая — с каналами установки дисков в исходное попо6 ZZ 11 7 ГХ Ф ZOË 6 жение, на конце штока позиционного привода выполнены выступы для связи с дисками, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области примепения, зубчатые диски выполнены с различным количеством зубьев, размещены коаксиально в одной плоскости и кинематически соединены между собой упругим

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 326567, кл. G 06 9 7/00, 1970.

15 2. Сб. "Гидропривод и гндроавтоматика". Л 9 1973 с, 18 (прототип) .