Устройство для дифференцирования сигналов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 79 9) 86500 5)5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ А,Д.БожокСР ЕНЦИРОие устроиенения пуигналов В связи с в .котором ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство ССМ 249107, кл, 6 05 О 23/24, 1966Авторское свидетельство ССМ 746565, кл. 0 06 6 5/00, 1975.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРВАНИЯ СИГНАЛОВ(57) Цель изобретения - упрощенства и расширение области примтем дифференцирования схарактеризующих температуру,этим предлагается устройство,датчиком служит непосредственно преобразователь. Для этого его первый сильфон 2 расположен внутри дополнительно установленного сильфона 11, разделенных между собой средой, коэффициент теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок сильфонов 2, 3, 11, при этом один торец дополнительного.сильфона жестко связан с неподвижным фланцем 12, а второй торец - с общим подвижным фланцем 8 первого и второго сильфонов, в котором установлен регулируемый дроссель 4 для прямого и обратного перепуска рабочей жидкости из полости первого сильфона во второй. 1 ил.Изобретение относится к средствам автоматики и может быть использовано в гидравлических и пневматических установкахсистем автоматического управления и регулирования в. качестве усилительно дифференцирующего звена,Известно устройство для термическойкоррекции, содержащее нагреватель, чувствительный элемент и теплопередающийэлемент между ними, позволяющий сменять постоянную времени передачи.Известно также устройство для дифференцирования сигналов, содержащее суммирующий механизм, два сильфона,соединенные друг с другом торцами подвижным фланцем и установленные в направляющей, и узел приема входныхсигналов, связанный через дроссепь, с первым сильфоном и через подвижный фланецсо вторым еильфоном с помощью гибкого 20шланга, другой конец второго сильфона, соединен с другим подвижным Фланцем, приэтом суммирующий механизм выполнен ваиде сильфона, расположенного внутри второго сильфона в направляющей втулке, и 25соединенного одним торцом с другим подвижным фланцем второго сильфона, а вторым торцом - с общим подвижным Фланцемсильфонов.Однако, недостатком известного устройства являются большие габариты исложность конструкции, обусловленные наличием дистанционного датчика, выполненного в виде отдельного узла, а такжеограниченная область использования из-за 35невозможного выполнения датчика совме стно с исполнительным механизмом в рядесистем автоматического регулирования иуправления, в которых регулирование расхода среды осуществляется через исполнительный механизм, непосредственносвязанный с чувствительным датчиком.Целью изобретения является упрощение конструкции и расширение областиприменения путем дифференцирования 45сигналов, характеризующих температуру,Поставленная цель достигается тем, чтов предложенном устройстве для дифференцирования сигналов, содержащем узел приема входного сигнала, регулируемый 50дроссель и преобразователь, состоящий издвух сооснцх сильфонов, смежные торцыкоторых соединены первым подвижнымфланцем, другой торец первого сильфонасоединен с неподвижным фланцем и, корпуса - направляющей, в которой размещены.третьего сипьфона, размещенного коаксиально во втором сильфоне в направляющей втулке, и соединенного одним торцом со вторым подвижным фланцем второго сипьфона, являющегося выходным звеном, а другим торцом - с первым подвижным фланцем, узел приема входного сигнала выполнен в виде дополнительного сильфона, внутри которого соосно расположен первый сильфон преобразователя, при этом один торец дополнительного сипьфона жестко связан с неподвижным фланцем первого сильфона,.а второй торец - с первым подвижным фланцем,.в котором установлен регулируемый дроссель, при этом коэффициент теплопроводности среды между первым и дополнительным сильфонами меньше коэффициента теплопроводности материала стенок первого, второго и дополнительного сильфонов.На чертеже изображен общий вид предложенного устройства.Устройство для дифференцирования сигналов содержит преобразователь 1 который состоит из первого 2, второго 3 силь- фонов и регулируемого дросселя 4 игольчатого типа. Сильфоны 2 и 3 одними торцами связаны между собой общим подвижиым фланцем 5, в котором установлен дроссель 4, Фланец 5 жестко соединен с фланцем б сильфона 7 суммирующего механизма, который другим торцом соединен с подвижным фланцем 8, Фланец 8 связан стягой 9, перемещение которой является выходным сигналом устройства. Для возвратав исходное положение тяги 9 и уменьшениявлияния механического гистерезиса мате-риала стенок сильфона применена пружина10. К подвижному фпанцу 5 одним торцом соединен дополнительный сипьфон 11, другой торец которого связан с неподвижным фланцем 12. С Фланцем 12 также связан другим своим торцом сильфон 2. Полость "а", образованная внутренним 2, наружным 11 сильфонами, а также общим подвижным 5 и неподвижным 12 фланцами, заполняетсясредой ипи воздухом, коэффициент теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок первого 2, второго 3 и дополнительного 11 сильфонов.Рабочая жидкость из первого 2 во второй 3 сильфон и наоборот поступает через регулируемый дроссель 4. Подвижные детали преобразователя, суммирующего механизма и датчика перемещаются по направляющим 13 и 14, выполненным в виде втулок.Работу устройства для дифференцирования сигналов, последовательно включенного в систему регулирования, рассмотрим в двух случаях: при резком (мгновенном) иэ1795503 менении входного воздействия; при плавном (медленном) изменении входного воздействия.В Первом случае из-за наличия термического сопротивления среды в положении "а" нагрев, а следовательно, давление в силь- фоне.2 нарастает медленнее, чем в сильфоне 3. В результате фланец 5 перемещается вправо, перемещая с собой фланец 6 силь- фона 7 и, создавая дополнительное приращение давления рабочей жидкости в сильфоне 3. Фланец 8 сильфона 3, связанный с тягой 9 выходного сигнала, получает при этом дополнительное перемещение. В результате происходит сложение двух перемещений, т,е, выходной сигнал устройства складывается из перемещения, вызванного изменением входного воздействия (нагрев рабочей жидкости в сильфоне 3 и увеличение из-за этого ее давления) и перемещения, вызванного скорым изменением входного воздействия (перемещением фланца 6, обусловленным запаздывающим прогревом рабочей жидкости в сильфоне 2, и дополнительным увеличением из-за этого давления в сильфоне 3),В случае резкого (мгновенного) охлаждения рабочей среды в сильфоне 3 описанное устройство работает аналогично, с той лишь разницей, что выходные перемещения направлены в противоположную сторону, В этих условиях предложенное устройство работает как усилительно-дифференцирующее звено.Во втором случае, когда нагрев, а следовательно, давление рабочей жидкости в сильфонах 2 и 3 изменяется медленно, перепад давления в них практически отсутствует; Подвижные фланцы 5, 6 и 8 перемещаются влево с одинаковой скороФормула изобретения Устройство для дифференцирования сигналов, содержащее узел приема входно-. го сигнала, регулируемый дроссель и преобразователь, состоящий из двух соосных сильфонов, смежные торцы которых соеди.нены с первым подвижным фланцем, другой торец первого сильфона соединен с неподвижным фланцем и корпусом-направляющей, в которой размещены первый и второй сильфоны, а также суммирующий механизм, выполненный в виде третьего сильфона, размещенного коаксиально во втором силь- фоне в направляющей втулке и соединенного одним торцом с вторым подвижнымЪ. стью. В результате тяга 9 перемещается ипередает сигнал дальше на орган исполнительного механизма, При плавном охлаждении рабочей жидкости устройство будет5 работать аналогично, обеспечивая обратное перемещение тяги 9, В последних двухслучаях устройство работает как усилительное звено,Выходной сигнал устройства формиру 10 ется путем параллельного соединения двухзвеньев - апериодического и усилительного,Учитывая то, что в предложенном устройстве коэффициент теплопроводности по15 каналу нагрева рабочей жидкости в сил ьфоне 3 больше, чем в сильфоне 2, полученноепутем соединения двух типовых динамических звеньев, интегро-дифференцирующеезвено по своим динамическим свойствам20 является реальным дифференцирующим устройством. Постоянная времени, характеризующаядифференцирующие свойства предложен ного устройства, зависит, в первую очередь,от коэффициентов теплопередэчи, поверхностей теплообменэ, а также гидравлического демпфирования и жесткостей его упругих элементов, Поскольку в конструк ции устройства имеется регулирующийдроссель 4, обеспечивающий возможность изменения значения величины гидравлического демпфирования в определенных пределах, то постоянная времени может, в 35 зависимости от его настройки, также изменяться в определенных пределах, послед-.ним в основном могут подбираться требуемые дифференцирующие свойства предложенного устройств.- в случае. когда 40 оно физически реализовано. фланцем второго сильфона, являющимся выходным звеном, а,другим тарцем - с первым подвижным фланцем, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения области применения путем дифференцирования сигналов, характеризующих температуру, узел приема входного сигнала выполнен в виде дополнительного сильфона, внутри которого соосно расположен первый сильфон преобразователя, при этом один торец дополнительного сильфона жестко связан с неподвижным фланцем первого сильфона, а другой торец - с первым подвижным фланцем, в котором установлен регулируемый дроссель, при этом1795503 Составитель О,ГудковаТехред М,Моргентал Корректор А.Обручар Редактор Заказ 433 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101 коэффициент теплопроводности среды между первым и дополнительным сильфонами меньше коэффициента теплопроводности материала стенок первого, второго идополнительного сильфонов,