Многопозиционный пневмопривод

ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 8 158 Союз Советски иСоцналксткческкиРеспублик Ф(23) Приоритет Опубликовано 30,10 81. Бюллетень40 ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30,10.81. повышение быстродеистточного останова в задан. Изобретение относится к автоматическомууправлению и может быть применено в системахпневмоавтоматики.Известен многопозиционный пневмоприводтелескопического типа, состоящий из,рядажестко связанных между собой пневмоцилитщ-5ров 1.К недостаткам известного пневмоприводаследует отнести громоздкость конструкции исложность схемы управления,Наиболее блйзким к предлагаемому являет 10ся позиционер с проточной полостью, содержа;щей пневмоцилиндр, в гильзе которого выпол-,нены каналы, соответствующие числу и расположению позиций привода и соединенные с эапорными клапанами, выходы которых связаны с1атмосферой, а управляющие входы подключенык линиям заданных позиций, два дросселя, каждый иэ которых подключен к раэноименнымполостям пневмоцилиндра, и два источника давления 121Основной недостаток известного пневмопривода - малое быстродействие, зависящее отсоотношения пневмосопротивлений дросселей,связывающих полости пневмоцилиндра с источниками давления, и отверстий, выполненных в гильзе, Для обеспечения точного останова пневмопривод может работать только на малых скоростях.Цель изобретениявия при сохранении ном положении.Поставленная цель достигается за счет того, что в предложенном многопоэиционном пневмоприводе, содержащем пневмоцилиндр, в гильзе которого выполнены каналы, соответствую. щие числу и расположению позиций привода и соединенные с запорными клапанами, выходы которых связаны с. атмосферой, а управляющие входы подключены к каналам задания позиций, два дросселя, каждый иэ которых подключен к соответствующей полости пневмоцилиндра, два источника давления и индикатор, в нем установлены два дополнительных клапана, через каждый из которых один из дроссс. лей соединен со своим источником давления, блок сравнения, выходы которого соединеныс полостями пневмоцилиндра, рейку с двумя877158 рядами отверстий, вдоль оси пневмоцнлнндра попарно соответствующих позициям, два приемных сопла, установленных напротив отверстий первого ряда рейки и элементы ИЛИ и "Память", взводящий вход последнего из которых соединен через первый элемент ИЛИ с приемными соплами, элемент "сопло.сопло", приемное сопло которого установлено напротив второго ряда отверстий рейки и соединено с индикатором, а его подающее сопло соединено с выходом элемента "Память" и первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, вы. ходы которых мединены с управляющими входами дополнительных клапанов, вторые входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с выходами блока сравнения, а отверстия первого ряда рейки соединены с атмосферными каналами запорных клапанов.Наличие блока сравнения позволяет автоматически. определить полость, связанную посредством открытого канала с атмосферой. Выходы блока сравнения используются для того, чтобы отключить от источника давления полость, соединенную с атмосферой, Дополнительная связь одной из полостей с атмосферой ведет к резкому увеличению скорости привода.Установка двух симметрично расположенных сопел, взаимодействующих с отверстиями, свя. занными с атмосферными каналами клапанов, дает возможность независимо от направления перемещения пневмоцилиндра определить момент его подхода к заданному положению и осуществить окончательный подвод рабочего органа к заданному положению на малой (ползучей) скорости и, тем самым, обеспечить точный останов. 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Многопозиционный пневмопривод состоит ш,пневмоцилиндра 1, в гильзе которого выпол. иены каналы 2, соответствующие числу и расположению позиций пневмопривода, Сжатый. воздух от йсточников давления Р и Ря через дополнительные клапаны 3 и 4 , дроссели 5 и 6 и каналы, выполненные в штоке, подведен к полостям пневмоцилиндра 1. В случае гори. зонтального расположения пневмоцилиндра в обе полости сжатый воздух подается от одного источника давления.При вертикальном расположении пневмо. .цилиндра в его верхнюю полость подается давление больше, чем в нижнюю. За счет этого компенсируется вес гильзы пневмоцилиндра, Для компенсации веса гильзы (штока) при подводе сжатого воздуха в обе полости пневмоцилиндра от одного источника давления мож. но испольэовать противовес или изготовлять пневмоцилиндр 1 с разными поперечными сечениями штоков. 4Каналы 2 через шланги связаны с запорными клапанами 7, атмосферные каналы которыхпневматически связаны с одним рядом отверстий 8, выполненных в рейке 9,Количество отверстий 8 и их расположениена длине рейки соответствует. числу и расположению каналов 2, т. е, позициям привода,выполненных в гильзе пневмоцилиндра. В рейке 9 (показана на чертеже дважды) выполнендругой ряд отверстий 10, число и расположениекоторых также соответствует числу и расположению каналов 2.Элемент 11 типа сопло-сопло, включающееподающее сопло 12 и приемное сопло 13, уста-.новлен напротив начального положения пневмоцилиндра (при неподвижном штоке пневмоцилиндра начальное положение соответствует положению поршня)и напротив отверстий 10рейки 9, Симметрично относительно элемента 11"Сопло-сопло" и напротив отверстий 8 располо.жены два приемных сопла 14 и 14, выходыкоторых через элемент ИЛИ 15 и элемент 16Память связаны с входами элементов ИЛИ17 и 18. Выход элемента 16 Память"связантакже с соплом 12 элемента типа сопло.сопло,приемное сопло 13 которого подключено киндикатору 19 останова привода. Обе полостипневмоцилиндра 1 через блок 20 сравнениясоединены со входами элементов ИЛИ 17 и 18.Клапаны 7 управляются каналами задания по.зиций 21.Привод работает следующим образом.В исходном положении все запориые клапа.ны 7 выключены (в качестве запорных клапанов.емогут быть использованы пневмораспределителис электрическим или пневматическим управлением, электропреобраэователи и т. д.), а клапа.ны 3 и 4 включены, так как оба выходныхсигнала блока 20 сравнения равны "1" и, следовательно, гильза пневмоцилиндра 1 неподвиж.на.Допустим, что в исходном положении гиль.за находится в положении, показанном на чертеже, и требуется гильзу переместить в крайнее нижнее положение, Для этого необходимовключить верхний запорный клапан 7, послевключения которого верхняя полость пневмоцилиндра через атмосферный канал верхнегоклапана 7 и связанное с ними отверстие 8рейки 9 связывается с атмосферой, Давлениев верхней полости уменьшается на величину,определяемую соотношением проходных сечений дросселя 5, канала 2, каналов запорногоклапана 7 и отверстия 8. Чем меньше проходное сечение дросселя 5, тем на большую величину уменьшается давление в верхней полостиотносительно давления Ри тем с большейскоростью гильза пневмоципиндра начинаетопускаться вниз.877158 5Скорость перемещения гильзы пневмоци. линдра при выбранном давлении питания и выключенной схеме управления приводом выбирается такой, чтобы не было автоколебания гильзы относительно заданного положения.Как только давление в верхней полости пневмоцилиндра упадет на .величину, превышающую зону нечувствительности блока 20 сравне. ния, на его выходе, связанном с элементом ИЛИ 17, сигнал станет равным "0" и клапан 3 выключитсяВерхняя полость пневмоцилиндра через дрос. оель 5 соединяется с атмосферным каналом клапана 3. Для ускорения процесса опораж нивания полостей дроссель 5 и 6 можно шунтировать обратным клапаном.Гильза пневмоцнлиндра начинает переме. щаться вниз под давлением Р 2, т. е. движется с большей скоростью. При перемещении гильзы вниз их верхнего канала 2 через верхний запорный клапан 7 и связанное с ним отверстие 8 сжатый воздух выдувается в атмосферу, при. чем мощность этого потока определяется ско- Фростью перемещения гильзы, В момент прохож. денни верхнего отверстия 8 мимо приемного сопла 14, в последнем возникает давление, достаточное для того, чтобы сработал элемент ИЛИ 15 и включил элемент 16 Память, выход которого связан с соплом 12 элемента 11 типа сопло.сопло и с выходом элемента ИЛИ 17, элемент ИЛИ 17 срабатывает, включается клапан 3, который подводит сжатый воздух в верхнюю полость пневмоцилиндра, Гильза пневмоцилиндра переходит на ползучую скорость и плавно подходит к заданному положению, Ког. да гильза останавливается в заданном положе. нии, верхнее отверстие 10 рейки 9 оказывается напротив сопла 12, элемент 11 "Соплосопло" срабатывает и включает индикатор 19, Срабатывание индикатора 19 говорит о том, что гильза пневмоцилиндра остановилась точно в .заданном положении.При подаче следующей управляющей команды, в результате которой должен включиться какой-либо из запорных клапанов 7, формируется импульсный сигнал, производящий сброс элемента 16 "Память".Предположим теперь, что гильзу пневмоцилиндра из исходного положения (по чертежу), необходимо перевести в крайнееверхнее, Для этого необходимо включить нижний запорный клапан 7, при включении которого падает давление в нижней полости пневмоцидиндра, происходит сброс элемента 16 "Память", В результате падения давления в нижней полости пневмоцилиндра, выход блока 20 сравнения, связанный со входом элемента ИЛИ 18, становится равным "0", клапан 4 выключается, нижняя полость пневмоцилиндра 6через атмосферный канал клапана 4 связывается с атмосферой и гильза перемещается вверхна большой скорости. Прн прохождении ниж.него отверстия 8 рейки 9 мимо приемногосопла 14 в последнем возникает давление,Срабатывает элемент ИЛИ 15, который включает элемент 16 "Память", Последний черезэлемент ИЛИ 18 включает клапан 4 и гильзапневмоцилнндра переходит на ползучую ско 1 О рость. После включения элемента 16 "Память"воздух подводится к соплу, При останове гильзы пневмоцилиндра в верхнем заданном положении, нижнее отверстие 10 рейки 9 коммутирует элемент 11 типа сопло-сопло, который в15 свою очередь включает индикатор 19. Если всилу каких-либо причин привод не занял заданное положение, индикатор 19 не включится и вьщает запрещающий сигнал на выполне-.ние следующей команды, Точность контроляостанова привода определяется диаметромотверстий 10.Аналогичным образом можно установитьгильзу пневмоцилиндра в любое требуемоеположение.Следует отметить, что если обе полостипневмоцилиндра связаны с одним источникомпитания, то блок 20 сравнивает значения давлений в полостях и отключает от источникадавления ту полость, которая через канал 2связана с атмосферой,При индивидуальном питании полостей целе.сообразно блок сравнения выполнять на двухэлементах сравнения, каждый из которыхсравнивает давление в одной полости с давле35нием связанного с ней источника,Предлагаемый многопозиционный приводбеэ принципиальных конструктивных изменений может быть использован и для случая пе-.ремещения штока при неподвижной гильзе40пневмоцилиндра. Для этого необходимо жесткосвязать рейку 9 со штоком пневмоцилиндра.Что же касается схемы управления приводом,то она остается неизменной,Технико-экономический эффект от использования предлагаемого многопозиционного пнев.45мопривода определяется его высоким быстродействием при сохранении высокой точностипозиционирования. 50 Формула изобретения Многопозиционный пневмопривод, содержащий пневмоцилиндр, в гильзе которого выполнены каналы, соответствующие числу и распо ложению позиций привода и соединенные сзапорными клапанами, выходы которых связаны с атмосферой, а управляющие входы под- ключены к каналам задания позиций, два дрос.877158. Составитель Б. ШевченкоТехред С,Мигунова Редактор С. 10 ско Коррек ьщкая Тираж 752 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Заказ 9560/54 113035 л ППП "Патент", г род, ул. Проектн селя, каждый из которых подключен к соответствующей полости пневмоцилиндра, два источника давления и индикатор, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышениябыстродействия пневмоцилиндра, он содержитдва дополнительных клапана, через каждый изкоторых один из дросселей соединен со своимисточником давления, блок сравнения, входыкоторого соединены с полостями пневмоцилиндра, рейку с 3 вумя рядами отверстий, вдольоси пневмоцилиндра попарно соответствующихпозициям, два приемных сопла, установленныхнапротив отверсгий первого ряда рейки и элементы ИЛИ и Память, взводящий вход последнего соединен через. первый элемент ИЛИ сприемными соплами, элемент "сопло-сопло",приемное сопло которого установлено напротиввторого ряда отверстий рейки и .соединено с индикатором, а его подающее сопло соединено с выходом элемента "Память" и первыми входами второго и третьего элементов ИЛИ, выходы которых соединены с управляющими входами дополнительных клапанов, вторые входы второго и третьего элементов ИЛИ соединены с выходами блока сравнения, а отверстия первого ряда рейки соединены с атмосферными каналами запорных клапанов.о Источники информации,принятые ва внимание при экспертизе1. Залманзон Л.А. Специализированные аэрогидродинамические системы. М., "Наука",1978, с, 340.2. Позин Я, М. Пневматика и гидравлика.М., "Машиностроение", 1975, выл. 2, с, 278