Пневматическое универсальное логическоеустройство

О ПИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства МЗаявлено 311968 ( 1213489/18-24) 1 л, 42 тт 12, 1,00 с присоединением заявки Лв,ЧПК С 06 т 1УДК 681.3.056(088.8 Комитет по деламзобретений и открыт ори Опубли кова 8,%,1969, Бюллетен и Совете Министре СССРата опубликования описания 5.1 Х.1969 Авторыизобретения Я, Е. Чигиринский, С. А, Розенцвейг и С. М. Го явитель УНИВЕРСАЛЪНОЕ ЛОГИЧЕСКОСТРОЙСТВО АТИЧЕСКО еИзвестны дискретные пневматические элементы для построения логических схем, например мембранные и струйные. Однако в дискретных элементах мембранных систем наблюдается громоздкость построенных на базе их элементов различных однотактных и многотактных схем, при этом многие даже простейшие (однотактные) схемы либо полуактивны, либо пассивны (один из уровней выходного сигнала формируется непосредственно коммутированием канала выхода с одним из входных каналов). В мембранный релейной технике УСЭППА для фиксации нулевого состояния и обеспечения устойчивости конечных состояний в конструкции элементов используется пружина либо дополнительно предусматривается два промежуточных уровня управляющего сигнала 0,3 Р, и 0,6 Р что усложняет конструкцию и уменьшает удобства использования этой техники. Элементы струйной техники чувствительны к нагрузке, трудоемки с точки зрения технологии, требуют многокаскадного усиления на выходе и т. и. При этом для всех известных релейных элементов пневмосистем (мембранных и струйных) хаИзобретение относится к области дискрепневмоавтоматики и предназначено длястроения различных логических схем уирания. рактерен общий недостаток: стирание памяп 1, например при отказе источника питания.Предложенное пневматическое универсальное логическое устройство содержит плату,5 управляющие сопла, выполненные вертикально к плате, фиксирующее сопло с развитой торцовой поверхностью, плоский уравновешенный рычаг с осью и заслонками, выполненными перпендикулярно его плоскости, и упорным 10 винтом, канал питания, входные и выходныеканалы и отличается тем, что с целью расширения функциональных возможностей в нем канал питания соединен с соплами питания и с фиксирующим соплом, выходные каналы со едпнены с выходными соплами, а входныеканалы в зависимости от вида реализуемой функции связаны с управляющими соплами.Целью настоящего изобретения являетсясоздание универсального и унифицированного 20 пневмомеханического устройства (элемента)упрощенной конструкции, повышенной надежности со свойством автоматического восстановления логической памяти после устранения отказов источника питания, обеспечивающего 25 реализацию полного комплекта одновходовыхи двухвходовых функций с активным выходом унифицированного значения.На фиг. 1 приведено описываемое устройство; на фиг. 2,а - д - схемы реализации логиче ских функций двух независимых переменныхна основе описываемого устройства, а также соответствующие таблицы состояний (фиг 2,а - схема реализации функции Повторение (Да): Р=Р, инверсная функция Отрицание (1-1 е): Р.=Р; фиг. 2,б - схема реализации элемента памяти (или статического триггера с двумя раздельными входами); фиг. 2,в - схема реализации функции Дизьюнкция (ИЛИ); Р=РЯР инверсная функция - стрелка Пирса или функция Даггера Р= =Р 1. Р.,; фиг. 2,г - схема реализации функции Коныонкция (И); Р = Р, / Р, инверсная функция - Штрих Шеффера: Р=Р,IРг, фиг. 2,д - схема реализации функции Запрет: Р = РР и инверсная функция - Импликация Р= - Р,-:Р),Устройство (см. фпг. 1) состоит из несущей платы 1, рассчитанной под печатный монтаж, на которой в унифицированных гнездах устанавливаются в определенных количествах в зависимости от реализуемой функции управляющие входные сопла - командчые бесторцовые сопла 2 и специальное управляющее торцовое сопло 3, выполненное с достаточно развитой по площади плоской поверхностью торца круглого сечения. Кроме того, с двух сторон в пазах платы смонтированы две пары сопел, каждая из которых состоит из питающего и приемного сопла 4. Последнее выполнено непосредственно в плате 1 устройства в виде дросселя. Питающее сопло 4 отличается от командного сопла 2 только тем, что выходное отверстие сопла 4 больше выходного отверстия сопла 2. Приемные сопла формируют два выходных сигнала - прямой и инверсный. В упругой проволочной цапфе 5, которая крепится с помощью плоской накладки б к плате 1 двумя винтами 7, свободно качается на упорных ножевых подшипниках 8 плоский рычаг 9, уравновешенный относительно оси качания и являющийся исполнительным элементом устройства. На противоположных концах коромысла закреплены тонкие шторки 10, которые при ко. нечных положениях коромысла соответственно перекрывают (открывают) доступ потоку струи из питающих в приемные сопла. На плате смонтирован также специальный винт- упор 11 с контргайкой 12 для регулировки и фиксации предельного угла переброса исполнительного рычага 9, Другим фиксированным и неподвижным упором рычага является торцовое управляющее сопло 3.Для обозначения координат сопел 2 приняты римские цифры, причем двухзначное число с запятой между цифрами, написанное над чертой, является условной координатой расположения на плате устройства соответствующего входа или выхода того или иного соила (см, фиг. 1) Первая цифра - номер вертикали, вторая - номер горизонтали. Точка пересечения указанной вертикали с соответствуюшей горизонталью является центром соответствующего отверстия входа или выхода на плате устройства, 5 10 15 го г 5 30 35 40 45 Ы 55 60 65 1-1 а фиг. 2 приводятся другие условные обозначения;р (а) - угол переброса исполнительного рычага, по величине несколько больший (меньший) критического,Р, и Р - входы командные,Р и Р - выходы прямой и инверсный соответственно.На фиг. 1 показан план (снизу) несущейплаты 1 устройства. Ось 0 - 0 является осьюсимметрии платы. Ось качания исполнительного рычага 9 совпадает в плане с осью О - О.На пересечении вертикальных осей 1 и 7с горизонтальной осью 1 находятся два выхода устройства; инверсный Р и прямой Р (условное цифровое обозначение этих выходовсоответственно 1, 1 и И, 1). На пересечениивертикальных осей 1 и И с осью 1 Г находятся входные отверстия сопел 4 (условное обозначение 1, Ю и Л, 1 Г). На пересечении вертикальных осей П и П 1 (по одну сторону оси0 - 0),1 Ри 1 (по другую сторону оси 0 - 0)с горизонтальными осями П, П 1 и Г находятся входные отверстия управляющего и командных сопел 3 и 2 (по три отверстия накаждой из четырех вертикалей, за исключением второй, на которой только два отверстия)с условными обозначениями соответственно:П, П( и П, Г; П 1, 11, П 1, П 1 и 1 П, Г;11, П; Ю, П 1 1 Р, Г; Р, П, , 1 П и 1, Г,Два резьбовых отверстия по оси 0 - 0 служатдля поджатия и уплотнения платы устройствак плате монтажной. В зависимости от реализуемой функции от двух переменных сопламонтируются сверху платы на соответствующих наклонных плоскостях платы.Устройство р а ботает следующим обр азом.При подключении и подготовке устройствак работе на торцовое управляющее сопла 3 ина сопла 4 питания подается сжатый воздухпитания (Р,=1,4 кгс/см 2), Командные сигналы равны 0, т. е. на командные входы сопла 2 устройства сигналы еще не поданы, приэтом шторки 10 исполнительного рычага 9,в соответствии с его положением на фиг. 1,формируют два выходных сигнала устройства:в правой его части шторка 10 перекрывает поток струи от питающего к приемному соплу,вследствие чего на правом выходе Р устройства сигнал равен О (прямой сигнал). В это жевремя в левой части устройства шторка 1 О от.ведена от оси сопел - на левом выходе Р сиг.нал равен 1 (инверсный сигнал). Плоскостькачающегося исполнительного рычага 9 опирается о плоскость торца управляющего сопла 3. В этом положении эти две плоскости параллельны (или почти параллельны). Потоксжатого воздуха, поданного на управляющееторцовое сопло (ось которого направлена перпендикулярно плоскости исполнительного коромысла), устремляясь в пространство, т. е.в узкий зазор между плоскостями коромыслаи торца сопла, создает там вследствие аэродинамического явления разрежение.50 55 60 Таким образом, плоскость коромысла притягивается к плоскости торца управляющего сопла за счет эжекции в зазоре между ними, обеспечивая устойчивость начального (консчного) состояния устройства. Таков статический режим работы устройства (установившийся режим).В переходном режиме работу устройства можно проследить на примерах реализации одновходовых функций: Повторение и Отрицание (инверсия), а также ячейки логической памяти или статического триггера с раздельными входами, Предварительно регулировочным винтом 11, которым устанавливается заданный угол переброса исполнительного рычага 9, настраивается и фиксируется докритический угол а, т. е. такой уг 1 л е.о переброса, при котором усилие эффекта аэродинамического притяжения надежно действует на коромысло даже тогда, когда оно находится в крайнем дальнем от торца управляющего сопла 3 положении. При подаче сигнала на вход Р устройства через командное бесторцовое сопло 2 с плечом установки большим, чем плечо установки торцового управляющего сопла 3, результирующий момент на коромысле поворачивает его против часовой стрелки до упора о винт 11. При этом правая шторка 10 открывает приемное выходное сопло и на правом выходе Р появляется сигнал 1. На левом выходе Р в этот момент появляется сигнал О. При снятии с входа Р, командного сигнала момент на коромысле от воздействия усилия эффекта притяжения перебрасывает коромысло назад по часовой стрелке до упора о торец управляющего сопла; правая шторка перекрывает приемное сопло, на правом выходе устройства появляется сигнал О (Повторение). На левом выходе устройства при этом появляется сигнал 1, т. е. реализуется инверсная функция Отрицание.Реализация элемента логической памяти или статического триггера с раздельными входами осуществляется следующим образом: условно в исходном положении плоскость исполнительного коромысла опирается о плоскость торца управляющего сопла и притягивается к нему в силу аэродинамического эффекта притяжения (вход этого сопла постоянно запитап).Предварительно регулировочным винтом, которым устанавливается заданный угол переброса исполнительного коромысла, настраивается и фиксируется такой угол его переброса р, который несколько превосходит предельный (критический) угол а. При подаче на вход Р, командного сигнала (импульса номинального давления) рычаг 9 под воздействием результирующего крутящего момента, направ 5 ю 15 20 25 Зо 35 40 ленного против часовой стрелки, начинает соответственно поворачиваться. В момент достижения пм положения, при котог)ом расстояние между точкой плоскости коромысла и центром плоскости тооца управляющего сопла 3 станет равным илп будет чуть более критического (при повороте на угол чуть более а), постоянное действие аэродинамического эффекта притяжения коромысла потоком струи к торцу управляющего сопла мгновенно превращается в эффект отталкивания коромысла скорост. напором этОЙ же струи, Происходит как бы реверс воздействия потока струи торцово- О сопла на коромысло. и теперь уже поток струи этого же сопла не пригягивает, а отталкивает коромысло до упора о винт 11, прижимает его к упору, фиксируя новое противоположное положение коромысла. При этом соот- ветствуюшиЙ сигнал па выходе Р как бы запоминается и остается неизменным независимо о; состояния соответствующего командного сигнала на входе Р,. Лпалогично осуществляется переброс исполнительного коромысла в исходное состояние при подаче, например, командного импульса на другой вход Р. .через другое бесторцовое командное сопло, расположенное симметрично относительно оси рычага иа противоположной части платы, Таким обоазом, с помощью описанного механизма достаточно просто и надежно реализуется дискретная логическая память, т. е. фиксация двух конечны.; состояний устройства.Следует также отметить, что расход воздуха через специальное торцовое сопла при его работе в режиме притяжение естественно меньше (сопло прикрыто плоскостью коромысла), чем расход воздуха через него при работе в режиме отталкивание скоростным напором струи (плоскость коромысла приподнята, сопротивление потоку струи отсутствует). Переходный процесс рабо-.ы устройства осуцествляется релейно. Предмет изобретения Пневматическое универсальное логическос устройство, содержащее плату, управляющие сопла, выполненные вертикально к плате, фиксирующее сопло с развитой торцовой поверхностьо, плоский уравновешенньш рычаг с осью и заслонками, вьполненньви перпендикулярно его плоскости, и упорным винтом, канал питания, входные и выходные каналы, От.ачпющеесч тем, что, с целью расширения функциональных Возыогкностей, В нем канал питания соединен с соплами питания и с фиксирующим соплом, выходные каналы соединены с выходными соплами, а входные каналы в зависимости от вида реализуемой функцш связаны с управляющими соплами.241796 Бюииа состоянии Впица сцидаями сдак. И. Попов аказ 2083 у 12ЦНИИПИ Комитет Ь 6 иега саслаянии ставитель Б. С. Шкрабо Техред Л. Я. ЛевинаТираж 480ам изобретений и открытий прМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапуно Подписноеете Министров СССР