Дискретное реле времени

( 736053 Союз Советски кСоцмалмстмческмкРеспублмк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 15,11,78 (21) 268461 Э(18-24с присоелиненкем заявки Рй(23) ПриоритетОпубликовано 25.05.80, Бюллетень Рй 19 Веударстеенный квмнтет до делам нэооретеннй н открытий(53) УДК 621- -525 (088.8) Дата опубликования описания 28,05,80(72) Авторы изобретения Н. А. Новик и В. А. федорец Киевский ордена Ленина политехнический институт им, 50 летияВеликой Октябрьской социалистической революции(54) ДИСКРЕТНОЕ РЕЛЕ ВРЕМЕНИ Изобретение относится к устройствами. автоматики и может быть использовано в устройствах, где требуется устанавливать выдержки по времени.Известно задающее устройство (15 содержащее шаговый двигатель с ротором, выполненным в виде зубчатого диска с коммутирующим отверстием, питающие и приемные плиты с соплами и привод фиксатора.оУстройство имеет ограниченное количество фиксированных позиций; которое определяется количеством зубьев на диске. Наиболее близким по своей технической сущности является реле .времени 2 содержащее шаговый двигатель с ротором, выполненным в виде зубчатого диска с отверстием, питающие и приемные плиты с соплами, трехпозиционный пневматичес- тО кий привод и генератор импульсов.Устройство имеет ограниченный диапаоон выдержек времени, который определяется количеством щагов ротора за один 2оборот, что сужает область его применения,Цель изобретения - расширить областьприменения устройства,Это достигается тем, что в дискретном реле времени, содержащем шаговыйдвигатель, соединенный с одним из роторов, выполненных в виде зубчатых дисков, размещенных между плитами с пита, юшими и приемными соплами, узел управления, выполненный в виде позиционногомембранного привода, одна из камеркоторого соединена с генератором импуль:сов, а другая - с каналами установкидисков в исходное положение, на концештока позиционного привода выполненывыступы для связи с дисками, зубчатыедиски выполнены с различным количеством зубьев, размещены коаксиально водной плоскости и кинематически соединены между собой упругим звеном.На фиг. 1 показано дискретное релевремени, разрез; на фиг. 2 приемнаяплита с пронумерованными приемными7360 В плите 11 соосно с соплами 14 и 15 выполнены приемные сопла 19 и 2035 (фиг. 1 и фиг, 2), размещенные равномерно по окружности с радиусами Й и (фиг. 2). Зубчатый диск 2 имеет осевое отверстие 21, а зубчатый диск 8 - оса 40 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 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:о50 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 также55 подается давление питания на ротационный двигатель 1. Шток 23 с двуплечим выступом 25 под действием пружины 30 находится в нижнем (по чертежу) лоло 3соплами, упругий элемент и зубчатыериски; на фиг, 3 - сечение по штску позиционного привода,Дискретное реле времени (фиг, 1)состоит иэ пневматического ротационного шагового двигателя 1, на валукоторого жестко закреплен ротор - зубчатый диск 2, который имеет 2 фиксирующих зуба 3 (фиг, 2), размещенныхравномерно на цилиндрической поверхности диска в два ряда, и удлиненный зуб4 (Фиг. 3), фиксирующий диск 2 в исходном положении. На верхней плоскостидиска 2 размепен упор 5 (фиг, 3) иупругое звено - пружина 6 (фиг. 2) которая одним концом закреплена на диске2, а другим концом - связана с упором 7,жестко связанным с ротором-зубчатымдиском 8,Зубчатый диск 8 имеет 2 + 2 фиксируюших зубьев 9 (фиг. 2 и фиг,. 3),размещенных равномерно на его внутренней цилиндрической поверхности в дваряда. Зубчатые диски 2 и 8 (фиг, 1)размещены между плитами 10 и 11. В 25плите 10 выполнены кольцевые камеры12 и 13, которые имеют выходы подзубчатые диски 2 и 8 через питающиесопла 14 и 15, причем количество питающих сопел 14 равно 2 + 1, а ко- ЗОличество питающих сопел 15 равно Х,Камеры 12 и 13 закрыты крьпикой16 с каналами питания 17 и 18. 53 4женин (фиг. 1), Под действием вращающего момента, приложенного к зубчатому диску 2, он своим удлиненным 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 сопло 15 и приемное сопло 20 в позиции " л ", а осевое отверстие 22 диска 8 соединяет питающее сопло 14 с приемным соплом 19 в позиции " 11 +1. Т. е. в исходном положении одновременно появляются сигналы в позициях-( ю + 1) (фиг. 2), При подаче давления питания в камеру 28 шток 29 переместится вверх ца величину Ь, а следовательно и двуплечий упор также переместится на величину 5 , цо, вследствие того, что толщина зуба и диска 2 в плоскости, перпендикулярцой 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 ца 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 ца полшага и зубчатый диск 8 - до упора его зуба 9, расположенного в верхнем ряду в двуплечийвыступ 25. При снятии давления с камеры 26 шток 23, а вместе с ним и двуплечий выступ 25 перемешается вниз на величину Ь, 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 впозициях 1 - 1.При подаче следующего импульса от генератора диски снова повернутся на шаг и своими отверстиями соединят питающие и приемные сопла в позициях % - П. и т.д. 5Таким образом одному управляющему импульсу поданному отгенератора импульсов 27 в управляющую камеру 26,соответствует перемешени дисков на шаг. Так, например, при подаче трех иМпульсов давлеО ния от генератора импульсов 27 в управляющую камеру 26 зубчатые диски 2 и 8 провернутся на три шага. При этом в позициях- Ц на приемных соплах 19 и 20 одновременно появляются сигналь в виде струйного давления.При подаче о + 2 импульсов диски провернутся на о + 2 шага. При этом сигнал на приемном сопле 20 появится в позиции Ц., а сигнал на приемном сопле 19 появится в позиции 1 и т.д. Таким образом вследствие того,что диски имеют различное количество шагов за один оборот на каждом шаге диски запитывают различные комбинации приемных сопел25 19 и 20, При подаче К импульсов диски повернутся на К шагов,при этом диск 2 запитывает сопло 20 в позиции( =К-ю -оЗОгде 1 - порядковый номер сопел 20й(1,2,3,..);И = - - целое число оборотов дискаг2, при получении дробнымчислом его надо округлить 35до ближайшего меньшего целого числа.За это же время диск 8 провернется тоже на Й шагов и будет запитыватьсоппо 19 в позицииР-югде 1 - порядковый номер сопла 19(1,2,3, о+1);Я: -- целое число оборотов диска фйь о+1 458, при получении дробнымчислом его округляют до ближайшего меньшего целогочисла.Таким образом определенному числу ун59 равляюших импульсов соответствует оцреаеленная комбинация позиций приемных сопел 19 и 20, в которых одновременно появляютсясигналы. Если выходной сигнал формировать комбинациями выходных сопел 19 и 20, в которых одновременно появляются пневматические сигналы, то количество возможных комбинаций определяется произведением и ( О + М - 1, а период повторяемости комбинаций сигналов равен( + 1).Каждой комбинации выходных сопел соответствует определенное время появления на их выходах сигналов, 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,Ъ,ао диск 8 поворачивается на 360 /й 7, +Я,о Т. о. при повороте дисков на шаг они получают относительное рассогласование, ;равное0 о э 0 Оо 2.7 2 Л,+2, Е(Ъ+Ц т,е, диск 8 за один шаг отстает отМодиска 2 на, +. При отработке К шагов диск 8 отстает от диска 2уоц%се +ИПри этом пружина 6 в процессе отработки К шагов дисками закручивается на К , Возвращение дисков 2 иарво8 в исходйое положение происходит при снятии давления питания из камер 26 и 28. При этом мембрана со штоком 23 переместится в крайнее нижнее положение, Йвуплечий выступ выходит из зацепления с зубьями дисков, Диск 2 под действием вращающего момента от ротационного двигателя 1 доворачивается до упора удлиненного зуба 4 в двуплечий упор 25 (фиг. 1). А диск 8 возвращается 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 ч, ко личество шагов диска 8 за один оборот равно й+ 1, а длительность импульса, то диапазон выдержек времени составляетф+ б 0 о 0+0 д, 736053где С - угол максимального смещения. упоров 5 и 7,Формула изобр ет енияДискретное реле времени, содержащее шаговый двигатель, соединенный с одним из роторов, выполненный в виде зубчатых дисков, размещенных между плитамис питающими и приемными сопламиэ узел управления, выполненный в виде позиционного мембранного привода, одна из камер которого соединена с генератором импульсов, а другая - с каналами установки дисков в исходное положение, на конце штока позиционного привода выполнены выступы для связи с дисками, отличающееся тем что, с целью расширения области примепения, зубчатые диски выполнены с различным количеством зубьев, размещены коаксиально в одной плоскости и кинематически соединены между собой упругимзвеном.0Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР326567, кл. б 06 Э 7/00, 1970.2. Сб. "Гидропривод и гндроавтоматика".9, 1973, с, 18 (прототип).