Пневматическое устройство для ускорения передачи дискретных сигналов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ав Ядав 3 2 9 з 5 р С 08 С 2 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСН ВИДЕТЕПЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИ(ф 72) В.А.Павлюченко и Ю.Н.Потепалов (71) Государственный всесоюзный цент. ральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт комплексной автоматизации (53) 621.525(088.8)(56) 1. Эйгенброт В.М. Пневматические устройства телемеханики, М "Энергия", 1975, с.15, рис.11 а.2. Фрейдгейм Л.И., Шахнович А.В. Пути повышения пропускной способности пневматических каналов связи.(54)(57) 1. ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ УСКОРЕНИЯ ПЕРЕДАЧИ ДИСКРЕТНЫХ СИГНАЛОВ, содержащее передающий иприемный элементы, линию связи, конецкоторой подключен к входу приемногоэлемента, импульсаторы набора и сброса давления, входы которых подключены к выходу передающего элемента, иисточник питания, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью упрощенияустройства, в нем в линии связи,соединенной с источником питания, установлены последовательно включенныепервый дроссель, ограничитель нижнего уровня давления и ограничительверхнего уровня давления, причемвыходы импульсаторов набора и сбросадавления соединены с линией связипосле ограничителя верхнего уровнядавления, а канал управления ограничителя нижнего уровня давления соединен с выходом передающего элемента.1126994 2, Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что ограничитель верхнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одно- мембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, а сопло и глухая камера сообщены с атмосферой.3. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что ограничитель нижнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, проточная камера которого подключена к линии связи, сопло сообщено с атмосферой, а глухая камера - с каналом управления ограничителя. 2нуля до уровня его срабатывания,элемент включается, выходной сигналоткрывает управляемый клапан и линиясвязи сообщается с атмосферной черездроссель. Благодаря этому давлениена входе приемного элемента прекращает нарастать и устанавливается несколько выше уровня его срабатывания,При передаче нулевого дискретного 10 сигнала давление в линии связи уменьшается, включаются приемный элементи управляемый клапан и устройствовозвращается в исходное состояние.Уменьшение времени выполнения команд 15 приемным элементом достигается засчет сокращения времени отпусканияприемного элемента при падении дав. -ления в линии связи от какого-либо 2 О установившегося значения до его поро 4. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что импульсатор набора давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, сопло которого подключено к выходу ищульсатора, а проточная камера соединена с входом импульса- тора и через первый регулируемый дроссель - с глухой камерой данного одномембранного элемента.5. Устройство по п.1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что импульсатор сброса давления выполнен в виде Изобретение относится к пневматическим устройствам, обеспечивающимускоренную передачу дискретных сигналов по линии связи,и может быть использовано в различных системах пн вмоавтоматики,Известно пневматическое устройствсдля ускорения передачи дискретныхсигналов, которое содержит приемный элемент, включенный в концелинии связи, и управляемый клапан, квыходу которого подключен дроссель,связанный с атмосферой. Вход управляемого клапана соединен с, входом приемного элемента, а управляющий вход -с его выходом.При передаче единичного дискретного сигнала по линии связи давление навходе приемного элемента нарастает от нормально открытого одномембранногоэлемента, сопло которого соединено свыходом импульсатора, глухая камера -с входом нмпульсатора, а проточнаякамера через последовательно включенные емкость и второй регулируемыйдроссель сообщена с атмосферой.6. Устройство по п,4, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия путем сокра,щения подготовительного времени припереключениях, в нем установлен первый дополнительный нормально открытьйодномембранный элемент, сопло которого подключено к глухой камере одномембранного элемента импульсатора набора давления, проточная камера связана с атмосферой, а глухая - с выходом передающего элемента.7. Устройство по п,5, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства путемсокращения подготовительного временипри переключениях, в нем установленвторой дополнительный нормально открытый одномембранный элемент, соплокоторого соединено с линией связи,проточная камера - с атмосферой, аглухая камера - с входом импульсатора сброса давленияи через второйдроссель - с каналом питания,3 ,1 1269га отпускания по сравнению с падением давления от давления питания допорога отпускания, т.е. благодаря ог.раничению верхнего уровня давлениядискретного сигнала в линии связи 1 1. 5Однако известное устройство обеспечивает ускорение передачи лишь нулевого дискретного сигнала, а времяпередачи единичного сигнала оказывается достаточно длительным (особенно 10при высоком пороге срабатывания приемного элемента), что не позволяетполучить удовлетворительное суммарное время передачи команды по линиисвязи,. 15Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому эффекту являет я пневматическоеустройство для ускорения передачидискретных сигналов по линии связи,которое содержит передающий и приемный элементы, линию связи, задатчики установившихся значений давления,импульсаторы, формирующие предельныедавления, элементы ИЛИ и пневмоэлементы-клапаны, осуществляющие подключение задатчиков и импульсаторов клинии связи в требуемые моменты времени, Один из задатчиков настроен надавление несколько ниже порога сраба-З 0тывания приемного элемента, другой -несколько выше порога отпускания приемного элемента 2 3,Недостатком указанного устройстваявляется большое количество пневмо 35элементов, что усложняет конструкциюи снижает его надежность. 94 На фиг.1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - то же, вариант с дополнительными одно- мембранными элементами.Устройство (фиг.1) содержит передающий элемент 1, представляющий соЦель изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем,40 что в пневматическом устройстве для ускорения передачи дискретных сигналов, содержащем передающий и приемный элементы, линию связи, конец которой подключен к входу приемного 45 элемента, импульсаторы набора и сброса давления, входы которых подключены к выходу передающего элемента, и источник питания, в линии связи, соединенной с источником питания, 50 установлены последовательно включенные первый дроссель, ограничитель нижнего уровня давления и ограничи-в тель верхнего уровня давления, причем выходы импульсаторов набора и 55 сброса давления соединены с линией связи после ограничителя верхнего уровня давления, а канал управления ограничителя нижнего уровня давлениясоединен с выходом передающего элемента,Ограничитель верхнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента,проточная камера которого подключенак линии связи, а сопло и глухая камера сообщены с атмосферой,Ограничитель нижнего уровня давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента,проточная камера которого подключенак линии связи, сопло сообщено с атмосферой, а глухая камера - с каналом управления ограничителя.Импульсатор набора давления выполнен в виде нормально закрытого одномембранного элемента, сопло которогоподключено к выходу импульсатора, апроточная камера соединена с входомимпульсатора и через первый регулируемый дроссель - с глухой камеройданного одномембранного элемента.Импульсатор сброса давления выполнен в виде нормально открытого одномембранного элемента, сопло которогосоединено с выходом импульсатора,глухая камера - с входом импульсатора, а проточная камера через последо.вательно включенные емкость и второйрегулируемый дроссель сообщена сатмосферой.Кроме того, с целью повышениябыстродействия путем сокращения подготовительного времени при переключениях, в устройстве установлен первый дополнительный нормально открытыйодномембранный элемент, сопло которого подключено к глухой камере одномембранного элемента импульсаторанабора давления, проточная камерасвязана с атмосферой, а глухая - свыходом передающего элемента.В устройстве установлен второйдополнительный нормально открытый одномембранный элемент, сопло которогосоединено с линией связи, Проточнаякамера - с атмосферой, а глухая камера - с входом импульсатора сбросадавления и через второй дроссель - сканалом питания.бой трехмембранное реие с проточной камерой, выход которого соединен с глухой камерой ограничителя 2 нижнего уровня давления в линии 3 связи, выполненного в вкде нормально закры того одномембранного элемента, сопло которого связано с атмосферой.Выход передающего элем"нта 1 через первый регулируемый дроссель 4 свя 1 О зан с глухой камерои нормально закрытого одномембранного элемента 5 и с глухой камерой нормально открытого одномембранного элемента 6, к проточ ной камере которого подсоединены емкость 7 и второй регулируемый дрос - сель 8, связанный с атмосферой, Одномембранный элемент 5 и регулируемый дроссель 4 образуют импульсатор 9 набора давления, а одномембранный элемент 6 и емкость 7 с регулируемым дросселем 8 - импульсатор 10 сброса.давления, Линия 3 связи соединена с входом приемного элемента 11, включенного по схеме "Да", выходами импульсаторов с соплами одномембранных 5 элементов 5 и 6, с проточной камерой ограничителя 12 верхнего уровня давления, представляющего собой нормаль но закрытый одномембранный элемент, сопло и глухая камера которого сооб- ЗО щены с атмосферой,проточной камерой ограничителя 2 и через первый дроссель 13 - с источником 14 питания.Устройство включает также первый 15 и второй 16 нормально открытые дополнительные одномембранные элементы и второй дроссель 17.Устройство работает следующим образом.40В исходном состоянии воздух от источника 14 питания через дроссель 13 заполняет линию 3 связи и через открытый одномембранный элемент 6 емкость 7 до давления несколько ни 45 же порога отпускания приемного одно- мембранного элемента 11, которое обеспечивается соответствующим выбором пружины управляемого ограничителя 2 нижнего уровня давления.При этом излишки воздуха сбрасываются из линии 3 связи в атмосферу через регулируемый дроссель 8 и сопло управляемого ограничителя 2 нижнего уровня давления.55При подаче входного сигнала включается передающий элемент 1, его выходной сигнал закрывает управляемый ограничитель 2 нижнего уровня и давление в линии связи начинает нарастать, а также закрывает одномембранный элемент 6 импульсатора 10 и воздух иэ емкости 7 через регулируемый дроссель 8 сбрасывается в атмосферуОдновременно выходной сигна передающего элемента 1, амплитуда которого равна давлению питания, поступает через проточную камеру и сопло одно- мембранного элемента 5 импульсатора 9 набора давления в линию 3 связи и через регулируемый дроссель 4 - в глухую камеру одномембранного элемента 5, тем самым закрывая его и Формируя импульс давления в линии 3 связи. При этом давление в ней скачкообразно (обеспечивается импульса- тором 9 набора давления) возрастает до уровня несколько выше порога срабатывания приемного одномембранного элемента 11, который обеспечивается соответствующим выбором пружины ограничителя 12 верхнего уровня давления, вызывая включение приемного одномемб раиного элемента 11, формирующего выходной сигнал устройства, и далее излишки воздуха сбрасываются из линии 3 связи в атмосферу через сопло ограничителя 12 верхнего уровня давления.При снятии входного сигнала передающий элемент 1 отключается и одновременно открываются ограничитель 2 нижнего уровня давления и одномембранный элемент 6 импульсатора 10 сброса давления. Давление в линии 3 связи скачкообразно падает, заполняя емкость 7 через сопло и проточную камеру одномембранного элемента 6, и устанавливается на уровне несколько ниже порога отпускания приемного одномембранного элемента 11, который в свою очередь выключается, и выходной сигнал устройства исчезает. Таким образом, при передаче единичного и нулевого сигналов давление в линии 3 связи изменяется в пределах порога отпускания и .срабатывания приемного одномембранного элемента 11 (обеспечивается управляемым ограничителем 2 нижнего уровня давления и ограничителем 12 верхнего уровня давления) скачкообразно (обеспечивается импульсаторами 9 набора и 10 сброса давления), что обусловливает ускоренную передачу командного сигнала по .пинии 3 связи.7 11269Установленные в устройстве регулируемый дроссель 4 и емкость 7 с регулируемым дросселем 8 позволяют настраивать длительность и амплитуду импульсов набора и сброса давления, вы рабатываемых импульсаторами 9 набора и 10 сброса давления, с целью оптимизации переходных процессов в линии 3 связи при изменении ее параметров (длины, диаметра, и т.п.), что так же спосббствует ускорению прохождения сигнала по линии связи. Благодаря применению в устройстве приемного одномембранного элемента 11,15 имеющего меньший гистерезис по сравнению с элементами УСЭППА, возможно сужение диапазона изменения давления в линии 3 связи, что позволяет несколько сократить время прохождения20 сигнала по ней, а также упростить алгоритм управления приемным одномембранным элементом 11, что приводит к уменьшению количества элементов,входящих в устройство.В устройство по второму варианту (фиг.2) дополнительно введены нормаль. но открытый одномембранный элемент 15, сопло которого соединено с глухой камерой одномембранного элемента 5,30 проточная камера сообщена с атмосферой, а глухая подключена к выходу передающего элемента 1, и нормально открытый одномембранньй элемент 16, сопло которого подключено к линии 3 связи, проточная камера сообщена с атмосферой, а глухая соединена с соплом одномембранного элемента 6 и через дроссель 17 - с источником питания.В исходном состоянии одномембран ный элемент 15 открыт, сообщая глухую камеру одномембранного элемента 5 с атмосферой, а одномембранный элемент 16 закрыт давлением, уровень которого определяется параметрами дроссельного делителя, образованного дросселями 17 и 18. Состояние остальных элементов и всего устройства в целом аналогично вышеописанному. Излишки воздуха из линии 3 связи сбра сываются в атмосферу через управляемый ограничитель 2 нижнего уровня давления.При подаче входного сигнала срабатывает передающий элемент 1 и его выходной сигнал закрывает одномембранные элементы 15 и 6. При этом отсека- ется от атмосферы глухая камера од" 94 8номембранного элемента 15 и становится возможной работа импульсатора 9 набора давления в линии 3 связи, а закрытие оцномембранного элемента 6 приводит к тому, что давление в глухой камере одномембранного элемента 16 увеличивается до давления питания и он остается закрытым, а воздух из емкости 7 сбрасывается в атмосферу через регулируемый дроссель 8. В остальном устройство работает аналогично вышеописанному.При снятии входного сигнала выключается передающий элемент 1, открывается одномембранный элемент 15 и воздух из глухой камеры одномембранного элемента 5 сбрасывается в атмосферу. Одновременно открывается одномембранный элемент 6, подключая глухую камеру одномембранного элемента 16 к разреженной емкости 7, При этом давление в глухой камере одно- мембранного элемента 16 резко падает и он открывается, сообщая линию 3 связи с атмосферой. В следующий момент времени давление в емкости 7 и в глухой камере одномембранного элемента 16 увеличивается до уровня, определяемого параметрами дросселей 17 и 8, и он закрывается. Устройство возвращается в исходное состояние.При подаче очередного входного сигнала описанный цикл повторяется. Подключение к устройству дополнительного одномембранного элемента 15 позволяет осуществить быструю разгрузку глухой камеры одномембранного элемента 5 импульсатора 9 набора давления после включения передающего элемента 1. Одномембранный элемент 16 - более крутой фронт сброса давления из линии 3 связи, так как в этом варианте емкость 7 нагружена практически лишь глухой камерой одномембранного элемента 16, имеющей значительно меньший объем по сравнению с объемом линии 3 связи, и осуществляется более быстрое опорожнение емкос" ти 7, которая может быть выбрана существенно меньшего объема. Таким образом, одномембранный элемент 15 обеспечивает быструю подготовку устройства для передачи единичной посылки, а одномембранный элемент 16- нулевой, что повышает быстродействие всего устройства в целом.1126994 10ройстве, и замены элементнойбазы УСЭППА на более дешевуюодномембранную технику НЭМП -30. Технико-экономический эффект по сравнению с базовым объектом достигается за счет уменьшения количества пневмоэлементов , входящих в устСоставитель Б.ШевченкоРедактор И.Рыбченко Техред И.Асталош Корректор Г.Решетник 744/39Тираж 568 П ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская нгб., дписное Заказ 8 илиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.ПроектнаяФ