Диференціатор неелектричних сигналів

Реферат: Диференціатор неелектричних сигналів містить підсумовуючий механізм, спільний рухомий фланець сильфонів і вузол приймання вхідних сигналів. При цьому в ньому підсумовуючий механізм виконаний у вигляді другого сильфона, між яким і спільним рухомим фланцем додатково установлені нерухомий порожнистий фланець і проміжний сильфон, зв'язаний одним торцем із спільним рухомим фланцем, а протилежним торцем - з порожнистим фланцем, з'єднаним з одним торцем другого сильфона, другий рухомий фланець якого зв'язаний тягами із спільним рухомим фланцем сильфонів. Вузол приймання вхідних сигналів безпосередньо зв'язаний з другим і проміжним сильфонами через додатково установлені жорсткі гідролінії і порожнистий фланець. UA 113507 U (54) ДИФЕРЕНЦІАТОР НЕЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ UA 113507 U UA 113507 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Диференціатор належить до засобів автоматики і може бути використаний в механічних, гідравлічних і пневматичних установках систем автоматичного керування і регулювання. Відомий, найбільш близький за суттю і технічною реалізацією, пристрій для диференціювання сигналів містить два сильфони, з'єднані один з одним торцями рухомим фланцем і установлені в напрямній, вузол приймання вхідних сигналів, зв'язаний через дросель з першим сильфоном і через рухомий фланець з другим сильфоном за допомогою гнучкого шланга, другий торець другого сильфона з'єднаний з другим рухомим фланцем, підсумовуючий механізм виконаний у вигляді сильфона, розміщеного усередині другого сильфона в напрямній втулці і з'єднаного одним торцем з другим рухомим фланцем другого сильфона, а другим торцем із спільним рухомим фланцем сильфонів (див. Авторське свідоцтво СРСР № 746565). Однак, недоліком відомого пристрою є низька точність функціонування, спричинена нелінійностями, викликаними наявністю гнучкого шланга, і низький коефіцієнт підсилення підсумовуючого механізму по каналу введення складової переміщення вихідного сигналу, пропорційного швидкості змінювання вхідного сигналу, що обмежує область його застосування. Отже, відомий пристрій для диференціювання сигналів має низьку ефективність при використанні і обмежену область застосування. Тому, з метою підвищення ефективності використання і розширення області застосування пропонується удосконалення пристрою, суттєвими ознаками якого є те, що для підвищення точності його функціонування усунені нелінійності шляхом заміни гнучкого шланга жорсткими гідролініями, а коефіцієнт підсилення підсумовуючого механізму підвищується за рахунок жорсткого з'єднання другого рухомого фланця із спільним рухомим фланцем сильфонів. Для реалізації цього у відомому пристрої підсумовуючий механізм виконаний у вигляді другого сильфона, а між ним і спільним першим сильфоном додатково установлені нерухомий порожнистий фланець і проміжний сильфон. Останній одним торцем зв'язаний із спільним першим рухомим фланцем, а протилежним торцем - з порожнистим фланцем, з'єднаним з одним торцем другого сильфона, другий рухомий фланець якого зв'язаний жорсткими тягами із спільним рухомим фланцем сильфонів, а вузол приймання вхідних сигналів безпосередньо зв'язаний з другим і проміжним сильфонами через додатково установлені жорсткі гідролінії і порожнистий фланець. Таке технічне рішення забезпечить можливість вилученням гнучкого шланга усунути пов'язані з ним нелінійності і підвищити точність, а жорсткий зв'язок спільного рухомого фланця із другим фланцем, більшого ніж у відомого пристрою діаметра, в перехідних процесах буде змінювати об'єм виконавчих сильфонів на більшу величину, підвищуючи коефіцієнт підсилення підсумовуючого механізму. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого диференціатора неелектричних сигналів. Запропонований диференціатор містить вузол приймання вхідних сигналів із сильфоном 1 з рухомим фланцем 2 і нерухомим фланцем 3 з напрямною 4. Закрита порожнина сильфона 1 гідролінією 5 сполучається з перетворювачем сигналів, який складається з дроселя 6 голчастого типу, виконавчих сильфонів 7, 8, 9, з яких сильфон 7 одним торцем зв'язаний з нерухомим фланцем 10, а протилежним торцем - із спільним першим рухомим фланцем 11, до якого додатково приєднаний проміжний другий виконавчий сильфон 8, зв'язаний з нерухомим фланцем 12, з'єднаним з ним одним торцем сильфон 9, який другим торцем - з другим рухомим фланцем 13 підсумовуючого механізму. Рухомі фланці 11, 13 між собою зв'язані жорсткими тягами 14, 15. Фланці 11, 13 переміщуються в напрямній 16, а фланець 13 - в напрямній 17, усередині якої розміщений вихідний сильфон 18 з фланцем 19, з'єднаним з тягою 20, переміщення якої є вихідним сигналом диференціатора. Для повернення у вихідне положення тяги 20 і зменшення впливу механічного гістерезису матеріалу стінок сильфонів використана відновлювальна пружина 21. Робоча рідина надходить в перший сильфон 7 через дросель 6 і гідролінію 22, а в сильфони 8, 9 - безпосередньо від сильфона 1 через додаткові жорсткі гідролінії 23, 24. Працює запропонований диференціатор наступним чином. У випадку різкого (миттєвого) змінювання вхідного сигналу через наявність дроселя 6 тиск робочої рідини в сильфоні 7 наростає повільніше, ніж в сильфонах 8, 9. В результаті фланець 11 переміщається вправо і за собою переміщає фланець 13 сильфона 9, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини в сильфонах 8, 9. Фланець 19 сильфона 18, зв'язаний з тягою 20 вихідного сигналу, одержить при цьому додаткове переміщення. Внаслідок відбувається додавання двох переміщень, тобто вихідний сигнал диференціатора складається із переміщення, викликаного змінюванням вхідного сигналу (переміщення фланця 2 і збільшення через це тиску в сильфонах 8, 9) і переміщення, викликаного швидким змінюванням 1 UA 113507 U 5 10 15 вхідного сигналу (переміщення фланця 13, і додатковим збільшенням через це тиску в сильфонах 8, 9). У випадку різкого (миттєвого) звільнення рухомого фланця 2 сильфона 1 описаний диференціатор працює аналогічно з тією лише різницею, що вихідні переміщення направлені в протилежний бік. В цих випадках диференціатор буде працювати як підсилювальнодиференціююча динамічна ланка. У випадку, коли тиск робочої рідини в приймальному сильфоні 1 змінюється повільно, перепад тиску в сильфонах 7, 8, 9 практично відсутній. Рухомі фланці 11, 13, 19 переміщуються уліво з однаковою швидкістю. В результаті вихідна тяга 20 переміщається і далі передає сигнал на орган виконавчого механізму. В запропонованому диференціаторі підсумовування переміщень від змінювання вхідного сигналу, як у відомому пристрої, здійснюється гідравлічним способом, але з більшим коефіцієнтом підсилення складової вихідного переміщення, пропорціонального швидкості змінювання вхідного сигналу, що дає можливість вилучити необхідний для цього додатковий механізм підсилення в контурі вихідного сигналу і досягти певного економічного ефекту. При цьому підвищується точність функціонування диференціатора, значно спрощується конструкція, зменшуються його габаритні розміри і він стає більш компактним. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Диференціатор неелектричних сигналів, що містить підсумовуючий механізм, спільний рухомий фланець сильфонів і вузол приймання вхідних сигналів, який відрізняється тим, що в ньому підсумовуючий механізм виконаний у вигляді другого сильфона, між яким і спільним першим рухомим фланцем додатково установлені нерухомий порожнистий фланець і проміжний сильфон, зв'язаний одним торцем із спільним рухомим фланцем, а протилежним торцем - з порожнистим фланцем, з'єднаним з одним торцем другого сильфона, другий рухомий фланець якого зв'язаний тягами із спільним рухомим фланцем сильфонів, а вузол приймання вхідних сигналів безпосередньо зв'язаний з другим і проміжним сильфонами через додатково установлені жорсткі гідролінії і порожнистий фланець. 2 UA 113507 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3