Диференціатор коливальних сигналів систем автоматики

Реферат: Диференціатор коливальних сигналів систем автоматики, причому він містить порожнистий циліндричний корпус, з торцевими кришкою на вході і фланцем на виході, між якими послідовно розміщені гідравлічні гасник коливань, перетворювач погашених коливань вхідних сигналів з підсумовувачем вихідних сигналів, причому гасник включає, прохідний через кришку шток вхідних сигналів із закріпленими на ньому першими з осьовими, для перепуску робочої рідини, каліброваними отворами і другими рухомими поршнями, між якими установлений перший нерухомий поршень з осьовим отвором для проходження штока, а перетворювач з підсумовувачем сигналів містить другий нерухомий поршень з постійним дроселем і третій рухомий поршень, жорсткими тягами зв'язаний з четвертим рухомим поршнем, який переміщується по напрямній, з'єднаній з фланцем і п'ятий виконавчий поршень підсумовувача з вихідним штоком і взаємодіючий з одним торцем відновлювальної пружини, другий торець якої - із фланцем, причому штокові порожнини гасника між собою сполучені через калібровані отвори першого рухомого поршня, порожнина між другим рухомим і другим нерухомим поршнями сполучена з порожниною між другим нерухомим і третім рухомим поршнями через постійний дросель, а з порожниною між третім, четвертим і п'ятим виконавчим рухомими поршнями через гідролінії - безпосередньо, при цьому порожнини між першим нерухомим і другим рухомим поршнями, а також між четвертим рухомим поршнем і фланцем через отвори в корпусі і фланці сполучені з атмосферою. UA 120392 U (54) ДИФЕРЕНЦІАТОР КОЛИВАЛЬНИХ СИГНАЛІВ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ UA 120392 U UA 120392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Диференціатор належить до елементів гідроавтоматики і зокрема до корегуючих динамічних ланок систем автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК) для підвищення їх точності функціонування в умовах різкоперемінних, діючих на об'єкти, вхідних коливальних сигналів. Із літературних джерел не відомі диференціатори з функціональними можливостями послідовного гасіння коливальних вхідних сигналів з подальшим їх диференціюванням. Однак, відсутність таких диференціаторів значно погіршує точність формування виконавчих сигналів, з погіршенням точності функціонування CAP і САК, викликаючи можливі в них резонансні коливання, а також інші відхилення параметрів перехідних процесів, що знижує ефективність використання і обмежує область їх застосування. Отже, відсутність диференціаторів з гасниками коливальних вхідних сигналів і генерування в них коливальних вихідних сигналів, значно понижує точність функціонування і ефективність використання не обладнаних ними CAP і САК об'єктів різних галузей гідроавтоматики, а також обмежує область їх застосування. У зв'язку з цим в основу заявленої корисної моделі поставлено задачу підвищити точність функціонування CAP І САК, підвищити ефективність використання і розширити область їх застосування. Для вирішення поставленої задачі пропонується технічне рішення, суттєві ознаки якого полягають в тому, що коливання вхідних сигналів спочатку гасяться, далі гідравлічно диференціюються і підсумовуються, формуючи результативний вихідний сигнал, пропорційний змінюванню вхідного сигналу і швидкості (першій похідній) його змінювання. Поставлена задача вирішується шляхом виконання диференціатора у вигляді порожнистого циліндричного корпуса, обмеженого торцевими на вході кришкою, а на виході фланцем, між якими послідовно розміщені гасник коливань, перетворювач погашених коливань вхідних сигналів з підсумовувачем вихідних сигналів. Гасник включає, прохідний через кришку, шток вхідних сигналів із закріпленими на ньому першими з осьовими для перепуску робочої рідини каліброваними отворами і другими рухомими поршнями, а також установлений між ними перший нерухомий поршень з осьовим, для проходження штока, отвором. Перетворювач містить другий нерухомий поршень з постійним дроселем, третій рухомий поршень, зв'язаний жорсткими тягами з четвертим рухомим поршнем, який переміщується по напрямній, з'єднаній з фланцем корпуса. Підсумовуючий механізм виконаний у вигляді п'ятого виконавчого рухомого поршня з вихідним штоком, взаємодіючого з одним торцем відновлювальної пружини, другий торець якої – із фланцем. Штокові порожнини гасника між собою сполучені через калібровані перепускні отвори першого рухомого поршня, порожнина між другим рухомим і другим нерухомим поршнями сполучена з порожниною між другим нерухомим і третім рухомим поршнями - через постійний дросель, у другому нерухомому поршні, а з порожниною між третім, четвертим і п'ятим рухомими поршнями через додаткові гідролінії - безпосередньо. Порожнини між першим нерухомим і другим рухомим поршнями, а також між четвертим рухомим поршнем і фланцем через отвори в корпусі і фланці сполучені з атмосферою. Таке технічне рішення дасть можливість на виході запропонованого гідравлічного диференціатора формувати вихідні сигнали без коливань з додатковою складовою, пропорційною швидкості (першій похідній) від змінювання вхідних сигналів, насичених коливаннями. Це розширить динамічні можливості запропонованого диференціатора, як корегуючої динамічної ланки, при послідовному залученні якої в CAP або САК підвищить точність функціонування останніх, а також ефективність використання обладнаних ними об'єктів різних галузей народного господарства, що розширить область його застосування. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого диференціатора коливальних сигналів систем автоматики. Диференціатор містить порожнистий, циліндричний корпус 1 з торцевими кришкою 2 на вході і фланцем 3 на виході, між якими всередині розміщені гасник 4 коливальних вхідних сигналів, перетворювач 5 погашених коливань вхідних сигналів з підсумовувачем вихідних сигналів. Гасник включає прохідний через кришку 2 шток 6 вхідних сигналів із закріпленими на ньому першим рухомим поршнем 7 з осьовими перепускними для робочої рідини каліброваними отворами 8 і другим рухомим поршнем 9, між якими установлений перший нерухомий поршень 10 з осьовим, для проходження штока, отвором. Перетворювач 5 погашених коливальних вхідних сигналів містить другий нерухомий поршень 11 з постійним дроселем 12, третій рухомий поршень 13, жорсткими тягами 14,15 зв'язаний з четвертим рухомим поршнем 16, який переміщується по напрямній 17, з'єднаній з фланцем 3 і п'ятий виконавчий поршень 18 підсумовувача з вихідним штоком 19, взаємодіючим з одним торцем відновлювальної пружини 20, другий торець якої - із фланцем 3. 1 UA 120392 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Штокові порожнини "І", "ІІ" гасника 4 між кришкою 2, першим рухомим 7 і першим нерухомим 10 поршнями сполучені між собою через калібровані отвори 8, порожнина "IV", між другим рухомим 9 і другим нерухомим 11 поршнями, сполучена з порожниною "V" між другим нерухомим 11 і третім рухомим 13 поршнями - через постійний дросель 12, а з порожниною "VI" між третім 13, четвертим 16 і п'ятим 18 рухомими поршнями через додаткові гідролінії 21,22 безпосередньо. Порожнина "III" між першим нерухомим 10 і другим рухомим 9 поршнями, а також порожнина "VII" між четвертим рухомим поршнем 16 і фланцем 3 через отвори в корпусі 1 і фланці 3 сполучені з атмосферою. Герметичність в з'єднаннях третій рухомий поршень 13 - гідролінії 21,22 забезпечується гофрованими чохлами 23,24. Працює диференціатор коливальних сигналів систем гідроавтоматики наступним чином. У випадку різкого зростання насиченого коливаннями вхідного сигналу, переміщення штока 6 і зв'язаного з ним поршня 7, в результаті перетікання робочої рідини через калібровані отвори 8 із порожнини "її" в порожнину "І" і навпаки коливання будуть гаситися І тиск, створюваний поршнем 9, на виході гасника 4 різко зростатиме в порожнині "IV", звідки робоча рідина гідролініями 21,22 і через постійний дросель 12 поступатиме у порожнини "V","VI". Однак, через наявність дроселя 12, тиск в порожнині "V" буде наростати повільніше, ніж у порожнині "VI". В результаті рухомий поршень 13 переміститься праворуч і через тяги 14, 15 перемістить за собою четвертий рухомий поршень 16, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини в порожнині "VI", викликаний переміщенням поршня 13. При цьому виконавчий поршень 18, зв'язаний зі штоком 19 вихідного сигналу, одержить додаткове без коливань переміщення, внаслідок чого буде додаватися два переміщення, тобто вихідний сингал диференціатора з погашеними коливаннями, від різкої дії вхідного насиченого коливаннями сигналу буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням вхідного сигналу (збільшенням тиску робочої рідини в порожнині "IV") і переміщення, викликаного підвищенням швидкості (обумовленою різними швидкостями руху поршнів 13,18) змінювання вхідного сигналу і додаткового через те тиску в порожнині "VI". При різкому зменшенні насиченого коливаннями вхідного сигналу, описаний диференціатор працюватиме аналогічно, але тільки з тією різницею, що вихідні переміщення рухомих поршнів і зв'язаних з ними деталей, а також напрямки руху робочої рідини, будуть направлені в протилежний бік. В цих випадках запропонований диференціатор буде працювати як підсилювальна диференціююча (ПД) динамічна ланка, забезпечуючи п'ятому поршню 18 і вихідному штоку, зв'язаному з виконавчим органом CAP або САК, переміщення, пропорційне змінюванню вхідного сигналу і швидкості (першій похідній) його змінювання. У випадку повільного змінювання вхідного сигналу (переміщення вхідного штока 6) тиск робочої рідини в порожнинах гасника буде змінюватися повільно і перепад тисків в порожнинах "IV","V","VІ" практично буде відсутній, а поршні 7,9,13,16,18 будуть переміщатися з однаковою швидкістю. В результаті цього вихідний шток 19 буде переміщатися і передавати вихідний сигнал на виконавчий орган CAP або САК, викликаний тільки змінюванням вхідного сигналу. В даному випадку запропонований диференціатор буде працювати як підсилювальна (П) динамічна ланка. Таким чином, запропонований диференціатор коливальних сигналів має розширені функціональні можливості і являє собою ПД динамічну ланку. Застосування диференціатора дасть можливість підвищити динамічні показники, усунути резонансні коливання, зменшити час і максимальні відхилення параметрів перехідних процесів і тим самим підвищити точність функціонування CAP і САК завдяки погашенню коливань і підсиленню вхідних сигналів, а також формуванню за швидкістю похідної від його змінювання з одночасним їх гідравлічним підсилюванням і підсумовуванням, що сприятиме розширенню області застосування CAP і САК, обладнаних запропонованим диференціатором, в різних галузях гідроавтоматики, працюючих в умовах різкоперемінних, насичених коливаннями вхідних сигналів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 Диференціатор коливальних сигналів систем автоматики, який відрізняється тим, що він містить порожнистий циліндричний корпус, з торцевими кришкою на вході і фланцем на виході, між якими послідовно розміщені гідравлічні гасник коливань, перетворювач погашених коливань вхідних сигналів з підсумовувачем вихідних сигналів, причому гасник включає прохідний через кришку шток вхідних сигналів із закріпленими на ньому першими з осьовими, для перепуску робочої рідини, каліброваними отворами і другими рухомими поршнями, між якими 2 UA 120392 U 5 10 установлений перший нерухомий поршень з осьовим отвором для проходження штока, а перетворювач з підсумовувачем сигналів містить другий нерухомий поршень з постійним дроселем і третій рухомий поршень, жорсткими тягами зв'язаний з четвертим рухомим поршнем, який переміщується по напрямній, з'єднаній з фланцем, і п'ятий виконавчий поршень підсумовувача з вихідним штоком і взаємодіючий з одним торцем відновлювальної пружини, другий торець якої - із фланцем, причому штокові порожнини гасника між собою сполучені через калібровані отвори першого рухомого поршня, порожнина між другим рухомим і другим нерухомим поршнями сполучена з порожниною між другим нерухомим і третім рухомим поршнями через постійний дросель, а з порожниною між третім, четвертим і п'ятим виконавчим рухомими поршнями через гідролінії - безпосередньо, при цьому порожнини між першим нерухомим і другим рухомим поршнями, а також між четвертим рухомим поршнем і фланцем через отвори в корпусі і фланці сполучені з атмосферою. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3