Диференціатор потужних вихідних сигналів

Реферат: Диференціатор потужних вихідних сигналів містить підсумовуючі важелі, вузол приймання вхідних сигналів з порожниною, виконаною у вигляді сильфона, фланець, вимірювачі регульованого параметра з тягою, порожнину вузла приймання вхідних сигналів, перетворювач, діафрагми, циліндричні втулки перетворювача та шток. UA 73478 U (54) ДИФЕРЕНЦІАТОР ПОТУЖНИХ ВИХІДНИХ СИГНАЛІВ UA 73478 U UA 73478 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів автоматики і може бути використана в механічних, гідравлічних, пневматичних і комбінованих установках систем автоматичного регулювання (CAP) і систем автоматичного керування (САК) різних за призначенням і формуючих, для покращення динамічних показників, вихідні сигнали пропорціональні відхиленню як регулюючого (керуючого) параметра, так і збуруючого діяння. Відомий гідравлічний пристрій для диференціювання сигналів містить підсумовуючий важіль, вузол приймання вхідних сигналів з порожниною виконаною у вигляді сильфона, з'єднаною через дросель з порожниною у вигляді першого сильфона перетворювача і безпосередньо гнучкою гідролінією з порожниною другого сильфона, жорстко з'єднаного з першим сильфоном через фланець, зв'язаний двоплечою тягою з одним із кінців підсумовуючого важеля, а сильфони перетворювача і вузла приймання вхідних сигналів розміщені в циліндричних напрямних втулках, жорстко зв'язаних з нерухомими фланцями, другий сильфон перетворювача через рухомий фланець з'єднаний з середньою точкою підсумовуючого важеля (див. авторське свідоцтво СРСР №469973). Однак, недоліком його є складна конструкція і виготовлення сильфонів, особливо великих діаметрів при необхідності формування потужних вихідних сигналів, а також понижена точність функціонування, обумовлена нелінійностями, спричиненими деформацією, тертям і місцевим опором наявної гнучкої гідролінії при передачі великих тисків робочої рідини і при великих переміщеннях, зв'язаного з нею рухомого фланця. Крім цього, пристрій має обмежені функціональні можливості, оскільки диференціює сигнали пропорційні тільки зміні одного регульованого параметра, що обмежує область його застосування в CAP і САК неелектричного типу. Таким чином, відомий диференціатор складний за конструкцією та у виготовленні, має низьку точність функціонування та обмежену область застосування. В основу корисної моделі поставлено задачу спростити конструкцію і виготовлення диференціатора, підвищити точність функціонування і розширити область його застосування. Поставлена задача вирішується тим, що порожнини вузла приймання вхідних сигналів і перетворювача, які сполучені через дросель, виконані у вигляді нерухомих фланців, першої і другої циліндричних втулок, першої і другої діафрагм, а порожнина вузла приймання, що сполучена безпосередньо і через жорстку гідролінію, з порожниною перетворювача, виконаною у вигляді третьої нерухомої циліндричної втулки, третьої і четвертої діафрагм. Тяга виконана триплечою, одне плече якої з'єднане з другою, друге плече - з третьою діафрагмою, а третє плече проходить крізь діаметральний отвір у додатково встановленому фланці, що жорстко з'єднує другу і третю нерухомі циліндричні втулки перетворювача, і зв'язане з одним із кінців першого підсумовуючого важеля, а четверта діафрагма через додатково встановлений шток, з'єднана з його середньою точкою. Додатково встановлений другий підсумовуючий важіль і тяга, з'єднана із першою діафрагмою вузла приймання вхідних сигналів і середньою точкою підсумовуючою важеля, один кінець якого тягою зв'язаний з вимірювачем регульованого параметра, а другий кінець тягою з вимірювачем діючого збурення. Такий диференціатор простіший за конструкцією та у виготовленні, а наявність третьої нерухомої циліндричної втулки дає можливість з'єднувати її з вузлом приймання вхідних сигналів, замість гнучкої, жорсткою гідролінією, чим позбавляються похибки в роботі як перетворювача, так і диференціатора в цілому, спричинені деформацією гнучкої гідролінії при збільшенні в ньому тиску, а також опором при переміщенні її одного кінця. Крім цього, точність підвищиться за рахунок позбавлення сил тертя між рухомими фланцями сильфонів перетворювача і циліндричною напрямною, а також підвищить точність за рахунок залучення додаткового другого підсумовуючого важеля, що дасть можливість одночасно і незалежно диференціювати два регулюючих сигнали: - перший, пропорційний відхиленню регульованого параметра і другий, пропорційний збуруючому діянню, що обумовлює його відхилення. Збільшити зусилля вихідного сигналу у запропонованому диференціаторі можна шляхом підвищення тиску робочої рідини в його порожнинах або збільшенням діаметра діафрагм, виготовлення яких с значно простішим, ніж сильфонів. Додаткове залучення другого підсумовуючого важеля розширить функціональні можливості, тобто одним диференціатором диференціювати два незалежних сигнали і тим самим підвищити точність роботи CAP і САК і ще додатково спростити конструкцію вилученням необхідного для цього другого диференціатора. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого диференціатора. Диференціатор потужних вихідних сигналів містить вузол приймання вхідних сигналів з порожниною, утвореною першою нерухомою циліндричною втулкою 1, нерухомим фланцем 2 і 1 UA 73478 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 першою діафрагмою 3, з'єднаною з тягою 4 і середньою точкою другого підсумовуючого важеля 5, один кінець якого зв'язаний з тягою 6 передачі сигналу за відхиленням регульованого параметра, а другий кінець - з тягою 7 передачі сигналу за збуруючим діянням. Діафрагма 3 притиснена болтами до втулки 1 кришкою 8. Закрита порожнина вузла приймання вхідних сигналів спільною гідролінією 9 сполучається з порожнинами перетворювача, який складається з дроселя 10 і двох порожнин. Перша порожнина утворена другою нерухомою циліндричною втулкою 11, фланцем 12 і другою діафрагмою 13, а друга порожнина третьою нерухомою циліндричною втулкою 14, четвертою і третьою діафрагмами 15, 16. Діафрагми 13, 16 притиснені до втулок 11, 14 через болти додатковим спільним фланцем 17 з повздовжнім діаметральним отвором, а діафрагма 15 до втулки 14 - кришкою 18. Діафрагма 13 через шайби 19, 20, а діафрагма 16 через шайби 21, 22 з'єднані відповідно з одним і другим плечами триплечої тяги 23, а третім плечем зв'язана з одним із кінців першого підсумовуючого важеля 24, яке проходить крізь повздовжній діаметральний отвір спільного фланця 17. Четверта діафрагма 15 через шайби 25, 26 з'єднана з додатково установленим штоком 27, зв'язаним із середньою точкою першого підсумовуючого важеля 24. Для повернення важеля 24 у вихідне вертикальне положення в усталеному режимі та утримання його використана пружина 28. Робоча рідина надходить із порожнини вузла приймання вхідних сигналів в першу порожнину перетворювача через голчастий дросель 10 і жорстку гідролінію 29, а в другу порожнину - безпосередньо через жорстку гідролінію 30. Другий кінець підсумовуючого важеля 24 зв'язаний з вихідною тягою 31. Працює запропонований диференціатор наступним чином. При різкому зростанні вхідного сигналу від переміщення тяги 6, по каналу компенсації відхилення регульованого параметра, тиск робочої рідини в порожнині вузла приймання вхідних сигналів теж різко зросте. Але через наявність дроселя 10 тиск у першій порожнині перетворювача буде зростати повільніше, ніж у другій його порожнині, внаслідок цього діафрагми 13, 16 будуть переміщатись вправо, переміщуючи з собою нижній кінець першого підсумовуючого важеля 24, створюючи цим додаткове переміщення його верхньому кінцю. Діафрагма 15. з'єднана штоком 27 з підсумовуючим важелем 24 в середній його частині, буде переміщатися вліво і тим самим ще перемістить вихідну тягу 31. Отже, на важелі 24 будуть додаватися два переміщення, тобто вихід запропонованого диференціатора буде складатися з переміщення, викликаного зростанням відхилення регульованого параметра і пропорційно йому вхідного сигналу, і переміщення, викликаного швидкістю його зростання. У випадку різкого зменшення відхилення регульованого параметра і різкого переміщення тяги 6, через підсумовуючий важіль 5, з діафрагмою 3 вправо, описаний диференціатор працюватиме аналогічно, але його рухомі деталі будуть вже переміщатися у зворотній бік. На цих режимах запропонований диференціатор працює як підсилювально-диференціююча динамічна ланка. При повільному змінюванні відхилення регульованого параметра, а отже, вхідного сигналу і тиску робочої рідини у приймальній порожнині перепад тисків у першій і другій порожнинах підсилювача практично буде відсутній. Діафрагми 13, 16, 15 переміщатимуться з однаковою швидкістю, а разом з ними і підсумовуючий важіль 24, не змінюючи свого кута нахилу, передаватиме далі сигнал через вихідну тягу 31 на орган виконавчого механізму. При цьому вихід диференціатора буде складатися лише з переміщення, викликаного змінюванням відхилення регульованого параметра і пропорціонально йому вхідного сигналу. В цьому випадку диференціатор працюватиме як підсилювальна динамічна ланка. У випадку дії через тягу 7 і підсумовуючий важіль 5 на тягу 4 вхідних сигналів по каналу компенсації збуруючого діяння, а також при одночасній їх дії по обох каналах, запропонований диференціатор працюватиме аналогічно. Використання запропонованого диференціатора, у порівнянні з відомим, дасть можливість спростити конструкцію, зменшити працезатрати на виготовлення і його вартість, підвищити функціональні можливості і точність за рахунок технічної реалізації комбінованого регулювання за принципами компенсації відхилення регульованого параметра і компенсації збуруючого діяння, а також за рахунок заміни сильфонів на діафрагми і гнучкої гідролінії на жорстку, при порівняно легшому забезпеченні великих тисків робочої рідини в порожнинах вузла приймання і перетворення сигналів і на виході більших зусиль. 2 UA 73478 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 20 Диференціатор потужних вихідних сигналів, що містить перший підсумовуючий важіль, вузол приймання вхідних сигналів з порожниною, виконаною у вигляді сильфона, з'єднаною через дросель з порожниною у вигляді першого сильфона перетворювача і безпосередньо гнучкою гідролінією - з порожниною у вигляді другого сильфона, жорстко з'єднаною з порожниною першого сильфона через фланець, зв'язаний двоплечою тягою з одним із кінців підсумовуючого важеля, а сильфони перетворювача і вузла приймання вхідних сигналів розміщені в циліндричних напрямних втулках, жорстко зв'язаних з нерухомими фланцями, другий сильфон перетворювача через рухомий фланець з'єднаний з середньою точкою підсумовуючого важеля, вимірювачі регульованого параметра з тягою і діючого збурення з тягою, який відрізняється тим, що порожнина вузла приймання вхідних сигналів і перетворювача, які сполучені через дросель, виконані у вигляді нерухомих фланців, першої і другої циліндричних втулок, першої і другої діафрагм, а порожнина вузла приймання, сполучена безпосередньо і через жорстку гідролінію, з порожниною перетворювача, виконаною у вигляді третьої нерухомої циліндричної втулки, третьої і четвертої діафрагм, причому тяга виконана триплечою, одне плече якої з'єднане з другою, друге плече з третьою діафрагмою, а третє плече проходить крізь діаметральний отвір у додатково встановленому фланці, що жорстко з'єднує другу і третю нерухомі циліндричні втулки перетворювача, і зв'язане з одним із кінців першого підсумовуючого важеля, а четверта діафрагма через додатково встановлений шток, з'єднана з його середньою точкою, а також додатково встановлений другий підсумовуючий важіль і тяга, зв'язана із першою діафрагмою вузла приймання вхідних сигналів і середньою точкою підсумовуючого важеля, один кінець якого тягою зв'язаний з вимірювачем регульованого параметра, а другий кінець тягою - з вимірювачем діючого збурення. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3