Трипараметровий диференціатор неелектричних сигналів

Реферат: Трипараметровий диференціатор неелектричних сигналів містить перетворювач вхідних сигналів з фланцем з розподільною порожниною, вузли приймання першого і другого вхідних сигналів сполучених з розподільною порожниною. До перетворювача приєднана додаткова напрямна з порожнистим фланцем, сполученим через радіальний отвір з розподільною порожниною. При цьому перший вузол виконаний у вигляді гідролінії гідравлічного вхідного сигналу, другий і третій вузли розміщені усередині додаткової напрямної. UA 112737 U (54) ТРИПАРАМЕТРОВИЙ ДИФЕРЕНЦІАТОР НЕЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ UA 112737 U UA 112737 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів автоматики і може бути використана в гідравлічних, пневматичних і механічних установках систем автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК) як підсилювально-диференціююча трипараметрова динамічна ланка для покращення динамічних показників їх функціонування. Відомий, найбільш близький за суттю і технічною реалізацією до заявленого є двопараметровий диференціатор, що містить перетворювач у вигляді циліндричної напрямної, приєднаним до неї нерухомим фланцем з розподільною гідравлічною порожниною, установленими усередині першим виконавчим сильфоном з'єднаним з нерухомим фланцем, другим сильфоном зв'язаним через спільний рухомий фланець з першим, а через другий нерухомий порожнистий фланець - з третім виконавчим сильфоном, підсумовуючий механізм у вигляді сильфона, розміщеного в третьому сильфоні в напрямній втулці і з'єднаного одним торцем з другим рухомим фланцем третього сильфона, а з другим торцем - із спільним рухомим фланцем першого і другого сильфонів, а також третій і другий вузли приймання вхідних сигналів, сильфони яких з'єднані з першим виконавчим сильфоном через дросель, а з другим і третім виконавчими сильфонами - за допомогою гідроліній і другого спільного нерухомого порожнистого фланця (див. патент України №81409, 2013 р). Проте, недоліком відомого диференціатора є обмежені функціональні можливості та область застосування, обумовлені диференціюванням тільки двох неелектричних сигналів. Тому в основу корисної моделі поставлено задачу розширення функціональних можливостей і області застосування диференціатора. Для розширення функціональних можливостей і області застосування пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в тому, що підсилюються диференціюються і гідравлічно підсумовуються на виході одночасно три незалежних неелектричних сигнали. Поставлена задача вирішується тим, що трипараметровий диференціатор неелектричних сигналів містить перетворювач вхідних сигналів з фланцем з розподільною порожниною, вузли приймання першого і другого вхідних сигналів, сполучених з розподільною порожниною, згідно з корисною моделлю, приєднання до перетворювача додаткової напрямної з порожнистим фланцем, сполученим через радіальний отвір, з розподільною порожниною, причому перший вузол виконаний у вигляді гідролінії гідравлічного вхідного сигналу, а другий і третій вузли розміщені усередині додаткової напрямної. Другий вузол виконаний у вигляді сильфона, один торець якого з'єднаний із порожнистим фланцем, а другий - із першим рухомим фланцем з тягою вхідних механічних сингалів, а третій вузол включає проміжний сильфон одним торцем зв'язаний із порожнистим фланцем, а другим - із розділяючим сильфони другим рухомим фланцем з приєднаним до нього сильфоном, протилежний торець якого з'єднаний з нерухомим фланцем з пневмолнією пневматичного вхідного сигналу. Паралельне під'єднанням до одного перетворювача трьох вузлів дає можливість підсилювати, диференціювати і гідравлічно підсумовувати три незалежних, різних за фізичною природою, неелектричних сигнали, дає можливість розширити функціональні можливості і область застосування його в CAP і САК неелектричного типу. На представленому кресленні схематично показано загальний вигляд запропонованого трипараметрового диференціатора неелектричних сигналів. Диференціатор містить перетворювач 1 підсилення, диференціювання і підсумовування трьох неелектричних сигналів, виконаний у вигляді циліндричної напрямної 2, з приєднаними торцевим з отворами рухомим фланцем 3 і, з розподільною гідравлічною порожниною, фланцем 4. Усередині напрямної розміщені перший виконавчий сильфон 5, один торець якого з'єднаний з нерухомим фланцем 4, а протилежний йому торець - із спільним першим рухомим фланцем 6, другий виконавчий сильфон 7 зв'язаний із фланцем 6 і нерухомим порожнистим фланцем 8, а також третій виконавчий сильфон 9 з'єднаний із фланцем 8 і другим рухомим фланцем 10. До фланця 10 одним торцем приєднаний диференціюючий сильфон 11, другий торець якого зв'язаний з рухомим фланцем 12, з'єднаним тягою 13 з першим рухомим фланцем 6. Розподільна порожнина фланця 4 із першим сильфоном 5 сполучається через голчастий дросель 14, а з порожнинами другого 7 і третього 9 виконавчих сильфонів - через гідролінію 15 безпосередньо. Рухомі фланці 6, 10 переміщуються в нерухомій циліндричній напрямній 2, між фланцями 3, 10 якої розміщені відновлювальна пружина 16 і зв'язана з фланцем 10 вихідна тяга 17. До фланця 4 з одного боку приєднана гідролінія 18 першого вузла подачі гідравлічного вхідного сигналу, а з діаметрально протилежного боку - нерухомий порожнистий фланець 19 з радіальним отвором сполучення з розподільною порожниною вузлів другого і третього вхідних сигналів. Фланець 19 з'єднаний з додатковою циліндричною напрямною 20, усередині якої розміщені другий вузол 21 приймання механічних і третій вузол 22 пневматичних вхідних 1 UA 112737 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сигналів. Вузол 21 містить сильфон 23 одним торцем з'єднаний із порожнистим фланцем 19, а другим торцем - із першим рухомим фланцем 24 з тягою 25 вхідних механічних сигналів, а третій вузол 22 включає проміжний сильфон 26, один торець якого зв'язаний із порожнистим фланцем 19, другий торець - із розділяючим другим рухомим фланцем 27 з приєднаним до нього сильфоном 28, протилежний торець якого з'єднаний з нерухомим фланцем 29 з пневмолінією 30 пневматичного вхідного сигналу. Працює трипараметровий диференціатор наступним чином. При різкому збільшенні вхідного сигналу приймального першого вузла (підвищенні тиску в гідролінії 18) і незмінних вхідних сигналах приймальних вузлів другого 21 і третього 22 (нерухомому фланці 24 і незмінному тиску в пневмолінії 30) через наявність дроселя 14 тиск у першому сильфоні 5 буде наростати повільніше, ніж у другому 7 і третьому 9 сильфонах перетворювача 1. В результаті фланець 6 переміститься догори і перемістить за собою фланець 12 сильфона 11, створюючи додатковий приріст тиску робочої рідини в сильфонах 7, 9. При цьому фланець 10 третього сильфона 9, зв'язаний з тягою 17 вихідного сигналу одержить додаткове переміщення, внаслідок чого відбудеться додавання двох переміщень, тобто вихідний сигнал диференціатора, при дії одного (першого) вхідного гідравлічного сигналу, буде складатися із переміщення, викликаного змінюванням вхідного сигналу (збільшення тиску в гідролінії 18 і збільшення через те тиску у сильфонах 7, 9) і переміщення, викликаного швидкістю (першою похідною) (переміщення фланця 12) і додатковим збільшенням через це тиску в сильфонах 7, 9. У випадку різкого зменшення вхідного сигналу в гідролінії 18 описаний диференціатор буде працювати аналогічно з тією лише різницею, що вихідні переміщення рухомих фланців і зв'язаних з ними деталей будуть направлені в протилежний бік. В цих випадках диференціатор буде працювати як підсилювально-диференціююча однопараметрова динамічна ланка. При різкому збільшенні вхідного сигналу другого приймального вузла 21 (переміщенні рухомого фланця 24) і незмінних вхідних сигналах приймальних вузлів першого 18 і третього 22 (незмінному тиску в гідролінії 18 і пневмолінії 30) через наявність дроселя 14 тиск у першому сильфоні 5 буде наростати повільніше ніж у другому 7 і третьому 9 сильфонах перетворювача 1 і далі диференціатор працюватиме аналогічно вищеописаному випадку, забезпечуючи вихідній тязі 17 переміщення, викликане змінюванням вхідного сигналу і переміщення викликаного швидкістю змінювання вхідного сигналу. У випадку різкого звільнення рухомого фланця 24 диференціатор буде працювати аналогічно як при різкому зменшенні вхідного тиску в гідролінії 18. При різкому збільшенні вхідного сигналу третього приймального вузла 22 (підвищенні тиску в пневмолінії 30) і незмінних вхідних сигналах приймальних вузлів першого 18 і другого 21 (незмінному тиску в гідролінії 18 і нерухомому фланці 24) через наявність дроселя 14 тиск у першому сильфоні 5 буде наростати повільніше, ніж у другому 7 і третьому 9 сильфонах перетворювача 1 і далі диференціатор працюватиме аналогічно вищеописаним двом випадкам, забезпечуючи вихідній тязі 17 переміщення, викликане змінюванням вхідного сигналу і переміщення, викликаного швидкістю змінювання вхідного сигналу. У випадку різкого зменшення вхідного тиску в пневмолінії 30 диференціатор буде працювати аналогічно як при різкому зменшенні вхідного тиску в гідролінії 18, або як при різкому звільненні рухомого фланця 24. В усіх розглянутих як при збільшенні, так і при окремо зменшенні вхідних сигналів приймальних вузлів 18, 21, 22, запропонований диференціатор буде працювати як підсилювально-диференціююча динамічна ланка. При одночасному різкому збільшенні вхідного сигналу першого приймального вузла (підвищенні тиску в гідролінії 18), вхідного сигналу приймального вузла 21 (переміщення рухомого фланця 24) і вхідного сигналу приймального вузла 22 (підвищення тиску в пневмолінії 30) через наявність дроселя 14 тиск у першому сильфоні 5 буде наростати повільніше, ніж у другому 7 і третьому 9 сильфонах. При цьому фланець 6 переміститься відносно на більшу відстань і перемістить за собою на більшу відстань фланець 12 сильфона 11, створюючи більшу величину додаткового приросту тиску робочої рідини в сильфонах 7, 9. Фланець 10 третього сильфона 9 і вихідна тяга 17 одержать також більшу величину додаткового переміщення, яка буде складатися уже із шести переміщень, обумовлених змінюванням вхідних сигналів і викликаних: першого - змінюванням вхідного сигналу першого вузла 18; другого - швидкістю вхідного сигналу першого вузла 18; третього - змінюванням вхідного сигналу вузла 21; четвертого - швидкістю вхідного сигналу вузла 21; 2 UA 112737 U 5 10 15 20 25 п'ятого - змінюванням вхідного сигналу третього вузла 22; шостого - швидкістю вхідного сигналу третього вузла 22. У випадку різкого зменшення (тисків в приймальних вузлах 18, 22 і звільнення рухомого фланця 24) вхідних сигналів диференціатор буде працювати аналогічно збільшенню його вхідних сигналів, а вихідні переміщення рухомих фланців і зв'язаних з ними рухомих деталей будуть направлені в протилежний бік. В обох випадках запропонований диференціатор працюватиме як підсилювально-диференціююча трипараметрова динамічна ланка. У випадку повільного змінювання вхідних сигналів першого 18, другого 21 і третього 22 вузлів, або одночасного їх змінювання, тиск робочої рідини в розподільній порожнині також буде змінюватися повільно і перепад тисків у сильфонах 5, 7, 9 практично буде відсутній. При цьому рухомі фланці 6, 10, 12 будуть переміщатися з однаковою швидкістю. В результаті тяга 17 буде переміщатися і передавати вихідний сигнал, викликаний тільки змінюванням одного, двох або трьох вхідних сигналів. В цьому випадку запропонований диференціатор буде працювати як одно- дво- і трипідсилювальна динамічна ланка. Таким чином, запропонований диференціатор за своїми функціональними можливостями являє собою одно- дво- і трипідсилювално-диференціюючу динамічну ланку. Застосування запропонованого диференціатора, порівняно з уже відомим, дасть можливість: - розширити функціональні можливості завдяки підсиленню, диференціюванню і підсумовуванню одночасно різних за фізичною природою сигналів трьох незалежних параметрів; -підвищити точність функціонування CAP і САК за рахунок формування одночасної подачі на виконавчий орган коригуючи сигналів по трьох параметрах; - розширити область застосування переважно на об'єктах САК і CAP, які працюють за принципами відхилення і збурення окремо і в їх комбінації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 30 35 40 Трипараметровий диференціатор неелектричних сигналів, що містить перетворювач вхідних сигналів з фланцем з розподільною порожниною, вузли приймання першого і другого вхідних сигналів, сполучених з розподільною порожниною, який відрізняється тим, що до перетворювача приєднана додаткова напрямна з порожнистим фланцем, сполученим через радіальний отвір з розподільною порожниною, причому перший вузол виконаний у вигляді гідролінії гідравлічного вхідного сигналу, другий і третій вузли розміщені усередині додаткової напрямної, із них другий вузол у вигляді сильфона одним торцем, з'єднаним із порожнистим фланцем, другим торцем - із першим рухомим фланцем з тягою вхідних механічних сигналів, а третій вузол включає проміжний сильфон, один торець якого зв'язаний із порожнистим фланцем, другий торець - із розділяючим другим рухомим фланцем з приєднаним до нього сильфоном, протилежний торець якого з'єднаний з нерухомим фланцем з пневмолінією пневматичного вхідного сигналу. 3 UA 112737 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 4