Інтегро-диференціюючий блок
Номер патенту: 118076
Опубліковано: 25.07.2017
Автори: Понеділок Вадим Віталійович, Божок Аркадій Михайлович
Формула / Реферат
Інтегро-диференціюючий блок, що містить корпус, перетворювач вхідних, підсумовуючий механізм вихідних сигналів і джерело робочої рідини, який відрізняється тим, що корпус виконано порожнистим з кришкою у верхній частині і першим рухомим поршнем з вихідним штоком, регулювальною гайкою, між якими розміщено пружину, а в нижній частині з'єднаний з нерухомим фланцем, перетворювач виконано таким чином, що корпус утворює з нижнім нерухомим фланцем і третім рухомим поршнем - нижню гідравлічну порожнину, з першим, другим і третім поршнями - середню гідравлічну порожнину, а з першим, другим рухомими поршнями, напрямною і кришкою - верхню пневматичну порожнину, верхня постійно сполучена з атмосферою, нижня і середня порожнини з джерелом робочої рідини через гідролінії, перший і другий дозатори виконано у вигляді сполучених з корпусом напрямних з розміщеними в них сідлом і клапаном з осьовим дроселюючим отвором і встановленою між ними пружиною, а гідравлічний підсумовуючий механізм виконано у вигляді другого рухомого поршня, зв'язаного тягою з третім рухомим поршнем, розміщеним в напрямній, з'єднаний торцем з першим рухомим поршнем.
Текст
Реферат: Інтегро-диференціюючий блок містить корпус, перетворювач вхідних, підсумовуючий механізм вихідних сигналів і джерело робочої рідини. Корпус виконано порожнистим з кришкою у верхній частині і першим рухомим поршнем з вихідним штоком, регулювальною гайкою, між якими розміщено пружину, а в нижній частині з'єднаний з нерухомим фланцем, перетворювач виконано таким чином, що корпус утворює з нижнім нерухомим фланцем і третім рухомим поршнем - нижню гідравлічну порожнину, з першим, другим і третім поршнями - середню гідравлічну порожнину, а з першим, другим рухомими поршнями, напрямною і кришкою верхню пневматичну порожнину, верхня постійно сполучена з атмосферою, нижня і середня порожнини з джерелом робочої рідини через гідролінії, перший і другий дозатори виконано у вигляді сполучених з корпусом напрямних з розміщеними в них сідлом і клапаном з осьовим дроселюючим отвором і встановленою між ними пружиною, а гідравлічний підсумовуючий механізм виконано у вигляді другого рухомого поршня, зв'язаного тягою з третім рухомим поршнем, розміщеним в напрямній, з'єднаний торцем з першим рухомим поршнем. UA 118076 U (54) ІНТЕГРО-ДИФЕРЕНЦІЮЮЧИЙ БЛОК UA 118076 U UA 118076 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до засобів систем автоматики і може бути використана для реалізації послідовного інтегрування і диференціювання неелектричних сигналів у механічних, гідравлічних і пневматичних системах автоматичного регулювання (CAP) і керування (САК) для покращення їх динамічних властивостей. Серед відомих, найближчим аналогом до запропонованої корисної моделі вибрано диференціатор неелектричних сигналів, що містить підсумовуючий механізм, виконаний у вигляді сильфона, розміщеного усередині другого сильфона у напрямній втулці і з'єднаного одним торцем з другим рухомим фланцем другого сильфона, а другим торцем - із спільним рухомим фланцем перетворювача сигналів (див. авторське свідоцтво СРСР № 746565). Однак, недоліком відомого диференціатора є обмежені функціональні можливості та область застосування, оскільки ним не можливо здійснювати додаткову операцію інтегрування. Отже, відомий гідравлічний диференціатор має обмежені функціональні можливості та область застосування. В основу корисної моделі поставлена задача розширити функціональні можливості диференціатора та область його застосування. З метою розширення функціональних можливостей і області застосування пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають в послідовній реалізації в перехідних процесах двох функціональних операцій, з яких початкова - інтегрування, а кінцева диференціювання, що розширить область застосування його переважно в CAP і САК із значними інерційними динамічними ланками. Поставлена задача вирішується тим, що інтегро-диференціюючий блок виконано у вигляді порожнистого корпусу з закріпленою у верхній частині кришкою і установленим першим рухомим поршнем зі штоком, регулюючою гайкою, з'єднано через кришку з корпусом і пружиною, установленою між гайкою і поршнем, а в нижній частині з нерухомим фланцем. Перетворювач вхідних сигналів виконано таким чином, що корпус разом з нижнім нерухомим фланцем і третім рухомим поршнем утворює нижню гідравлічну порожнину, корпус з першим, другим і третім поршнями - середню гідравлічну порожнину, а з першим, другим рухомими поршнями, напрямною і кришкою - верхню пневматичну порожнину. Остання постійно через отвори в першому поршні і кришці сполучена з атмосферою, а нижня і середня гідравлічні порожнини сполучені з джерелом робочої рідини через жорсткі гідролінії, а також перший і другий дозатори. Обидва дозатори виконано у вигляді, зв'язаних з корпусом, напрямних, в кожній з яких розміщено сідло і клапан з осьовим дроселюючим отвором з установленими між ними пружинами. Гідравлічний підсумовуючий механізм виконано у вигляді другого рухомого поршня з'єднаного жорсткою тягою з третім рухомим поршнем, який розміщено в напрямній, який з'єднано одним торцем з першим рухомим поршнем. В першій фазі перехідного процесу, коли сили інерції виконавчого механізму великі через дроселюючий отвір із джерелами робочої рідини сполучається верхня гідравлічна порожнина, а нижня - безпосередньо. При цьому другий і третій рухомі поршні будуть переміщатися, зменшуючи тиск робочої рідини у середній гідравлічній порожнині, в результаті чого вихідний шток буде переміщатися пропорційно змінюванню тиску мінус переміщення пропорційне швидкості (першій похідній) від його змінювання. Після здолання сили інерції, в другій фазі перехідного процесу і автоматичного сполучення із джерелом робочої рідини верхньої гідравлічної порожнини другий і третій поршні переміщуються в протилежний бік. Завдяки цьому вихідний шток буде переміщуватися пропорційно збільшенню тиску робочої рідини у середній гідравлічній порожнині плюс переміщення пропорційне швидкості (першій похідній) від його змінювання. У зворотному процесі другий і третій рухомі поршні будуть переміщатися в протифазах, збільшуючи спочатку швидке, а під кінець перехідного процесу повільне переміщення вихідного штока. На представленому кресленні схематично зображено інтегро-диференціюючий блок. Інтегро-диференціюючий блок містить циліндричний корпус 1, нижній торець якого через нерухомий фланець 2 з'єднано з опорою 3, верхній торець - з кришкою 4, на різьбі якої встановлено регулюючу гайку 5, а між нею і першим рухомим поршнем 6 - пружину 7. В корпусі 1 встановлено гідравлічний підсумовуючий механізм, другий 8 і третій 9 рухомі поршні, з'єднано між собою жорсткою тягою 10, поршень 8 переміщується в циліндричній напрямній 11, зв'язаній з поршнем 6. Корпус 1 з нерухомим фланцем 2 і рухомим поршнем 9 утворюють нижню гідравлічну порожнину "А", з поршнями 6, 8, 9 і напрямною 11 - середню порожнину "В", а з поршнем 6 і кришкою 4 - верхню пневматичну порожнину "С". З поршнем 6 з'єднано одним кінцем вихідний шток 12 блока. Порожнина "А" з джерелом робочої рідини (на схемі не показано) сполучається через гідролінії 13, 14 і перший дозатор 15, що містить напрямну 16, жорстко зв'язану з нерухомим 1 UA 118076 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фланцем 2, з розміщеними в ній клапаном 17, пружиною 18 і сідлом 19 клапана. А порожнина "В" з джерелом робочої рідини сполучається через гідролінії 13, 20 і другий дозатор 21, який включає напрямну 22, зв'язану із середньою частиною корпусу 1, а також установлені в ній клапан 23, пружину 24 і сідло 25 клапана. В клапанах 17, 23 виконані осьові, рівних перепускних перерізів дроселюючі отвори 26, 27. Перший дозатор 15 формує складову вихідного сигналу пропорційну інтегралу вхідного сигналу, тому його перепускний отвір в неробочому стані постійно відкритий, а другий дозатор 21 формує складову вихідного сигналу, пропорційну першій похідній від вхідного сигналу, тому його перепускний отвір в неробочому стані постійно закритий. Стравлювання стисненого повітря з порожнини "С" в атмосферу здійснюється через перепускні отвори в першому рухомому поршні 6 і кришці 7. Працює інтегро-диференціюючий блок наступним чином. В усталеному режимі клапан 23 другого дозатора 21 під дією пружини 24 закритий, а клапан 17 першого дозатора 15 від дії пружини 18 відкритий. На початку, в першій фазі, перехідного процесу від джерела робоча рідина через гідролінії 13, 14, осьовий отвір (дросель) 26, відкритий клапан 17 безпосередньо буде надходити у порожнину "А", а через гідролінії 13, 20 і осьовий отвір (дросель) 27 при закритому клапані 23 в порожнину "В". Однак, через надходження робочої рідини у порожнину "В" тільки дроселем 27 дозатора 21, тиск в ній наростатиме повільніше, ніж у порожнині "А", в яку робоча рідина надходить як через дросель 26, так і отвір відкритий клапаном 17. В результаті другий рухомий поршень 8 переміститься догори і через жорстку тягу 10 за собою перемістить третій поршень 9 інтегро-диференціюючого блока, створюючи додаткове зменшення приросту тиску робочої рідини у порожнині "В", внаслідок чого перший рухомий поршень 6 і зв'язаний з ним вихідний шток 12 одержить додаткове зменшення переміщення. Отже, в першій фазі перехідного процесу має місце віднімання двох переміщень, тобто результативне переміщення вихідного штока буде складатися із першого переміщення, обумовленого змінюванням тиску в напірних порожнинах "А", "В" мінус друге переміщення, обумовлене швидкістю (першою похідною) його змінювання. В кінці першої фази перехідного процесу переміщення вихідного штока 12 і першого рухомого поршня 6, перепускний отвір першого дозатора клапаном 17 закривається, а перепускний отвір другого дозатора, що закритий клапаном 23, відкривається, внаслідок чого блок на початку другої фази автоматично переводиться із режиму віднімання переміщення, пропорційного першій похідній від змінювання тиску робочої рідини в порожнинах "А", "В", в режим додавання, забезпечуючи повільніше наростання тиску робочої рідини в порожнині "А" ніж в порожнині "В". В результаті другий рухомий поршень 8 буде переміщатися донизу і через жорстку тягу 10 за собою переміщатиме третій рухомий поршень 9 блока, створюючи додаткове збільшення приросту тиску робочої рідини у порожнині "В", внаслідок чого перший рухомий поршень 6 і вихідний шток 12 одержить додаткове переміщення. Отже, в другій фазі перехідного процесу вихідні переміщення блока додаються і результативне переміщення штока 12 вже буде складатися із першого переміщення, обумовленого змінюванням тиску робочої рідини в порожнинах "А", "В" плюс друге переміщення, обумовлене швидкістю (першою похідною) його змінювання. В першій і другій фазах зворотного перехідного процесу переміщення рухомих поршнів 6, 8, 9 здійснюється під дією пружини 7 і пониженні тиску робочої рідини в гідролініях 13, 14, 20. При цьому запропонований інтегро-диференціюючий блок буде працювати аналогічно, але лише з тією різницею, що вихідні переміщення його рухомих деталей будуть направлені вже в протилежний бік. В даному випадку вихідному штокові 12 автоматично забезпечиться спочатку, в першій фазі перехідного процесу, швидке, а в другій фазі сповільнене переміщення вихідного штока 12. Величина складової переміщення вихідного штока пропорційна швидкості (першій похідній) від змінювання тиску робочої рідини в порожнинах "А", "В" як в першій, так і в другій фазі перехідного процесу, може змінюватися за рахунок величин перерізів перепускних дроселюючих отворів 26, 27 першого і другого дозаторів. Таким чином, запропонований гідравлічний інтегро-диференціюючий блок, за рахунок розширення функціональних можливостей, покращує динаміку і забезпечує оптимальний характер перехідних процесів. Використання запропонованого інтегро-диференціюючого блока, в порівнянні з відомим, дає можливість: - розширити функціональні можливості для інтегрування та диференціювання вхідних сигналів в прямих, а також диференціювання та інтегрування в зворотних перехідних процесах з одночасним їх гідравлічним підсумовуванням; 2 UA 118076 U - підвищити динамічну точність функціонування CAP і САК переважно з інерційними виконавчими механізмами систем автоматики неелектричного типу; - розширити область застосування САК і CAP, які працюють за принципом відхилення керуючого або регулюючого параметра, дії зовнішнього збурення і комбінованого. 5 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 Інтегро-диференціюючий блок, що містить корпус, перетворювач вхідних, підсумовуючий механізм вихідних сигналів і джерело робочої рідини, який відрізняється тим, що корпус виконано порожнистим з кришкою у верхній частині і першим рухомим поршнем з вихідним штоком, регулювальною гайкою, між якими розміщено пружину, а в нижній частині з'єднаний з нерухомим фланцем, перетворювач виконано таким чином, що корпус утворює з нижнім нерухомим фланцем і третім рухомим поршнем - нижню гідравлічну порожнину, з першим, другим і третім поршнями - середню гідравлічну порожнину, а з першим, другим рухомими поршнями, напрямною і кришкою - верхню пневматичну порожнину, верхня постійно сполучена з атмосферою, нижня і середня порожнини з джерелом робочої рідини через гідролінії, перший і другий дозатори виконано у вигляді сполучених з корпусом напрямних з розміщеними в них сідлом і клапаном з осьовим дроселюючим отвором і встановленою між ними пружиною, а гідравлічний підсумовуючий механізм виконано у вигляді другого рухомого поршня, зв'язаного тягою з третім рухомим поршнем, розміщеним в напрямній, з'єднаний торцем з першим рухомим поршнем. 3 UA 118076 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
МПК: F15C 3/00
Мітки: інтегро-диференціюючий, блок
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-118076-integro-diferenciyuyuchijj-blok.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Інтегро-диференціюючий блок</a>
Попередній патент: Композиція для виготовлення пудингу для ентерального харчування хворих з нирковою недостатністю
Наступний патент: Спосіб визначення показників процесів енергоперетворення в електромеханічному комплексі
Випадковий патент: Пристрій для випробування зразків листових матеріалів на розтягання