Устройство для дифференцирования сигналов

 

Цель изобретения - упрощение устройства и расширение области применения путем дифференцирования сигналов, характеризующих температуру. В связи с этим предлагается устройство, в котором датчиком служит непосредственно преобразователь . Для этого его первый сильфон 2 расположен внутри дополнительно установленного сильфона 11, разделенных между собой средой, коэффициент теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок сильфонов 2, 3, 11. при этом один торец дополнительного сильфона жестко связан с неподвижным фланцем 12, а второй торец - с общим подвижным фланцем 8 первого и второго сильфонов, в котором установлен регулируемый дроссель 4 для прямого и обратного перепуска рабочей жидкости из полости первого сильфона во второй. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 08 G 5/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4875428/24 (22) 16.10.90 (46) 15.02.93. Бюл. N. 6 (75) А.М.Божок, В.Ф.Понедилок и А.Д.Божок (56) Авторское свидетельство СССР

М 249107, кл. G 05 0 23/24, 1966.

Авторское свидетельство СССР

М 746565, кл. G 06 G 5/00, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ (57) Цель изобретения — упрощение устройства и расширение области применения путем дифференцирования сигналов, характеризующих температуру. В связи с этим предлагается устройство, в .котором, БЫ 1795503 А1 датчиком служит непосредственно преобразователь. Для этого его первый сильфон 2 расположен внутри дополнительно установленного сильфона 11, разделенных между собой средой, коэффициент теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок сильфонов

2, 3, 11, при этом один торец дополнительного-сильфона жестко связан с неподвижным фланцем 12, а второй торец — с общим подвижным фланцем 8 первого и второго, сильфонов, в котором установлен регулируемый дроссель 4 для прямого и обратного перепуска рабочей жидкости из полости первого сильфона во второй. 1 ил.

1Т95503

Изобретение относится к средствам автоматики и может быть использовано в гидравлических и пневматических установках систем автоматического управления и регулирования в качестве усилительно дифференцирующего звена, Известно устройство для термической коррекции, содержащее нагреватель, чувствительный элемент и теплопередающий элемент между ними, позволяющий сме- 10 нять постоянную времени передачи.

Известно также устройство для дифференцирования сигналов, содержащее суммирующий механизм, два сильфона, соединенные друг с другом торцами подвижным фланцем и установленные в направляющей, и узел приема входных сигналов, связанный через дроссель, с пер- . вым сильфоном и через подвижный фланец со вторым еильфоном с помощью гибкого шланга, другой конец второго сильфона, со, единен с другим подвижным фланцем, ори этом суммирующий механизм выполнен в аиде сильфона, расположенного внутри вторОго сильфона в направляющей втулке, и соединенного одним торцом с другим подвижным фланцем второго сильфона, а вторым торцом — с общим подвижным фланцем сильфонов.

Однако, недостатком известного уст- 30 ройства являются большие габариты и сложность конструкции, обусловленные наличием дистанционного датчика, выполненного в виде отдельного узла, а также ограниченная область использования из-за 35 невозможного выполнения датчика совме° стно с исполнительным механизмом в ряде систем автоматического регулирования и управления, в которых регулирование расхода среды осуществляется через исполни- 40 тельный механизм, - непосредственно связанный с чувствительным датчиком.

Целью изобретения является упрощеwe конструкции и расширение области . применения путем дифференцирования 45 сигналов, характеризующих температуру.

Поставленная цель достигается тем, что в предложенном устройстве для дифференцирования сигналов, содержащем узел приема входного сигнала, регулируемый 50 дроссель и преобразователь, состоящий из двух соосных сильфонов, смежные торцы которых соединены первым подвижным фланцем, другой торец первого сильфона соединен с неподвижным фланцем и, корпу- 55

ca — направляющей, s которой размещены .первый и второй сильфоны, а также суммирующий механизм, выполненнйй в виде .третьего сильфона, размещенного коаксиально во втором сильфоне в направляющей втулке, и соединенного одним торцом со вторым подвижным фланцем второго сильфона, являющегося выходным звеном, а другим торцом — с первым подвижным фланцем, узел приема входного сигнала выполнен в виде дополнительного сильфона, внутри которого соосно расположен первый сильфон преобразователя, при этом один торец дополнительного сильфона жестко связан с неподвижным фланцем первого сильфона,.а второй торец — с первым подвижным фланцем, в котором. установлен регулируемый дроссель, при этом коэффициент теплопроводности среды между первым и дополнительным сильфонами меньше коэффициента теплопроводности материала стенок первого, второго и дополнительного сильфонов.

На чертеже изображен общий вид предложенного устройства.

Устройство для дифференцирования сигналов содержит преобразователь 1, .который состоит из первого 2, второго 3 сильфонов и регулируемого дросселя 4 игольчатого типа. Сильфоны 2 и 3 одними торцами связаны между собой общим подвижиым фланцем 5, в котором установлен дроссель 4, Фланец 5 жестко соединен с фланцем б сильфона 7 суммирующего механизма, который другим торцом соединен с подвижным фланцем 8, Фланец 8 связан с тягой 9, перемещение которой является выходным сигналом устройства. Для возврата в исходное положение тяги 9 и уменьшения влияния механического гистерезиса мате- риала стенок сильфона применена пружина

10. К подвижному фланцу 5 одним торцом соединен дополнительный сильфон 11, другой торец которого связан с неподвижным фланцем 12. С фланцем 12 также связан другим своим торцом сильфон 2. Полость

"а", образованная внутренним 2, наружным

11 сильфонами, а также общим подвижным

5и неподвижным 12 фланцами, заполняется средой или воздухом, коэффициент теплопроводности которой меньше коэффициента теплопроводности материала стенок первого 2, второго 3 и дополнительного 11 сил ьфо нов.

Рабочая жидкость из первого 2 во второй 3 сильфон и наоборот поступает через регулируемый дроссель 4. Подвижные детали преобразователя, суммирующего механизма и датчика перемещаются по направляющим 13 и 14, выполненным в виде втулок.

Работу устройства для дифференцирования сигналов, последовательно включенного в систему регулирования, рассмотрим в двух случаях: при резком (мгновенном) иэ1795503 менении входного воздействия; при плавном (медленном) изменении входного воздействия.

В первом случае из-за наличия термического сопротивления среды в положении "а" нагрев, а следовательно, давление в сильфоне 2 нарастает медленнее, чем в сильфоне 3. В результате фланец 5 перемещается вправо, перемещая с собой фланец 6 сильфона 7 и, создавая дополнительное приращение давления рабочей жидкости в сильфоне 3. Фланец 8 сильфона 3, связанный с тягой 9 выходного сигнала, получает при этом дополнительное перемещение. В результате происходит сложение двух перемещений, т.е. выходной сигнал устройства складывается из перемещения, вызванного изменением входного воздействия {нагрев рабочей жидкости в сильфоне 3 и увеличение из-за этого ее давления) и перемещения, вызванного скорым изменением входного воздействия {перемещением фланца 6, обусловленным запаздывающим прогревом рабочей жидкости в сильфоне 2, и дополнительным увеличением из-за этого давления в сильфоне 3).

В случае резкого (мгновенного) охлаждения рабочей среды в сильфоне 3 описанное устройство работает аналогично, с той лишь разницей, что выходные перемещения направлены в противоположную сторону. В этих условиях предложенное устройство работает как ус ил ител ь но-дифферен ци рующее звено.

Во втором случае, когда нагрев, а следовательно, давление рабочей жидкости в сильфонах 2 и 3 изменяется медленно, перепад давления в них практически отсутствует; Подвижные фланцы 5, 6 и 8 перемещаются влево с одинаковой скороФормула изобретения

Устройство для дифференцирования сигналов, содержащее узел приема входно-. го сигнала, регулируемый дроссель и преобразователь, состоящий из двух соосных сильфонов, смежные торцы которых соеди.нены с первым подвижным фланцем, другой торец первого сильфона соединен с неподвижным фланцем и корпусом-направляющей, в которой размещены первый и второй сильфоны, а также суммирующий механизм, выполненный в виде третьего сильфона, размещенного коаксиально во втором сильфоне в направляющей втулке и соединенного одним торцом с вторым подвижным

Ъ. стью. В результате тяга 9 перемещается и передает сигнал дальше на орган исполнительного механизма. При плавном охлаждении рабочей жидкости устройство будет

5 работать аналогично, обеспечивая обратное перемещение тяги 9. В последних двух случаях устройство работает как усилительное звено.

Выходной сигнал устройства формиру10 ется путем параллельного соединения двух звеньев — апериодического и усилительного.

Учитывая то, что в предложенном устройстве коэффициент теплопроводности по

15 каналу нагрева рабочей жидкости в сильфане 3 больше, чем в сильфоне 2, полученное путем соединения двух типовых динамических звеньев, интегро-дифференцирующее звено по своим динамическим свойствам

20 является реальным дифференцирующим устройством.

Постоянная времени, характеризующая дифференцирующие свойства предложен25 ного устройства, зависит, в первую очередь, от коэффициентов теплопередэчи, поверхностей теплообменэ, а также гидравлического демпфирования и жесткостей его упругих элементов. Поскольку в конструк30 ции устройства имеется регулирующий дроссель 4, обеспечивающий возможность изменения значения величины гидравлического демпфирования в определенных пределах, то постоянная времени может, в

35 зависимости от его настройки, также изменяться в определенных пределах, послед-. ним в основном могут подбираться требуемые дифференцирующие свойства предложенного устройств.- в случае, когда

40 оно физически реализовано. фланцем второго сильфона, являющимся выходным звеном, а,другим тарцем — с первым подвижным фланцем, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения устройства и расширения области применения путем дифференцирования сигналов, характеризующих температуру, узел приема входного сигнала выполнен в виде дополнительного сильфона, внутри которого соОсно расположен первый сильфон преобразователя, при этом один торец дополнительного сильфона жестко связан с неподвижным фланцем первого сильфона, а другой торец — с первым подвижным фланцем, в котором установлен регулируемый дроссель, при этом

1795503

Составитель О.Гудкова

Техред М.Моргентал Корректор А.Обручар

Редактор

Заказ 433 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб„ 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород. ул,Гагарина, 101 коэффициент теплопроводности среды между первым и дополнительным сильфонами меньше коэффициента теплопроводности материала стенок первого, второго и дополнительного сильфонов,