Пневматическое универсальное логическоеустройство

 

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ ."тен >,: ° ь4 ° ..

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 ависи мое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 31.1.1968 (№ 1213489/18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 18.IV.1969. Бюллетень Хо 14

Дата опубликования описания 5.IX.1969

Ел. 42m- 1, 00

ЧП1х G 06d

УДК 681.3.056 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Я. Е. Чигиринский, С. А. Розенцвейг и С. М. Горбов

Заявитель

ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ УН ИВЕРСАЛЪНОЕ ЛОГИЧЕСКОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области дискретной пневмоавтоматики и предназначено для построения различных логических схем управле-. ния.

Известны дискретные пневматические элементы для построения логических схем, например мембранные и струйные. Однако в дискретных элементах мембранных систем наблюдается громоздкость построенных на базе их элементов различных однотактных и многотактных схем, при этом многие даже простейшие (однотактные) схемы либо полуактивны, либо пассивны (один из уровней выходного сигнала формируется непосредственно коммутированием канала выхода с одним из входных каналов). В мембранный релейной технике УСЭППА для фиксации нулевого состояния и обеспечения устойчивости конечны.; состояний в конструкции элементов используется пружина либо дополнительно предусматривается два промежуточных уровня управляющего сигнала 0,3 Р, и 0,6 Р„„,, что усложняет конструкцию и уменьшает удобства использования этой техники. Элементы струйной техники чувствительны к нагрузке, трудоемки с точки зрения технологии, требуют многокаскадного усиления на выходе и т. и. При этом для всех известных релейных элементов пневмосистем (мембранных и струйных) характерен общий недостаток: стирание памяти, например при отказе источника питания.

Предложенное пневматическое универсальное логическое устройство содержит плату, управляющие сопла, выполненные вертикально к плате, фиксирующее сопло с развитой торцовой поверхностью, плоский уравновешенhblII рычаг с осью и заслонками, выполненными перпендикулярно его плоскости. и упорным

10 винтом, канал питания, входные и выходные каналы и отличается тем, что с целью расширения функциональных возможностей в нем канал питания соединен с соплами питания и с фиксирующим соплом, выходные каналы со1б едпнены с выходными соплами, а входные каналы в зависимости от вида реализуемой функции связаны с управляющими соплами.

Целью настоящего изобретения является создание универсального и унифицированного

20 пневмомеханического устройства (элемента) упрощенной конструкции, повышенной надежности со свойством автоматического восстановления логической памяти после устранения отказов источника питания, обеспечивающего

2s реализацию полного комплекта одновходовых

H QB) XBXO3OBblX фУ НКЦИЙ C 2KTHBHhlM ВЫХОДОМ унифицированного значения.

На фиг. 1 приведено описываемое устройство; на фиг. 2,а — д — схемы реализации логиче30 ских функций двух независимы.; переменных

241796

15 го гь

Ä0

65 на основе описываемого устройства, а также соответствующие таблицы состояний (фиг

2,а — схема реализации функции «Повторение» (Да): Р=Р,, инверсная функция «Отрицание» (Не): P=-= Р, фиг. 2,б — схема реализации элемента памяти (или статического триггера с двумя раздельными входами); фиг. 2,в— схема реализации функции «Дизъюнкция» (ИЛИ): P = P P, инверсная функция—

«стрелка Пирса» или «функция Даггера» Р=

= P,,l. P,. фиг. 2,г — схема реализации функции «Коныонкция» (И): Р=Р / Р, инверсная функция — «Штрих Шеффера»: P=P /Рг, фиг. 2,д — схема реализации функции «3апрет»: Р= Р i) Рь инверсная функция — «Импликация» Р= — P,--:.P ).

Устройство (см. фпг. 1) состоит из несущей платы 1, рассчитанной под печатный монтаж, на которой в унифицированных гнездах устанавливаются в определенных количествах в зависимости от реализуемой функции управляющие входные сопла — командчые бесторцовые сопла 2 и специальное управляющее торцовое сопло 8, выполненное с достаточно развитой по площади плоской поверхностью торца круглого сечения. Кроме того, с двух сторон в пазах платы смонтированы две пары сопел, каждая из которых состоит из питающего и приемного сопла 4. Последнее выполнено непосредственно в плате 1 устройства в виде дросселя.

Питающее сопло 4 отличается от командного сопла 2 только тем, что выходное отверстие сопла 4 больше выходного отверстия сопла 2.

Приемные сопла формируют два выходных сигнала — прямой и инверсный. В упругой проволочной цапфе 5, которая крепится с помощью плоской накладки б к плате 1 двумя винтами 7, свободно качается на упорных «ножевых» подшипниках 8 плоский рычаг 9, уравновешенный относительно оси качания и являющийся исполнительным элементом устройства. На противоположны: концах коромысла закреплены тонкие шторки 10, которые при конечных положениях коромысла соответственно перекрывают (открывают) доступ потоку струи из питающих в приемные сопла. На плате смонтирован также специальный винтупор 11 с контргайкой 12 для регулировки и фиксации предельного угла переброса исполнительного рычага 9. Другим фиксированным и неподвижным упором рычага является торцовое управляющее сопло 8.

Для обозначения координат сопел 2 приняты римские цифры, причем двухзначное число с запятой между цифрами, написанное над чертой, является условной координатой расположения на плате устройства соответствующего входа или выхода того или иного соила (см. фиг. 1) Первая цифра — номер вертикали, вторая — номер горизонтали. Точка пересечения указанной вертикали с соответствующей горизонталью является центром соответствующего отверстия входа или выхода на плате устройства, На фиг. 2 приводятся другие условные обозначения: р (а) — угол переброса исполнительного рычага, по величине несколько больший (меньший) критического, Р и Р— входы командные, Р и Р— выходы прямой и инверсный соответственно.

На фиг. 1 показан план (снизу) несущей платы 1 устройства. Ось 0 — 0 является осью симметрии платы. Ось качания исполнительного рычага 9 совпадает в плане с осью 0 — 0.

На пересечении вертикальных осей I u VI с горизонтальной осью 1 находятся два выхода устройства: инверсный Р и прямой P (условное цифровое обозначение этих выходов соответственно 1, 1 и VI, I ). На пересечении вертикальных осей 1 и VI с осью IV находятcs входные отверстия сопел 4 (условное обозначение I, IV и VI, 1Г). На пересечении вертикальных осей II и 1П (по одну сторону оси

0 — О), IV>t V (по другую сторону оси 0 — 0) с горизонтальными осями 11, 111 и 1" находятся входные отверстия управляющего и командных сопел 8 и 2 (по три отверстия на каждой из четырех вертикалей, за исключепием второй, на которой только два отверстия) с условными обозначениями соответственно:

11, 11(и 11, Г; III, 11, 111, III и III, Г;

I V, 11 ; IV, П1 I V, Г; V, П, V, 111 и V, V .

Два резьбовых отверстия по оси 0 — 0 служат для поджатия и уплотнения платы устройства к плате монтажной. В зависимости от реализуемой функции от двух переменных сопла монтируются сверху платы на соответствующих наклонных плоскостях платы.

Устройство работает следующим образом.

При подключении и подготовке устройства к работе на торцовое управляющее сопла 8 и на сопла 4 питания подается сжатый воздух питания (Р „„, = 1,4 кгс/см -) . .Командные сигналы равны «0», т. е. на командные входы сопла 2 устройства сигналы еще не поданы, при этом шторки 10 исполнительного рычага .9, в соответствии с его положением на фиг. 1, формируют два выходных сигнала устройства: в правой его части шторка 10 перекрывает поток струи от питающего к приемному соплу, вследствие чего на правом выходе Р устройства сигнал равен О (прямой сигнал). В это же время в левой части устройства шторка 10 отведена от оси сопел — на левом выходе P сигнал равен 1 (инверсный сигнал). Плоскость качающегося исполнительного рычага 9 опирается о плоскость торца управляющего сопла 8. В этом положении эти две плоскости параллельны (или почти параллельны). Поток сжатого воздуха, поданного на управляющее торцовое сопло (ось которого направлена перпендикулярно плоскости исполнительного коромысла), устремляясь в пространство, т. е. в узкий зазор между плоскостями коромысла и торца сопла, создает там вследствие аэродинамического явления разрежение.

241796

Таким образом, плоскость коромысла притягивается к плоскости торца управляющего сопла за счет эжекции в зазоре между ними, обеспечивая устойчивость начального (консчного) состояния устройства. Таков статический режим работы устройства (установившийся режим).

В переходном режиме работу устройства можно проследить на примерах реализации одновходовых функций: «Повторение» и «Отрицание» (инверсия), а также ячейки логической памяти или статического триггера с раздельными входами. Предварительно регулировочным винтом 11, которым устанавливается заданный угол переброса исполнительного рычага 9, настраивается и фиксируется докритический угол а, т. е. такой yr; л е. о переброса, при котором усилие эффекта аэродинамического притяжения надежно действует на коромысло даже тогда, когда оно находится в крайнем дальнем от торца управляющего сопла 3 положении.

При подаче сигнала на вход Р1 устройства через командное бесторцовое сопло2 с плечо» установки большим, чем плечо установки торцового управляющего сопла 3, результирующий момент на коромысле поворачивает его против часовой стрелки до упора о винт 11.

При этом правая шторка 10 открывает приемное выходное сопло и на правом выходе P появляется сигнал 1. На левом выходе Р в этот момент появляется сигнал О. При снятии с входа Р, командного сигнала момент на коромысле от воздействия усилия эффекта притяжения перебрасывает коромысло назад по часовой стрелке до упора о торец управляющего сопла; правая шторка перекрывает приемное сопло, на правом выходе устройства появляется сигнал 0 («Повторение»). На левом выходе устройства при этом появляется сигнал 1, т. е. реализуется инверсная функция

«Отрицание».

Реализация элемента логической памяти или статического триггера с раздельными входами осуществляется следующим образом: условно в исходном положении плоскость исполнительного коромысла опирается о плоскость торца управляющего сопла и притягивается к нему в силу аэродинамического эффекта притяжения (вход этого сопла постоянно запитап).

Предварительно регулировочным винтом, коTopbIM устанавливается заданный угол переброса исполнительного коромысла, настраивается и фиксируется такой угол его переброса р, который несколько превосходит предельный (критический) угол а. При подаче на вход Р1 командного сигнала (импульса номинального давления) рычаг 9 под воздействием результирующего крутящего момента, направ5 ю

Зо

40 ленного против часовой стрелки, нач .пает соответственно поворачиваться. В момент достижения пм положения, при котором расстояние между точкой плоскости коромысла и центром плоскости торца управляющего сопла 8 станет равным цлп будет чуть бо",ce критического (при повороте на угол чуть более а), постоянное действие аэродинамического эффекта притяжения коромысла потоком струи к торцу управляющего сопла мгновенно превращается в эффект отталкивания коромысла скорост0!.!»1 11апОром этОЙ же carpi и. Происходит 1 .ак бы реверс воздействия потока струи торцово10 сопла на коромысло. и теперь уже поток струи этого же сопла не пригягивает, а отталкивает коромысло go упора о винт Il, прижимает его к упору, фиксируя новое противоположное положение коромысла. При этом соответствующиЙ си.-нал па выходе Р как бы запоминается и остается неизменным независимо от состояния соответствующего командного сигнала на входе Р,. Лпалогнчно осуществляется переброс исполнительного коромысла в исходное состояние при подаче, например, командного импульса на другой вход Р через другое бесторцовое командное сопло, расположенное симметрично относительно оси рычага па противоположной части платы, Таким образом, с помощью описанного механизма достаточно просто и надежно реализуется дискретная логическая память, т. е. фиксация двух конечны.; состояний устройства.

Следует также отметить, что расход воздуха через специальное торцовое сопла при его работе в режиме «притяжение» естественно меньше (сопло прикрыто плоскостью коромысла), чем расход воздуха через него при работе в режиме «отталкивание» скоростным напором струи (плоскость коромысла приподнята. сопротивление потоку струи отсутствует) . Переходный процесс рабо-.ы устройства осу.цествляется релейно.

Предмет изобретения

Пневматическое универсальное логическос устройство, содержащее плату, управляющие сопла, выполненные вертикально к плате, фиксирующее сопло с развитой торцовой поверхность1о, плоский уравновешенпьш рычаг с осью и заслонками, выполненными перпендикулярно его плоскости, и упорным винтом, канал питания, входные и выходные каналы, оТлачпющееся тем, что, с целью расширения функциональных Возмо>кностеи, В нем канал питания соединен с соплами питания и с фиксирующим соплом, выходные каналы соединены с выходными соплами, а входные каналы в зависимости от вида реализуемой функцш1 связаны с управляющими соплами.

24l796 odnucga аасiжя эи ааааа састоений

Х

Х

Р Р, 7оБпица сцсл аямии

zl

Составитель Б. С. Шкрабов

Редактор Е. В. Семанова Техред Л. Я. Левина Корректор О. И. Попова

Заказ 2083г12 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2