книги из ГПНТБ / Фудим Е.В. Пневматическая вычислительная техника. Теория устройств и элементов

Рассмотрим контакты с тремя типами пневматических приводов — трехмембранным, двухмембранным и одномембранным.

В дальнейшем изложении приняты следующие обо­ значения: р + — верхний уровень управляющего сигнала,

А

Рм

а)

Pi

РА

Рг

5)

Ра Ра

6)

Рис. 8.4. Схемы пульсирующего сопротивления с приводами контактов разных типов: а) трехыембранньши; б) двухмембравными; с) одноыембранными.

нижний уровень входного сигнала, Д3 ^>0.

В контакте с трехмембранным приводом (рис. 8.4, а) площади крайних мембран одинаковы, в связи с чем вели­ чина входного давления не влияет на усилие привода,

Пренебрегая площадью сопла, можно считать, что состоя­ ние привода определяется только давлениями в камерах а и б, т. е. привод разгружен.

Поскольку А р и Аэ —минимальные перепады давлений на входе привода, обеспечивающие соответственно раз­

Эти требования являются решающими при работе со­ противления на высоких частотах, когда в рабочем диапа­ зоне частот контактов с ростом частоты падает диапазон

4 ,

Рис. 8.5. Графическая иллюстрация условий работоспособности для сопротив­ ления с трехмембранными приводами.

изменения управляющего сигнала (из-за ограниченной мощности последнего).

Для оценки предельных значений параметров и сопо­ ставления рассмотренных контактов запишем соответст­ вующие системы неравенств, определяющие правильное функционирование сопротивлений, подставив в них зна­

Таким образом, при выполнении условий (8.15), (8.16) трехмембранные и двухмембранные контакты могут обес­ печить" нормальную работу сопротивления, причем все параметры контактов не выходят за пределы рабочего диа­ пазона, давлений (0—1,4 кгс/см2). Одномембранный

2 0 i ЭЛЕМЕНТЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ Т Е Х Н И К И [ГЛ. I I I

контакт может обеспечить нормальную работу сопротивле­ ния только при диапазоне изменения управляющего сиг­

ние, построенное на трехмембранных контактах, требует

ния каждого управляющего сигнала и делает возможным использование одномембранных контактов при стандарт­ ном диапазоне управляющих сигналов.

На рис. 8 . 6 изображена схема сопротивления 1—3 на трехмембранных контактах с одним из возможных команд­ ных устройств, формирующим два сдвинутых во времени управляющих сигнала. Один управляющий сигнал pt2 снимается с выхода генератора (реле 5 и сопротивление 6'),

приведена на рис. 8.7, а. Устранение короткого за­ мыкания достигается за счет предварительного сжатия

HI'

Ра\

Р—

т

\ 2

\Рг

S)

исполнительного узла, содержащего упругие сопла (за­ слонки). Условием работоспособности является:

chQ > Д р ,

где с — жесткость упругих сопел (заслонок) по давлению

деформации при нейтральном положении управляющего узла.

лонкойпоявится зазорен возрастет до o t m a x проводимость дного из контактов.] Таким образом, для замыкания

Рис. 8.7. Схемы пульсирующего сопротивления с одним приводом (а) и двой­ ным соплом (б).

Если упругие элементы исполнительного узла по рис. 8.7,а при нейтральном положении привода не деформированы, то схема не устраняет сквозного протока и может обеспе­ чить лишь приближенную реализацию с некоторой по­ грешностью.

Поскольку в этом случае упругие элементы не деформи­ рованы, то при разомкнутом одном контакте другой ока­ зывается замкнутым и условия работоспособности кон­ тактов следующие:

Рб>Р- + ДР , Р+ > Рб + д Р ,

в схеме № 3, однако эта схема содержит управляющий узел без короткого замыкания; один привод в схемах № 4 и № 5, однако необходимо обеспечить высокое быстродей­ ствие.

Целесообразность выбора типа привода в схемах пуль­ сирующего сопротивления определяется мощностью уп­ равляющего сигнала на максимальных рабочих частотах.

При необходимости получить максимальные рабочие частоты, если характеристика генератора управляющего сигнала задана и имеет ограничения по мощности в полосе пропускания приводов контактов, при соответственно рав­ ных мембранах приводов лучший результат может быть получен при использовании трехмембранных приводов, являющихся наиболее сложными конструктивно.

3. Основные параметры. Характеристиками контактов практически полностью определяется как работоспособ­ ность, так и точность работы пульсирующего сопротивле­ ния. Так, контакты определяют моменты подсоединения камеры к подводящим линиям, что существенно в связи с жестко заданной последовательностью работы сопротив­ ления, а также усилия, обеспечивающие размыкание, от которых зависит точность сопротивления, так как при не­ полном размыкании утечки искажают характеристику. От максимальной проводимости контакта в замкнутом состоя­ нии находятся в прямой пропорциональной зависимости предельные рабочие значения проводимости сопротивле­ ния, рабочей частоты и объема камеры. Конструкцией контакта определяется искажение забранной в камеру со­ противления порции газа, имеющее место при «затягива­ нии» избыточной дозы газа в момент размыкания контакта («нахлоп»).

принципом действия пульсирующего сопротивления за время, когда контакт не разомкнут и через него прохо­ дит газ, в камере V должно установиться давление под­ соединенной линии. Это означает, что время, отводимое управляющим сигналом для установления давления (t' или t"', рис. 8 . 1, б), должно быть не меньше отрезка вре­ мени ( t y 3 или 2У 2 соответственно), необходимого для этой цели в пульсирующем сопротивлении.

Отсюда длительность одного такта Т = t' + t" + 2At должна удовлетворять неравенству

Т > Цг + ty3 + 2At.

Приняв времена установления одинаковыми и обозначая их через ty * ) , имеем:

и следовательно, максимальная рабочая частота / = ЦТ передачи порций газа ограничена сверху величиной ( 2 г у +

+2At)~\

Выразим время установления t y через параметры сопро­ тивления.

Камера V с контактом, через который поступает газ, образует апериодическое звено, в связи с чем время уста­

Поскольку время установления конечно, то входное давление может установиться лишь с некоторым прибли­ жением:

лением предыдущего полутакта, когда устанавливалось

*) Время ty изменяется с давлением вследствие нелинейности пневматических сопротивлений. Здесь имеется в виду максимальное ty, имеющее место при максимальном давлении.