ЛОГИЧЕСКИЙ ГИДРОКЛАПАН "ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ"

Полезная модель относится к области автоматизированного гидропривода и может быть использована в гидроприводах и системах гидроавтоматики.
Из существующего уровня техники известен перекидной продувочный клапан (патент РФ №2403482, «Перекидной продувочный клапан», МПК F16K17/36, опубл. 10.11.2010 г.), содержащий корпус, впускное и выпускное отверстия для текучей среды.
Также из уровня техники известен гидравлический логический элемент И (патент РФ №2021548, «Гидравлический логический элемент И», МПК F15C 3/00, опубл. 16.10.1994 г.), гидравлический логический элемент ИЛИ (патент US3366131 A, «Fluid logic element», МПК F15C 1/10, F15C 1/00, опубл. 30.01.1968 г.) и гидравлический логический элемент НЕ (патент US 3174497 A, «Fluid power amplifier not-gate», МПК F15C 1/00, F15C 1/14, опубл. 23.03.1965 г.), содержащие так же корпус, входные и выходные каналы, систему внутренних каналов и подвижные элементы. Соединение каналов и подвижных элементов позволяет получать выходной сигнал в соответствии с той или иной логической функцией.
Недостатком указанных устройств является то, что они не позволяют получать на их выходах сигнал в соответствие с логической функцией «Исключающее ИЛИ», иначе называемой функцией «неравнозначности».
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в расширении функциональных возможностей автоматизации гидроприводов и построения систем гидроавтоматики.
Указанный технический результат достигается за счет того, что логический гидроклапан содержит корпус, два логических гидравлических элемента «НЕ» с каналами питания и каналами слива жидкости, два логических гидравлических элемента «И» и один логический гидравлический элемент «ИЛИ», при этом первый входной канал логического гидроклапана «Исключающее ИЛИ» соединен с входом первого логического гидравлического элемента «НЕ» и с одним из входов второго логического гидравлического элемента «И», второй входной канал логического гидроклапана «Исключающее ИЛИ» соединен со входом второго логического гидравлического элемента «НЕ» и с одним из входов первого логического гидравлического элемента «И», выход первого логического гидравлического элемента «НЕ» соединен с другим входом первого логического гидравлического элемента «И», выход второго логического гидравлического элемента «НЕ» соединен с другим входом второго логического гидравлического элемента «И», выход первого логического гидравлического элемента «И» соединен с первым входом логического гидравлического элемента «ИЛИ», а выход второго логического гидравлического элемента «И» соединен со вторым входом логического гидравлического элемента «ИЛИ», при этом выходной канал логического гидравлического элемента «ИЛИ» является основным выходным каналом логического гидроклапана «Исключающее ИЛИ».
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлен общий вид гидравлического логического элемента «Исключающее ИЛИ» в разрезе; на фиг. 2 - таблица истинности, описывающая работу полезной модели.
Так, на фиг. 1 устройство содержит корпус 1, в который интегрированы логические элементы: два логических гидравлических элемента «НЕ» 2 и 3 с входами 2.1 и 3.1 и выходами 2.2 и 3.2, два логических гидравлических элемента «И» 4 и 5 с входами 4.1, 4.2, 5.1, 5.2 и выходами 4.3, 5.3, один логический гидравлический элемент «ИЛИ»6 с входами 6.1, 6.2 и выходом 6.3, представляющим собой основной выходной канал логического гидроклапана «Исключающее ИЛИ». В корпусе имеются каналы подвода сигналов Х1 и Х2. Канал П предназначен для обеспечения на выходах логических гидравлических элементов «НЕ» 2 и 3 логической единицы, когда на их входы 2.1 и 3.1 не поступает сигнал. Логические гидравлические элементы «НЕ» 2 и 3 выходными каналами 2.2 и 3.2 соединяются с логическими гидравлическими элементами «И» 4 и 5: выход 2.2 с входом 4.1 и выход 3.2 с входом 5.1. Сигнал с канала Х2 подается на вход 5.2 второго логического гидравлического элемента «И» 5, а сигнал с канала Х1 подается на вход 4.2 первого логического гидравлического элемента «И» 4. Логические гидравлические элементы «И» 4 и 5 соединяются с входами логического гидравлического элемента «ИЛИ» 6: выход 4.3 с входом 6.1 и выход 5.3 с входом 6.2. На выходе 6.3 логического гидравлического элемента «ИЛИ» 6 формируется сигнал функции Y.
Работа устройства реализуется в соответствии с таблицей истинности (Фиг. 2). Рассмотрим каждую из строчек данной таблицы.
1. Когда сигналы Х1 и Х2 равны 0. В этом случае логические гидравлические элементы «НЕ»2 и 3 подают на входа 4.1 и 5.1 логических гидравлических элементов «И» единичный сигнал (так как в канале П всегда присутствует сигнал логической «1»), в результате чего последние (4 и 5) в соответствии с логикой работы запираются и на выходах 4.3 и 5.3 устанавливается логический «0». Следовательно, на входы (6.1, 6.2) логического гидравлического элемента «ИЛИ» не приходит сигнал логической единицы, и на выходе (6.3) из устройства нет единичного сигнала (Y=0)
2. Когда на Х1 подается логический сигнал «1», а на входе Х2 сигнал равен «0» (2 строка таблицы истинности). В этом случае на вход 2.1 подается логический сигнал «1» (поступает жидкость), она воздействует на движимый часть логического гидравлического элемента «НЕ» (2), вызывая его запирание, в результате чего на его выходе 2.2 будет сигнал логического «0» (жидкость не будет поступать). Одновременно с входа Х2 и выхода 2.2 на входы 4.2 и 4.1 соответственно подается логический «0» и на выходе 4.3 логического гидравлического элемента «И» (4)отсутствует сигнал («0»). Тем временем с входа Х1 на вход 3.1 подается логический «0», вызывая, в соответствии с логикой его работы логического гидравлического клапана «НЕ» (3), формирование на выходе 3.2 логической «1». Далее на входы 5.1 и 5.2 логического гидравлического элемента «И» (5) подаются логические сигналы «1» с выхода 3.2 и входа Х1 соответственно, в результате чего логический гидравлический элемент остается открытым и на его выходе 5.3 формируется логический сигнал «1». С учетом вышесказанного, можно увидеть, что на входе 6.1 логического гидравлического элемента «ИЛИ» (6) отсутствует единичный сигнал, а на вход 6.2 с выхода 5.3 подается логический сигнал «1», поэтому на выходе логического гидравлического элемента «ИЛИ» 6 будет формироваться логическая «1», что полностью соответствует таблице истинности.
3. Аналогичным образом можно описать третий случай, когда на входе Х1 нет сигнала, а на вход Х2 подается логический сигнал «1». В этом случае на выходе 5.3 логического гидравлического элемента «И» (5) отсутствует положительный сигнал, т.к. на его входах 5.1 и 5.2 с выхода 3.2 (инвертированный сигнал «1») и с входа Х1 поступает логический «0», а логический гидравлический элемент «И» (4) отпирается, т.к. на его вход 5.1 со стороны логического гидравлического элемента «НЕ» (3.2) поступает «1», и со стороны канала Х2 подается сигнал «1» на вход 5.2. Вследствие вышесказанного логический гидравлический элемент «ИЛИ» (6) отпирается (так как на вход 6.1 подается логический сигнал «1»), и на выходе Y устройства формируется логический сигнал 1 (вторая строчка таблицы истинности).
4. В случае, когда на каждый вход Х1 и Х2 подается сигнал «1», логические гидравлические элементы «НЕ» (2,3) запираются, и на логические гидравлические элементы «И» подается сигнал логической «1» только с одной стороны (4.2 и 5.2), т.е. логические гидравлические элементы «И» (4 и 5) запираются. И, как следствие, на входах 6.1, 6.2 логического гидравлического элемента «ИЛИ» (6) отсутствует положительный сигнал, и на выходе устройства формируется нулевой сигнал (Y=«0»).
Таким образом, данное устройство реализует логическую функцию «Исключающее ИЛИ».
Данную полезную модель можно использовать в качестве управляемого гидравлического инвертора. Возможно также производить смешивание сигналов для формирования требуемой длины управляющего выходного сигнала и формировать короткие импульсы на выходе, тем самым обеспечивая ступенчатое управление гидроцилиндром или гидромотором. Полезная модель может широко применяться в гидросистемах управления технологическими процессами в химической, нефтеперерабатывающей промышленности, на нефте-, газо- и угледобывающих предприятиях.