ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИЗМ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ

Полезная модель относится к техническим средствам автоматизации и может быть использовано в пневматических системах автоматического управления.
Известны пневматические программные устройства, в которых формирование управляющих сигналов (команд) производится с помощью программоносителя, выполненного в виде перфокарты и связанного со штоком цилиндра («Пневматика и гидравлика. Приводы и системы управления». Выпуск 6. Под ред. Е.В.Герц, М.: Машиностроение, 1979, с.168).
Известны устройства, в которых управляющие сигналы формируются с помощью ряда датчиков, установленных на перемещающемся органе, и воздействующих, например, на неподвижный контакт (Авторское свидетельство №1826637, кл. F15B 15/28, «Гидроцилиндр с индикацией положения», бюл. №20 от 20.07.95) или с помощью одного перемещающегося конечного выключателя, на который воздействуют упоры, предварительно установленные в заданных положениях (Авторское свидетельство №339907, кл. G05B 19/44, «Гидравлическое программное устройство», бюл. №17 от 01.01.72).
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели по совокупности признаков является пневматическое программное устройство, содержащее цилиндр, в котором вдоль его образующей выполнены отверстия, поршень со штоком, установленный в цилиндре с образованием поршневой и штоковой полостей, триггер с раздельными входами один из выходов которого соединен со штоковой полостью, а второй выход соединен с поршневой полостью (Патент №2350791, кл. F15B 21/02, «Пневматическое программное устройство», бюл. №9 от 27.03.09).
Схема управления этого устройства достаточно сложна.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и повышение надежности.
Указанный технический результат достигается тем, что в пневматическом исполнительном механизме возвратно-поступательного движения, содержащем цилиндр, в котором вдоль его образующей выполнены отверстия, поршень со штоком, установленный в цилиндре с образованием поршневой и штоковой полостей, триггер с раздельными входами один из выходов которого соединен со штоковой полостью, а второй выход соединен с поршневой полостью, каждое из отверстий цилиндра связано с соответствующим выходом многопозиционного пневматического переключателя, вход которого связан с управляющим входом струйного дискретного моностабильного элемента, один из входов триггера с раздельными входами, по которому он переключается в состояние, соответствующее подаче сжатого воздуха в штоковую полость, соединен с инверсным выходом струйного дискретного моностабильного элемента, а второй аналогичный вход триггера с раздельными входами соединен с выходом пневмокнопки, формирующей команду на втягивание штока, вход триггера с раздельными входами, по которому он переключается в состояние, соответствующее подаче сжатого воздуха в поршневую полость, соединен с выходом пневмокнопки, формирующей команду на выдвижение штока.
Введение в схему механизма многопозиционного пневматического переключателя, в качестве которого может быть использован шестипозиционный переключатель типа ППМ (см. «Струйные логические элементы и устройства автоматического управления технологическим оборудованием». Отраслевой каталог. Под ред. Э.И.Чаплыгина, М.: ВНИИТЭМР, 1989, стр.31) и пневмокнопок, в качестве которых могут быть использованы пневмокнопки типа П1КН.3 (см. там же, стр.30), позволяет существенно упростить схему управления и обеспечить надежную работу механизма в ручном режиме.
На чертеже изображен пневматический исполнительный механизм возвратно-поступательного движения.
Механизм включает в себя цилиндр 1, поршень 2 со штоком, установленный в цилиндре 1 с образованием штоковой полости 3 и поршневой полости 4. Каждое из отверстий, выполненных вдоль образующей цилиндра 1, связано с соответствующим выходом многопозиционного пневматического переключателя 5. Вход переключателя 5 связан с управляющим входом струйного дискретного моностабильного элемента 6. Инверсный выход элемента 6 связан с одним из входов триггера с раздельными входами 7, по которому он переключается в состояние, соответствующее подаче сжатого воздуха в штоковую полость 3. Ко второму аналогичному входу триггера 7 подключен выход пневмокнопоки 8 («Назад»). К входу триггера с раздельными входами 7, по которому он переключается в состояние, соответствующее подаче сжатого воздуха в поршневую полость 4, подключен выход пневмокнопоки 9 («Вперед»). Выход 10 триггера с раздельными входами 7 подсоединен к подводящему каналу поршневой полости 4, а выход 11 триггера 7 подсоединен к подводящему каналу штоковой полости 3.
Пневматический исполнительный механизм возвратно-поступательного движения работает следующим образом.
Предварительно необходимо установить переключатель 5 в положение, соответствующее требуемой позиции останова. Допустим, поршень 2 со штоком требуется остановить в i-й позиции. В этом случае вход переключателя 5 соединен с его i-м выходом (как изображено на чертеже).
После подачи давления питания, на инверсном выходе элемента 6 появляется избыточное давление, в результате триггер 7 устанавливается в состояние, при котором сжатый воздуха поступает из выхода 11 в штоковую полость 3. Если поршень 2 не находился в исходном состоянии произойдет втягивание штока. Сжатый воздух через переключатель 5 от отверстия, соответствующего i-й позиции поступит на управляющий вход струйного дискретного моностабильного элемента 6. В результате на инверсном выходе элемента 6 установится сигнал нулевого уровня.
После нажатия кнопки 9 триггер с раздельными входами 7 переключится и сжатый воздух от выхода 10 поступит в поршневую полость 3. Начнется выдвижение штока. Рабочая среда (воздух), вытесняемая поршнем, поступает на управляющий вход струйного дискретного моностабильного элемента 6 и на инверсном выходе этого элемента сохраняется сигнал нулевого уровня. При достижении поршнем i-й позиции на управляющем входе струйного дискретного моностабильного элемента 6 появится сигнал нулевого уровня и на инверсном выходе этого элемента сформируется сигнал единичного уровня. Триггер с раздельными входами 7 переключится и с выхода 11 сжатый воздух поступит в штоковую полость 3, и начнется перемещение поршня со штоком в исходное положение (втягивание штока). После ухода поршня с i-й позиции на управляющий вход струйного дискретного моностабильного элемента 6 поступит сигнал единичного уровня, и на инверсном выходе этого элемента установится сигнал нулевого уровня. Устройство готово к повторному включению. При необходимости команду на втягивание штока можно сформировать нажатием кнопки 8. В этом случае триггер 7 установится в состояние, соответствующее подаче сжатого воздуха в штоковую полость.