СТРУЙНОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМОЦИЛИНДРОМ
JET DEVICE FOR CONTROLLING PNEUMATIC CYLINDER

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации и может быть использовано в пневматических системах автоматического управления.
Известны схемы управления цилиндром по конечным положениям с использованием конечных выключателей (см., например, «Пневматические устройства и системы в машиностроении». Справочник. Под ред. Е.В.Герц, М.: Машиностроение, 1981, стр.302, рис.10.29) и схемы управления по давлению с использованием клапанов последовательности (см. там же, стр.302, рис.10.30).
Известны схемы управления, обеспечивающие контроль промежуточных положений цилиндра. Контроль может осуществляться, например, 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 предлагаемому изобретению по совокупности признаков является струйная схема управления возвратно-поступательным движением цилиндра, содержащая пневмоцилиндр, распределитель, пневмоусилитель, триггер с раздельными входами, собранный на базе двух струйных дискретных моностабильных элементов, кнопку «Пуск» и кнопку «Стоп» («Струйные логические элементы и устройства автоматического управления технологическим оборудованием». Отраслевой каталог. Под ред. Э.И.Чаплыгина, М.: ВНИИТЭМР, 1989, стр.47, рис.103).
Данная схема может обеспечивать работу цилиндра только при наличии конечных выключателей, которые устанавливаются непосредственно в зоне работы оборудования. Это усложняет конструкцию и снижает надежность. Также следует отметить, что если требуется изменить величину хода штока пневмоцилиндра (например, ограничив выдвижение штока упором или установив пневмоцилиндр другого типоразмера), то возникает необходимость в переналадке устройства путем изменения положения конечных выключателей.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции, повышение надежности, расширение функциональных возможностей.
Указанный технический результат достигается тем, что в струйном устройстве управления пневмоцилиндром, содержащем пневмоцилиндр, распределитель, пневмоусилитель, триггер с раздельными входами, построенный на струйных дискретных моностабильных элементах, управляемый кнопками «Пуск» и «Стоп», дополнительно установлен триггер со счетным входом, переключение которого происходит при подаче на его счетный вход сигнала нулевого уровня, а также струйный логический элемент «И» и настроечный дроссель, причем линия выхлопа распределителя соединена с входом настроечного дросселя и счетным входом триггера со счетным входом, выход триггера с раздельными входами, сигнал единичного уровня на котором устанавливается при нажатии кнопки «Стоп», соединен с установочным входом триггера со счетным входом, второй выход триггера с раздельными входами соединен с входом элемента «И», выход триггера со счетным входом, сигнал единичного уровня на котором устанавливается при подаче сигнала единичного уровня на его установочный вход, соединен со вторым входом элемента «И», выход элемента «И» соединен с входом пневмоусилителя, а выход настроечного дросселя сообщается с атмосферой.
Введение в схему триггера со счетным входом логического элемента «И», настроечного дросселя и соответствующих связей позволяет упростить конструкцию и повысить надежность за счет исключения из схемы управления конечных выключателей. Изменение величины хода штока пневмоцилиндра или замена его на пневмоцилиндр с иными геометрическими параметрами не требует переналадки устройства.
На чертеже изображено струйное устройство управления пневмоцилиндром.
Устройство включает в себя пневмоцилиндр 1, штоковая и поршневая полости которого связаны с распределителем 2. Линия выхлопа распределителя 2 связана с входом настроечного дросселя 3, выход которого сообщается с атмосферой, и со счетным входом триггера со счетным входом 4. Установочный вход триггера со счетным входом 4 связан с выходом 5 триггера с раздельными входами 6, а выход триггера со счетным входом 4, сигнал единичного уровня на котором устанавливается при подаче сигнала единичного уровня на его установочный вход, связан с входом логического элемента «И» 7. Второй вход логического элемента «И» 7 связан с выходом 8 триггера с раздельными входами 6, построенного на струйных дискретных моностабильных элементах 9, 10. Выход элемента «И» 7 связан с входом пневмоусилителя 11, который управляет распределителем 2. Триггер с раздельными входами 6 управляется кнопками «Стоп» 12 и «Пуск» 13, причем при нажатии кнопки «Стоп» 12 на выходе 5 триггера с раздельными входами 6 устанавливается сигнал единичного уровня, а на выходе 8 - сигнал нулевого уровня. При нажатии кнопки «Пуск» 13 на выходе 5 триггера с раздельными входами 6 устанавливается сигнал нулевого уровня, а на выходе 8 - сигнал единичного уровня.
Струйное устройство управления пневмоцилиндром работает следующим образом.
После подачи питающего воздуха на выходе 5 триггера с раздельными входами 6 устанавливается сигнал единичного уровня, а на выходе 8 - сигнал нулевого уровня. В результате происходит установка в исходное состояние триггера со счетным входом 4 и на его выходе устанавливается сигнал единичного уровня. После нажатия кнопки «Пуск» 13 триггер с раздельными входами 6 переключается. На выходе 8 этого триггера устанавливается сигнал единичного уровня. В результате на выходе элемента «И» 7 сформируется сигнал единичного уровня. Включится пневмоусилитель 11, переключая распределитель 2. Одновременно на установочном входе триггера со счетным входом 4 установится сигнал нулевого уровня. После начала выдвижения штока на счетном входе триггера со счетным входом 4 формируется сигнал единичного уровня за счет давления рабочей среды, вытесняемой поршнем из штоковой полости пневмоцилиндра 1. После окончания выдвижения на счетном входе триггера со счетным входом 4 формируется сигнал нулевого уровня и триггер переключится. На его выходе установится сигнал нулевого уровня. Отключится пневмоусилитель 11, распределитель 2 установится в исходное положение и начнется втягивание штока. В процессе втягивания штока на счетном входе триггера со счетным входом 4 - сигнал единичного уровня, а после окончания втягивания - сигнал нулевого уровня. Триггер со счетным входом 4 переключится и на его выходе установится сигнал единичного уровня. Далее цикл повторяется.
После нажатия кнопки «Стоп» 12 триггер с раздельными входами 6 переключается в исходное состояние и на выходе 8 устанавливается сигнал нулевого уровня. Усилитель 7 отключается, шток цилиндра 1 втягивается и работа прекращается.
С помощью настроечного дросселя 3 устанавливается требуемый уровень давления сигнала, подаваемого на счетный вход триггера со счетным входом 4. При увеличении давления, подаваемого в пневмоцилиндр, необходимо увеличивать рабочее проходное сечение дросселя и наоборот.
Струйное устройство управления пневмоцилиндром обладает широкими функциональными возможностями, так как возврат поршня может осуществляться при останове в любом промежуточном положении. Промежуточное положение может определяться, например, положением упора, который препятствует выдвижению штока. Формирование команды на реверсирование происходит без участия конечных выключателей. Исключение из процесса управления конечных выключателей упрощает конструкцию и повышает надежность. Роль конечных выключателей в данном случае выполняет струйный триггер со счетным входом.