CS274009B1 - Digital electropneumatical converter - Google Patents

Description

Vynález sa týká digitálneho elektropneumatického prevodníka na priame číslicové riadenie prietoku alebo tlaku tlakového média v pneumatických sústavách a mechanizmoch.

Doteraz sa na spojité reguláciu prietoku alebo tlaku plynov pomocou elektrického signále používajú proporcionálně prie tokové alebo tlakové elektromagnetické ventily. Tieto pozostávajé z proporcionálneho elektromagnetu, ktorého kotva vyvodzuje silu alebo dráhu, ktorá je lineárně úměrná prúdu pretekajúcemu cez cievku proporcionálneho elektromagnetu. Kotvou sa přestavuje posúvač alebo tanierový ventil, ktorý riadi prietok plynu cez štrbiny posúvača alebo prostredníctvom vyrovnania pósobiacich sil tlaku na výstupe tanierového ventilu. Prietok alebo tlak plynu je proporcionálně úměrný prúdu pretekajúcemu cez elektromagnet ventilu. Používajú sa tiež regulátory tlaku pracujúsl m principe dýza-klapka, pričom poloha klapky je ovládaná piezoelektrickým členom. Nevýhodou je, že tieto elektropneumatické převodníky sa vyznačujú určitou nelinearitou a hysterézou. Přesnost funkcie je ovplyvnená třením posúvača, resp. tanierového ventilu v uležení, parazitnými prietokmi a nečistotami v plyne. Na priame číslicové riadenie vyžadujú číslicovo-analogový převodník a v případe proporcionálneho elektromagnetu ešte převodník napátia na prúd.

Uvedené nedostatky odstraňuje digitálny elektropneumatický převodník s vstupom tlakového média a výstupom tlakového média a s riadiacim elektrickým vstupom podía vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že medzi vstup tlakového média a výstup tlakového média sú paralelné zaradené najmenej dve vetve pozostávajúce z dvojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventilov alebo z trojcestných dvojpolohových ventilov s jedným vstupom zaslepeným a z kalibrovaných cloniek alebo obojsmerných škrtiacich ventilov, pričom prietokové poměry cez jednotlivé kalibrované clonky, resp. obojsmerné škrtiace ventily v uvedenom poradí sú v pomere 2θ : 2¹ : 2^ : .....: 2^.

Vynález digitálneho elektropneumatického prevodníka umožňuje priame číslicové ovládanie logickým signálom bez potřeby dalších prevodníkov.

Usporiadanie digitálneho elektropneumatického prevodníka podía vynálezu je schematicky znázorněné na připojených výkresech, kde na obr. 1 je schematicky znázorněný digitálny elektropneumatický převodník s dvojcestnými dvoupolohovými elektromagnetickými ventilmi a kalibrovanými clonkami a na obr. 2 je schematicky znázorněný digitálny elektropneumatický převodník s trojcestnými dvoupolohovými elektromagnetickými ventilmi s jedným vstupom zaslepeným a s obojsmernými škrtiacimi ventilmi.

Digitálny elektropneumatický převodník pozostáva z dvojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventilov 30, 3L. 32,....3k, alebo trojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventilov £0, 61, 62......6k s jedným vstupom zaslepeným, ktoré sú zapojené do série s kalibrovanými clonkami 40, 41, 42......4k alebo obojsmernými škrtiacimi ventilmi 70,

71. 72......7k a vytvára rad najmenej dvoch paralelných vetiev 10, 11. 12......lk. Vetve

10, 11, 12.....lk sú zapojené paralelné medzi vstup 1. tlakového média a výstup 2_ tlakového média. Kalibrované clonky 40, 41, 42......4k resp. obojsmerné škrtiace ventily 70, 71', 72,

.....7k sú nastavené tak, aby prietoky cez paralelné vetve 10, 11, 12,.....lk v uvedenom

12 k poradí boli v pomere 2 : 2 : 2 :...:2, kde k je počet paralelných vetiev. Oigitálny elektropneumatický převodník je ovládaný elektrickým signálom připojeným na riadiací elektrický vstup 2 digitálneho elektropneumatického prevodníka prostredníctvom vstupných svoriek 50, 51, 52,...,5k. Riadiaci elektrický signál je kódovaný v paralelnom k-bitovom binárnom kóde, pričom elektrický signál zodpovedájúci bitu s najváčšou váhou je připojený k vstupnej svorke 50 paralelnej vetve JLO., elektrický signál s najbližšou nižšou váhou je připojený k vstupnej svorke 51 paralelnej vetve 11 prietok ktorou je presne polovičný y porovnaní s prietokom cez predošlú paralelné vetvu 10 atď,, kým sa nevyčerpá všetkých k paralelných větví, t.j. najmenej dve paralelné vetve. Teda signál s najmenšou váhou je připojený na vstupnú svorku 5k paralelnej vetve lk cez ktorú je prietok 2 -krát menší ako prietok cez paralelné vetvu 10.

CS 274 009 Bl

Digitálny elektropneumatioký převodník je vstupom 2 tlakového média připojený k zdrojů tlakovej energie a k výstupu 2 tlakového média je připojené zariadenie, v ktorom sa má regulovat tlak alebo prietok. Riadiaci elektrický vstup 2 j^e připojený k výstupu číslicového zariadenia, napr. k výstupnému portu mikropočítača, v ktorom sa generuje paralelný binárny kód. Hodnotou kódového slova je riadená požadovaná hodnota výstupnej veličiny z digitáleho elektropneumatiokého prevodníka, napr. prietok. Podía hodnoty kódového slova z číslicového zariadenia je na jednotlivých vstupných svorkách 50, 51, 52,.....5k přítomný alebo nepřítomný elektrický signál. Podía toho příslušný dvojcestný dvojpolohový elektromagnetický ventil

30, 31, 32,...3k, resp. trojcestný dvojpolohový elektromagnetický ventil 60, 61, 62....6k s jedným vstupom zaslepeným prepušla alebo neprepúšla cez kalibrované clonku 40. Alt 42,

.... 4k resp. obojsmerný škrtiaci ventil 70, 71, 72,...7k tlakové médium. Prietoky cez jednotlivé paralelné vetve 10. 11, 12,...lk sú odstupňované v pomere 2θ : 2^ : 2^ ; ... 2^, » . L· čo umožňuje vytvořit spolu 2 roznych hodnůt, t.j, najmenej štyn různé hodnoty, vrátane stavu keď cez digitálny elektropneumatický převodník tlakové médium neprechádza. Cez digitálny elektropneumatioký převodník prúdi tlakové médium zo vstupu 1Λlakového média na výstup 2 tlakového média s prietokom, ktorého veíkosl je daná hodnotou kódového slova vydaného z číslicového zariadenia. Ak v určitom okamihu vydá číslicové zariadenie nové kódové slovo, zmenia sa hodnoty elektrických signálov na jednotlivých vstupných svorkách 50, li. 52....5k a změní sa otvorenie jednotlivých dvojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventilov 30,

31, 22,...3k, resp. trojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventilov 60, 61. 62.

...,6k s jedným vstupom zaslepeným. Změní sa prietok média cez jednotlivé paralelné vetve 10, 11, 12,...lk. Cez digitálny elektropneumatický převodník prúdi tlakové médium zo vstupu 2 tlakového média na výstup Ϊ tlakového média s hodnotou, ktorá je daná novým kódovým slovom vydaným z číslicového zariadenia.

Digitálny elektropneumatický převodník možno využil při priamom číslicovom riadení tlaku alebo prietoku v pneumatických sústavách, kde sa požaduje v čase spojité menii tlak alebo prietok tlakového média a nie sú kladené veíké nároky na rozlišovaciu schopnosl. Možno ho použil v pneumatických sústavách na riadenie, reguláciu a automatizáciu v různých odvetviach priemyslu a dopravy ako aj v robotike. Osobitne ho možno použil na priame číslicové elektronické riadenie dynamických pneumatických sústav a mechanizmov .

Claims (2)

1. PREDMET VYNÁLEZU

   Digitálny elektropneumatický převodník s vstupom a výstupom tlakového média a s riadiacim elektrickým vstupom vyznačujúci sa tým, že medzi vstup (1) tlakového média a výstup (2) tlakového média sú paralelné zaradené najmenej dve vetve (10,11,12,...lk), pozostávajúce z dvojcestných dvojpolohových elektromagnetických ventil<v(30,31,32.....3k) alebo z trojcestných dvojpolohových elektromagentických ventilov (60,61,62,...,6k) s jedným vstupom zaslepeným a z kalibrovaných cloniek (40,41,42.....4k) alebo obojsmerných škrtiacich ventilov (70,71,72,...,7k), pričom prietokové poměry cez jednotlivé kalibrované clonky (40,41,

   42,...,4k), resp. obojsmerné škrtiace ventily (70,71,72,...,7k) v uvedenom poradí sú v po2 výkresy

   CS274 009 Bl