струйное устройство для определения знака производной

Формула изобретения

Струйное устройство для определения знака производной, содержащее пропорциональный струйный усилитель, каналы управления которого соединены между собой линиями связи, которые снабжены пневматическими сопротивлениями и пневматической емкостью, а к точке соединения линий связи подключен канал входного давления, отличающееся тем, что точка соединения линий связи и канала входного давления соединена с каналом питания усилителя дополнительной линией связи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к управляющим системам пневмогидроавтоматики, в частности к системам экстремального регулирования.

Известен струйный датчик определения знака производной (Л.А.Залманзон, Теория аэрогидродинамических систем автоматического управления с. 233, 234, рис 3.2в) построенный на дискретном струйном элементе. Однако этот датчик имеет широкую петлю гистерезиса, что существенно снижает его чувствительность к величине изменения входного давления, и следовательно снижает качество регулирования всей системы.

Наиболее близким техническим решением является струйный датчик определения знака производной (сигнум-датчик) (Л.А.Залманзон, с. 247, 248, рис 3.6г) состоящий из пропорционального струйного усилителя, каналы управления которого соединены между собой линиями связи, в которые встроены пневматические сопротивления и пневматическая емкость, а к точке соединения линий связи подключен канал входного давления.

Однако известное устройство имеет недостатки. Рабочим диапазоном его является линейная часть статической характеристики, которая затем переходит в область насыщения. Поэтому при увеличении входного давления при постоянном давлении питания рабочая точка перемещается с рабочего участка характеристики в зону насыщения и устройство перестает работать, имея при этом достаточно узкий диапазон измерения (диапазон воспринимаемого входного давления) и низкую чувствительность.

Техническим результатом заявляемого струйного устройства для определения знака производной является расширение диапазона регулирования и повышение чувствительности.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в струйном устройстве для определения знака производной, содержащим пропорциональный струйный усилитель, каналы управления которого соединены между собой линиями связи, которые снабжены пневматическими сопротивлениями и пневматической емкостью, а к точке соединения линий связи подключен канал входного давления, точка соединения линий связи и канала входного давления соединена с каналом питания усилителя.

Объединение точки соединения линий связи каналов управления усилителя и канала входного давления с каналом питания усилителя обеспечивает постоянное согласование давлений управления усилителя и давления его питания, что обуславливает постоянство расположения рабочей точки на линейном участке статической характеристики усилителя, что в свою очередь устраняет возможность искажения сигнала устройства при росте входного давления и, следовательно, расширяет диапазон воспринимаемого давления и, следовательно, расширяет диапазон воспринимаемого давления. Кроме того, предложенное техническое решение обеспечивает практически постоянное соотношение между давлением управления усилителя и давлением его питания, что делает чувствительность устройства постоянной и достаточно высокой во всем диапазоне изменения входного давления.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволили установить, что заявителем не обнаружен аналог характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня, заявитель провел дополнительный поиск известных решений, с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

На рисунке показана схема струйного устройства для определения знака производной.

Струйное устройство состоит из струйного пропорционального усилителя 1. Имеющего канал питания 2, каналы управления 3 и 4, и выходные каналы 5 и 6. Каналы управления 3 и 4 соединены линиями связи 7 и 8. Линии связи 7 и 8 снабжены пневматическими сопротивлениями и пневматической емкостью, причем одна из ветвей снабжена одним сопротивлением R2, а вторая сопротивлением R1 и пневмоемкостью C, которые образуют инерционное звено R-C. К точке соединения линий связи 7 и 8 подключен канал входного давления 10. Точка 9 соединения линий связи и входного давления соединена с каналом питания 2 струйного пропорционального усилителя дополнительной линией связи 11.

Струйное устройство для определения знака производной работает следующим образом. Входное давление Pв подается на входные каналы 3 и 4 через линии связи 7 и 8, причем в 8 встроено инерционное звено R-C. Когда входное давление Pв нарастает в канале 7 управляющее давление увеличивается с опережением по сравнению с каналом 8, за счет цепи задержки RC, из-за этого образуется перепад давления в каналах управления так, что давление в канале 3 больше чем в канале 4. За счет этого перепада струя вытекающая из канала питания отклоняется в сторону канала 5. При этом выходное давление в канале 5 больше, чем в канале 6.

В случае, когда к каналу питания подводится независимое от входного давление питания, с ростом входного давления рабочая точка усилителя смещается в зону насыщения, так как растут давления управления при неизменном давлении питания и устройство перестает воспринимать входное давление.

При соединении точки 9 и канала питания 2 дополнительной линией связи 11 давление питания струйного усилителя зависит от величины входного давления. Это позволяет согласовать давление управления усилителя и давление питания, то есть с ростом входного давления растут соответствующим образом давление управления в каналах 7 и 8 и давление питания в канале 2. В этом случае рабочая точка усилителя остается на линейном участке его характеристики при любом значении входного давления, так как отношение между давлениями управления и питания сохраняется постоянным. Поэтому расширяется диапазон измеряемого давления. Кроме того, возрастает чувствительность устройства, так как с ростом давления питания растет мощность силовой струи усилителя, что позволяет реагировать датчику с большей интенсивностью на минимальное изменение входного сигнала.

Все эти эффекты достигаются за счет того, что канал питания усилителя использован в качестве дополнительного канала управления.

Таким образом, соединение канала подвода входного давления с каналом питания усилителя и с его управляющими каналами обеспечивает постоянство соотношений между всеми давлениями, действующими в усилителе, что обуславливает стабильность работы всего устройства в целом, расширяет диапазон измерения за счет увеличения воспринимаемого датчика входного давления, повышает чувствительность датчика.

Итак, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, предназначен для применения в промышленности где используются системы пневмогидроавтоматики, в частности системы экстремального регулирования.

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".