исполнительный механизм с индикацией окончания перемещения поршня

Формула изобретения

Исполнительный механизм с индикацией окончания перемещения поршня, содержащий цилиндр, поршень со штоком, установленный в цилиндре с образованием поршневой и штоковой полостей, каждая из которых имеет подводящий канал, отличающийся тем, что он снабжен двумя струйными дискретными моностабильными элементами, причем вход первого струйного дискретного моностабильного элемента связан с подводящим каналом штоковой полости, а вход второго струйного дискретного моностабильного элемента связан с подводящим каналом поршневой полости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации и может быть использовано в пневматических и гидравлических системах автоматического управления.

В процессе работы пневматических и гидравлических механизмов возвратно-поступательного движения контроль крайних положений, как правило, осуществляется с помощью конечных выключателей (см., например, «Струйные логические элементы и устройства автоматического управления технологическим оборудованием». Отраслевой каталог. Под ред. Э.И. Чаплыгина, М.: ВНИИТЭМР, 1989, стр.47, рис.103) или датчиков давления (см., например. Авторское свидетельство №1180565, кл. F15В 15/28 «Цилиндр с датчиком крайних положений поршня», бюл. №35 от 23.09.85).

Известны механизмы, в которых контролируются промежуточные положения исполнительного органа. Контроль может осуществляться с помощью ряда датчиков, установленных на перемещающемся органе и воздействующих, например, на неподвижный контакт (Авторское свидетельство №1826637, кл. F15В 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).

Недостатком этих устройств является их сложность и возможность получения информации только в точках, определяемых положением датчиков или упоров, причем с увеличением числа контролируемых промежуточных положений исполнительного органа сложность конструкции возрастает.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является исполнительный механизм с датчиками крайних положений поршня, содержащий цилиндр и поршень со штоком, установленный в цилиндре, с образованием поршневой и штоковой полостей, каждая из которых имеет подводящий канал (Авторское свидетельство №1386762, кл. F15В 15/28, «Исполнительный механизм с датчиком крайних положений поршня», бюл. №13 от 07.04.88).

Недостатком этого устройства является его сложность и возможность получения информации при останове поршня только в крайних положениях.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и повышение надежности, а также повышение функциональных возможностей.

Указанный технический результат достигается тем, что исполнительный механизм с индикацией окончания перемещения поршня, содержащий цилиндр и поршень со штоком, установленный в цилиндре, с образованием штоковой и поршневой полостей, каждая из которых имеет подводящий канал, снабжен двумя струйными дискретными моностабильными элементами, причем вход первого струйного дискретного моностабильного элемента связан с подводящим каналом штоковой полости, а вход второго струйного дискретного моностабильного элемента связан с подводящим каналом поршневой полости. Введение струйного дискретного моностабильного элемента, вход которого связан с подводящим каналом штоковой полости, позволяет получить информацию при останове поршня в произвольном положении в процессе втягивания штока поршня. Введение струйного дискретного моностабильного элемента, вход которого связан с подводящим каналом поршневой полости, позволяет получить информацию при останове поршня в произвольном положении в процессе выдвижения штока поршня.

На фигуре изображен исполнительный механизм с индикацией окончания перемещения поршня.

Исполнительный механизм с индикацией окончания перемещения поршня содержит цилиндр 1, поршень 2 со штоком, установленный в цилиндре 1 с образованием штоковой полости 3 и поршневой полости 4. Поршневая полость 4 имеет подводящий канал 5, а штоковая полость 3 - подводящий канал 6. Подводящий канал 5 сообщается с входом струйного дискретного моностабильного элемента 7, имеющего прямой 8 и инверсный 9 выходы. Подводящий канал 6 сообщается с входом струйного дискретного моностабильного элемента 10, имеющего прямой 11 и инверсный 12 выходы.

Исполнительный механизм с индикацией окончания перемещения поршня работает следующим образом.

После подачи питающей среды по подводящему каналу 5 в поршневую полость 4 начнется перемещение поршня 2 и выдвижение штока. Часть рабочей среды, вытесняемой поршнем 2 из штоковой полости 3, через подводящий канал 6 поступает на вход струйного дискретного моностабильного элемента 10. В результате произойдет переключение этого элемента, и питающий поток из инверсного выхода 12 перебросится в прямой выход 11. При остановке поршня 2 в крайнем положении или в произвольном промежуточном положении, которое может определяться любым устройством, препятствующим выдвижению штока поршня 2, истечение рабочей среды в подводящий канал 6 прекращается. Питающий поток из прямого выхода 11 струйного дискретного моностабильного элемента 10 перебрасывается в инверсный выход 12.

Таким образом, после окончания выдвижения штока поршня 2, то есть при останове поршня 2 в крайнем или любом промежуточном положении, на инверсном выходе 12 струйного дискретного моностабильного элемента 10 происходит смена сигнала нулевого уровня на сигнал единичного уровня. Эта информация в совокупности с логическим сигналом на выдвижение штока поршня 2 может быть использована управляющим устройством для формирования управляющих команд, например, на смену операции (продолжение цикла) или возврат поршня 2 в исходное положение.

При подаче питающей среды по подводящему каналу 6 в штоковую полость 3 начнется перемещение поршня 2 и втягивание штока. Часть рабочей среды, вытесняемой поршнем 2 из поршневой полости 4, через подводящий канал 5 поступает на вход струйного дискретного моностабильного элемента 7. В результате произойдет переключение этого элемента, и питающий поток из инверсного выхода 9 перебросится в прямой выход 8. При остановке поршня 2 истечение рабочей среды в подводящий канал 5 прекращается. Питающий поток из прямого выхода 8 струйного дискретного моностабильного элемента 7 перебрасывается в инверсный выход 9.

Таким образом, после окончания втягивания штока поршня 2 на инверсном выходе 9 струйного дискретного моностабильного элемента 7 происходит смена сигнала нулевого уровня на сигнал единичного уровня. Эта информация в совокупности с логическим сигналом на втягивание штока поршня 2 также может быть использована управляющим устройством для формирования управляющих команд.

Исполнительный механизм с индикацией окончания перемещения поршня обладает широкими функциональными возможностями. Это обусловлено тем, что после останова поршня происходит формирование команды на последующие действия при любом положении поршня и без использования датчиков положения. Исключение из процесса управления датчиков положения упрощает конструкцию и повышает надежность. Функцию датчиков положения в данном исполнительном механизме выполняют струйные дискретные моностабильные элементы.