Приборы для обеспечения заданной цикличности операций

Во многих случаях требуется обеспечить в работе системы какой-либо машины заданную цикличность (заданные паузы) между ходами. В част­ности, в дискретных системах управления часто требуется обеспечить задан­ную выдержку времени между моментом подачи (или снятия) сигнала и началом срабатывания того или иного исполнительного устройства. Послед­нее достигается с помощью реле выдержки времени, принцип действия кото­рого аналогичен действию гидравлического реле времени (см. рис. 86).

Конструктивно он отличается от гидравлического тем, что герметизация здесь выполнена резиновыми мембранами и манжетами. Длительность (время) выдержки определяется временем истечения некоторого объема воздуха через регулируемый дроссель.

Для создания пневматических реле выдержки времени используются процессы наполнения или опоражнивания через дроссель некоторого объема (ресивера). Время повышения или понижения давления до заданной вели­чины регулируется, как и в аналогичных гидравлических устройствах, изменением объема ресивера или проходного сечения дросселя.

На рис. 253, а приведена схема одного из типов реле выдержки времени,
в котором обеспечение времени осуществляется за счет наполнения ресивера
через дроссель.

Реле состоит из двух дросселей 2 и 4, ресивера 7, командного поршня 8 и трехходового клапанного распределительного устройства 11, через кото­рое питается исполнительный пневмодвигатель. Клапан 10 этого устройства постоянно закрыт и приводится в действие поршнем 8 реле выдержки вре­мени по сигналам давления воздуха в ресивере 7. В нижнем положении этого поршня канал d пневмодвигателя перекрыт.

При пуске системы сжатый воздух поступает по трубопроводу /, от кото­рого часть потока направляется через регулируемый дроссель 2 в верхнюю полость с цилиндра и через регулируемый дроссель 4 в нижнюю полость b этого цилиндра и ресивер 7. Одновременно с этим воздух поступает под мембрану 5 и, прогибая ее, отсекает с помощью клапана 6 ресивер 7 от атмо­сферы (от канала а).

По.истечении некоторого промежутка времени, определяемого объемом ресивера 7 и регулировкой дросселя 4, давление в ресивере, а следовательно, и в полости b под поршнем 8 повысится до величины, способной преодолеть силы сопротивления, действующие на поршень 8. При этом последний пере­местится в верхнее положение и своим упором открывает клапан 10. Одно­временно с этим поршень 8 открывает также клапан 3, соединяя полость с с атмосферой, благодаря чему дальнейшее перемещение этого поршня в верх­нее крайнее положение произойдет практически мгновенно, а следовательно, мгновенно появится сигнал в виде давления в выходном канале d. После снятия сигнала с входного трубопровода / путем сообщения его с атмосферой давление под мембраной 5 упадет, в результате клапан 6 откроется, соединяя полость Ъ и ресивер 7 с атмосферой, в результате поршень 8 под действием пружины 9 распределителя 11 переместится в нижнее положение, в котором канал d отключается от канала е питания.

На рис. 253, б показана схема реле, принцип действия которого основан на опоражнивании ресивера. Сжатый воздух поступает к входному трубо­проводу 8 и перемещает золотник 1 в правое положение, в результате трубо­провод 2, ведущий к рабочей полости исполнительного пневмодвигателя, соединяется с питающим трубопроводом 8 и канал а, соединенный со второй полостью двигателя, — с атмосферой. Одновременно сжатый воздух, посту­пающий от трубопровода 2 к левому торцу золотника 7, перемещает его в правое положение (изображено на рисунке), после чего начинается запол­нение ресивера 6 до давления магистрали.

При подаче сигнала в виде давления сжатого воздуха к трубопроводу 5 золотник 7 вследствие разности площадей правого и левого торцов переклю­чается в левое положение, в результате канал а соединяется с нагнетательной магистралью, а ресивер 6 — через регулируемый дроссель 3 с атмосферой.

Через некоторый промежуток времени давление в магистрали 4 пони­зится в результате разрядки ресивера до величины, при которой усилие, действующее на левый торец золотника 1, преодолевает силы сопротивления устройства, и золотник переключается в правое положение, в котором выход­ной трубопровод 2 соединяется с магистралью, а канал а — с атмосферой.

После снятия управляющего сигнала с входного трубопровода 5 золот­ник 7 перемещается в правое положение под действием давления сжатого воздуха, подаваемого из трубопровода 2.

Ресивер соединяется с магистралью, и цикл повторяется.

На рис. 253, в представлена схема реле, в котором длительность выдержки определяется одновременной регулировкой наполнения и опоражнивания проточного ресивера 2 постоянного объема. Сжатый воздух от трубопро­вода 8 поступает к регулируемому дросселю 1, заполняет ресивер 2 и одно­временно через дроссель 3 выходит в атмосферу.

При соответствующей регулировке сопротивлений дросселей 1 я 3 (см. также рис. 266) давление в ресивере 2 будет повышаться, и по достижении значения, достаточного для преодоления силы сопротивления пружины 5, золотник 4 переключится в правое положение. В этом положении входная магистраль 6 соединится с каналом Ь, а канал а — с атмосферой. Поскольку эти каналы соединены с рабочими полостями исполнительного пневмо­двигателя, это вызовет изменение направления его движения.

После снятия сигналов с трубопровода 8 ресивер 2 быстро опоражни­вается через обратный клапан 7, в результате золотник 4 под действием пру­жины 5 возвращается в левое положение, в котором канал а соединяется с магистралью, а канал b — с атмосферой.

Подбором сопротивлений дросселей 1 и 3 и объема ресивера 2 можно обеспечить в широком интервале заданное время выдержки. Опыт

показывает, что при достаточно хорошей очистке сжатого воздуха пнев­матические реле выдержки времени являются одними из наиболее надежных и долговечных, а практическая стабильность вязкости в различных темпера­турных условиях обеспечивает им относительно высокие точность и стабиль­ность продолжительности выдержки. Схема устройства подобного назначе­ния представлена на рис. 254. В системе применены два вспомогательных воздушных ресивера 10 и 13. Воздух поступает от источника питания к двум клапанам 3 и 5, один из которых (3) соединен с верхней полостью пневмоцилиндра 8 и второй — с нижней его полостью. Клапан 3 пружиной 2 устанавливается в положение (изображено на рис. 254), при котором откры­вается проходной канал подачи сжатого воздуха в верхнюю полость пневмо-

цилиндра 8. Этот канал перекрывается с помощью подачи из вспомогатель­ного воздушного ресивера 13 в цилиндр / воздуха под сигнальным давле­нием. При этом нижний канал клапана 3 перекрывается, а верхний, соеди­ненный с атмосферой, открывается. Второй же клапан 5 соединяет камеру клапана (верхнее окно) с атмосферой и перекрывает питающий канал, откры­вая его мембранным приводом 6.

Из схемы следует, что в начальный момент действия системы сжатый воздух поступает в верхнюю полость цилиндра 8, перемещая его поршень вниз. Нижняя полость цилиндра 8 в это время соединена через верхнее окно клаггана 5 с атмосферой. Одновременно с этим сжатый воздух поступает через обратный клапан 7 во вспомогательный ресивер 10 и мембранный привод 6. Объем ресивера 10 выбран таким, что повышение давления в нем до значения, необходимого для перемещения мембраны привода 6, произойдет как раз за отрезок времени, равный времени перемещения поршня силового цилиндра 8. В результате в момент окончания хода поршня клапан 5 пере­ключится и сжатый воздух направится в нижнюю полость цилиндра. Поскольку на поршень цилиндра при этом действует давление воздуха с обеих сторон, он находится в покое, что соответствует первой паузе в ра­боте.

Одновременно с подачей воздуха в нижнюю полость цилиндра 8 начнется наполнение через обратный клапан 11 дополнительного ресивера 13.

Как только давление в резервуаре станет достаточным для преодоления усилия пружины 2 клапана 3, последний переключится и соединит верхнюю полость цилиндра 8 с атмосферой, в результате поршень начнет переме­щаться вверх.

Одновременно с этим начнется медленное перетекание через регулирую­щий дроссель 9 в атмосферу воздуха из вспомогательного ресивера 10, в результате давление в нем и в мембранном пневмоприводе 6 снизится на­столько, что клапан 5 под действием пружины 4 переключится в исходное (открытое) положение, соединив с атмосферой и нижнюю полость цилин­дра 8. Поскольку по обе стороны поршня этого цилиндра установится атмо­сферное давление, он будет находиться в покое, что соответствует второй паузе в работе системы.

Однако при переключении клапана 3 с атмосферой одновременно соеди­няется через регулируемый дроссель 12 ресивер 13, в результате падения давления в котором клапан 3 переключится в исходное (закрытое) положе­ние, при котором сжатый воздух вновь будет поступать в верхнюю полость цилиндра 8, что соответствует началу повторения цикла (после выдержива­ния заданной паузы в конце хода).

Соответствующим подбором (расчетом) объемов дополнительных реси­веров 10 и 13, а также сопротивлений дросселей 9 и 12 и усилий пружин 2 и 4 можно обеспечить заданные паузы в движении поршня цилиндра 8.

Поиск по сайту: