Pull to refresh

Comments 96

Это просто круто! Спасибо за чудесный обзор, пишите еще, буду ждать продолжения.
Знакомые вещи… С пневмоэлементами «УСЭППА» много работал. И обслуживал системы на их базе.
А струйные элементы уже не застал. Хотя были. Основные причины отказа от струйных элементов:
1) Шум. Элементы бывало сильно свистели, что делало невозможным совместное нахождение людей и блоков автоматики в одном помещении.
2) Очень высокие требования к чистоте воздуха. Малейшие примеси пыли достаточно быстро убивало пластиковые элементы. Это делало воздухоподготовку для производства очень дорогой.
3) Сложность отладки и поиска неисправностей. Если для УСЭППА достаточно маленького манометра с куском прозрачной пластиковой трубки, то для струйных элементов это уже не так просто.
Спасибо за содержательный комментарий!
1. Шум для такой конструкции не помеха. Скорее достоинство, если оно будет стреляющие звуки издавать при вычислениях. Сразу будет понятно — оно работает :)
2. Я надеюсь что HEPA-фильтров будет достаточно для такого. Полагаю пол-века назад были проблемы с доставабельностью фильтров высокой степени очистки. Ну и воспрос — насколько быстро убивались элементы? Через Сутки, Неделю, Месяц? Все что больше недели для моей машины — вечность.
3. Да, вообще внести информацию в машину и снять ее оттуда — нетривиальная задача.
Если внести информацию можно с помощью пневматики — взяв за основу механизм считывания перфоленты музыкального органа, то вывод информации так, чтобы не оказывать воздействия на струю — намного сложнее. Вероятно нужны флажковые механизмы или что-то типа того.
Для отладки думаю придется собирать дифференциальный манометр на базе мостового датчика давления с конструкцией по типу трубки прантдаля. Или по типу эжектроного насоса. А датчиком давления определять давление/разряжение в отводном канале.
Так что современные варианты есть.
Скорее достоинство, если оно будет стреляющие звуки издавать при вычислениях. Сразу будет понятно — оно работает
Ага. Пара сотен свистящих элементов. Через пару тройку часов Вы уберете пункт «звук» из графы «достоинство». А еще через 20-30 часов… голова превращается в тыкву. Со схожим функционалом. Хотя звукозащитные наушники рулят.
Я надеюсь что HEPA-фильтров будет достаточно
. Не могу сказать. Но учти, что струйная логика достаточно «прожорливая» в смысле расхода воздуха.
УСЭППА — проверку логики делали раз в год. Обычно элементы спокойно жили лет по 5 и больше. Замена шла не по факту полного отказа, а появлении шума.
На автоматику стояли блоки подготовки воздуха с фильтрами и редукторами. И тем не менее мельчайшая пыль проходила ( ибо нет фильтра с 100% фильтрованием) и понемногу изменяла геометрию клапанов и пар «сопло-заслонка». И элемент начинал «петь». Такие элементы и заменялись при профилактике.
Плюс замена по факту «цветения» плат. Платы — клееный бутерброд с каналами внутри. Со временем они начинают «расслаиваться». Вокруг дорожек начинают появляться разводы. Лечилось прокаливанием в печке при определенной температуре. Если разводы не «схлопывались» — плата в мусор не дожидаясь соединения каналов.
А есть статьи, фото и книги в качестве иллюстрации ваших слов? Уж больно интересные вещи описываете хочется больше подробностей.
Особенно хочется увидеть платы- составляющие клееного бутерброда. По интернету путешествует пара фотокарточек и по ним толком не понятно что это и от чего.
Да, трудно найти.
Вот что из самого понятного:
image
image
image

Конструктивно — нижняя пластина оргстекла с дырками.
Потом на неё клеится второй слой. В нем фрезеровкой делаются каналы. И дырки.
И потом клеится верхний слой с дырами.
Специальным клеем, при нагреве и под давлением в прессе.

Слоев с каналами может быть и более одного. Бывает что каналы делали на верхней и нижней пластине (внутренняя часть ес-но), а средняя — только дырки)

Большой плюс — все прозрачно и хорошо видно, что куда едет и подключено.

Сами их не делал. Сложно на коленке. Если что-то делал сам — простая пластина со сквозными дырами. Нарезка резьбы и установка штуцеров. А далее — пластиковая трубка и тройники. Аналог навесного монтажа.
Ух ты, такие картинки мне не попадались. А вот панель оператора с блинкерами и тумблерами верху и сотняки трубочек и тройников — встречались, да. Выглядит это довольно эпично
А мне в детстве (в 80-е годы) посчастливилось найти такую сборку на свалке. Причем плата из оргстекла, помню, была минимум двухслойной. Элементы были как раз такие, как на фото сверху. Ничего полезного я с ней в те времена сделать не мог, поэтому все разобрал до винтика. Возможно, что-то даже и сохранилось с тех пор :) Теперь благодаря Вашей статье узнал, что же это было такое.
На КИНЕФ мозги множество установок собраны на УСЭППA (строилось в 1970-е годы). Причем есть довольно сложные, типа ПИД регуляторов, т.е. пневматические интеграторы и диффиренциаторы. В г.Кириши есть (было?) ПТУ где учат на эту хрень слесарей КИПА и там (была?) масса учебной литературы и демо-установок.
Можно неинвазивно снимать данные о потоке в каналах, например ультразвуковым датчиком.
Судя по этой статье, струйная пневматика без проблем управляет пневматическим шаговым двигателем.
Причем на пневмонике реализована и логика, и силовые усилители, никаких мембран и клапанов.
Интересно. Надо бцдкт почитать что там и как. Возможно получится заиспользовать)

шум это еще и вибрация, особенно на частотах резонансных самой конструкции. Интересно, исследовал ли кто-то его/её влияние на процесс прилипания струи?

А где они используются?
Использовались. Химические производства с взрывоопасным средами. Простые, надежные и безопасные системы управления. Пневмоклапана на трубопроводах, приборы с пневмовыходом. И пневматическая система управления.
Пример — щит управления. У оператора — пневмотумблеры, пневмозадатчики, измерительные приборы (то-же на пневматике. Электрика — только моторчик привода диаграммы для записи параметра. Хотя были варианты и с пневмомоторчиками). Большой щит с цветными пневмоиндикаторами.
Везде чисто пневматика. Регуляторы, логика. Были реализованы достаточно сложные схемы управления и регулирования.
В газпроме используются.
Газ + окружающий воздух == взрывоопасная среда, а управлять фильтрами, осушающими колоннами и прочими клапанами как-то надо. Вот и управляются пневмоникой.
Видел такое во время практики на Аксайской газокомпрессорной станции (это рядом с Ростовом-на-Дону).
Таки вы путаете пневматику с пневмоникой. Пневмоника подразумевает использование логических элементов для автоматизации управления, а не просто клапан — труба — привод.
Тема забавная, но с появлением БИС стала неактуальной.
Вот еще можно на доминошках логические элементы собирать или целый процессор: www.youtube.com/watch?v=OpLU__bhu2w
Используется там где присутствует высокая радиация, т.к. там затруднительно использовать цифровую автоматику

второй пункт решается рециркуляцией очищенного воздуха, чтоб на ружу он не выходил вовсе, а попадал обратно в компрессор.

для УСЭППА достаточно маленького манометра с куском прозрачной пластиковой трубки

Бутылочка с мыльной водой незаслуженно забыта.

«Электроника — наука о контактах», «пневматика — наука об утечках».
Почему? То-же применялась. Но редко. Обычные пневматические схемы малочувствительны к небольшим утечкам. Ибо пневматический элемент имеет достаточно мощный выход. И способен поддерживать нужное давление на выходе при малых утечках.
Получается, древние греки или римляне вполне могли собрать струйный компьютер.
А клепсидра — это тактовый генератор.
Без электрического компрессора вряд ли. А вот жидкостный — запросто.
Кстати да, пересматриваем «странные рисунки на пирамидах» и видим весьма странные схемы, да.
А уж рисунки в пустыне Наска — практически аналог схем из статьи. Надо уфологам тему подкинуть. image
Натуральная схема 2ИЛИ-И-2ИЛИ. Работает на силе ветра.
/ушел искать уфологов.

И ЭМИ ему нипочём :)
Статья классная — реально думал, что все это умерло вместе с гидравлическими аналоговыми вычислителями.
Если кто не решается на скачок к пневмонике, а ардуинки надоели, советую покопаться в "феррит-транзисторных ячейках". С военной кафедры помню эпичные темы о сумматорах и умножителях на ФТЯ.

Более того, о пневмонике никогда даже не слышал. Слышал о пневматических логических элементах (наверное, поршневых). Велик Создатель :)

А вот это ещё вопрос — ионизированный воздух с озоном может иметь не расчётные параметры текучести и завихрений. Кстати, вопрос интересный.
Ух ты! Я о таком мечтаю уже лет десять, но дальше мечты дело не доходит, слишком плохо в этом разбираюсь.
Правда, я думал не о компьютере, а о калькуляторе, конкретно – Вильнюс на пневматике собрать. Благо в нём всего полторы сотни элементов, скопировать проще будет.

А насчёт элементов индикации – можно сделать десять сопел по кругу, напротив них поставить вращающееся кольцо с нанесёнными цифрами от 1 до 10, а в кольце сделать ряд лопастей, как в турбине, но направленных в разные стороны – в половине кольца в одну, в половине – в другую. Тогда воздух из сопел будет поворачивать кольцо так, чтобы место схождения разных направлений оказывалось бы напротив работающего сопла.

Да, насчёт счётчиков – казалось бы, если пользоваться 3D принтером, то элементы можно делать не плоскими, а трёхмерными. А с трёхмерным элементом кольцевой счётчик можно сделать не на куче элементов, а всего на одном, чуть большего размера. Что будет большой экономией количества элементов.
3Д элемент с прилипанием струи к стенке где стенки располагаются по окружности? Да это же новейшее слово в пневмонике! Такое как минимум надо попробовать. Пневмисторные декатроны…
Но на одноголовочном FDM такое сделать имхо очень сложно. Любой провис нити — и канал пойдет лесом. Будет очень много поддержек. Надо из разных материалов печтать, дабы один был смываемым.
ну и плюс — печатая плоские элементы мы распологаем слои вдоль потока воздуха. а печатая 3Д — поперек. Стенка будет ребристой для потока и он будет турбулизироваться. Наверное.

Но надо экспериментировать. Единичный экземляр декатрона вполне можно создать. даже если он не будет работать :)
Пневмисторные декатроны…

Мсье знает толк в ругательствах ))))))

А вообще -3Д печать многие вещи сделала возможными. Печать пустотелых моделей нужно скорее на металлическом порошке делать, затем прогонять через электрохимическую полировку. Не в домашних условиях, конечно.
Пневматика зло. Да там все просто и можно сделать на коленке. Но даже элементарная гидравлика на воде рвет пневматику. А если брать на основе масел та одни преимущества. Уровень вхождения конечно повыше, но преимуществ множество.
Но в гидравлике со струями не очень то поработаешь. Придется делать много поршней и кранов — движущихся деталей, которые надежности не прибывляют.
А можно агалогично бистабильному сделать тристабильный элемент?
Если еще подумать над применением самосинхронной логики (с кодировкой сигнала — давление есть в одной трубе из трех), то можно обойтись без тактового генератора.
APLe уже предложил элемент в 3Д нарисовать. Чисто теоретически думаю это вожможно, надо лишь обеспечить нужное число прилипающих стенок и сделать устойчивые границы между ними. На практике мы вероятно упремся в умещении всего этого в довольно малые размеры элемента.
А Зачем Вам в 3Д? Можно набирать плоскими листами сколь угодно сложные схемы.
Например такой лист:
image

P.S.: Сумеете восстановить исходную логическую схему?
Никогда еще схемы не были такими красивыми ;)
Напоминает схему репродуктивной системы Чужого.
Мне хохлому здорово напомнило.
Хохлома как следы древней стимпанковой цивилизации в народном искусстве!
Любители теорий заговора будут в восторге.
Да, именно такие листы я и хочу, только скорее всего без связей на листе, для унификации — чтобы сотня листов была одинаковой. Хотя если каждую панель печатать по отдельности, то и так можно.

Видел я эту картинку, только не в таком виде, а на старом чб фото. Теперь можно и логическую схему восстановить. Правда в первом приближении не очень понятно какие каналы тут вход, какие выход, какие в атмосферу, но если оченоь захочется, то можно разобраться.
Разве подобные элементы можно так переворачивать? Ведь по сути тут логика управления определяется отклонением потока от естественного движения (вниз).
Струя воздуха прекрасно работает и вбок и вверх. Хоть на нее и распространяются законы тяготения, в масштабе прилипающей стенки одного элемента это воздействие стремится к нулю. В отличие от струи жидкости.
в 3д может и 4-стабильный выйти…
Реквестирую FPGA на струйной логике. Поставляться, очевидно, будет в морских контейнерах ;)
И все же это пневматика, а не пневмоника. Но надо будет раздобыть полный текст этой диссертацию — там может быть весьма полезная информация для моего проекта.
Эхх, да будет компилятор verilog -> stl для 3D принтера.

В принципе все элементы 2D, отсюда реализация в виде слоеного бутерброда, причем все можно фрезировать/резать лазером из оргстекла и клеить.

По поводу чистоты воздуха — система ДОЛЖНА быть замкнутой, внутри какой угодно чистый воздух. Для выхода из вычислительных модулей делать системы с мембранами — аналог гальванической развязки.
Для нормального функционирования выходная струя не должна встречать сопротивления в виде давления приемного резервуара.
Теоретически можно все выводы подключить к большому приемному накопителю, и поддерживать в нем давление на уровне атмосферного.
Но, с учетом того, что у каждого элемента как минимум два атмосферных окна, построить блок, со свободным перемещением истекающего воздуха в буферный сосуд может оказаться гораздо сложнее нежели сделать станцию фильтрации необходимой производительности.

А мембраны будут влиять на струю воздуха. Для пневматики это приемлемо, для пневмисторов — нет.
вакуумизатор на выход и получай даже отрицательное сопротивление.
Можно всю конструкцию в герметичный бокс упаковать. Хотя лучше тогда несколько повышенное давление поддерживать, чтобы при наличии любых трещинок и прочего не набирать «грязного» воздуха.
А под воздухом какой состав газовой смеси подразумевается? Если система замкнутая, то может заполнить её каким-либо чистым газом с наиболее подходящими для этой задачи характеристиками?
Под воздухом подразумевается окружающий воздух.
На работу струйного элемента влияет плотнтсть газа. Чем более плотный газ, тем более стабильной является струя.
Есть и другой момент — скорость работы пневмонических устройств ограничена скоростью звука в газовой струе. Если брать менее плотные газы, чем воздух, то можно существенно поднять быстродействие, скорость звука в гелии почти втрое выше, чем в воздухе (при 0 °C и атмосферном давлении).
Какой потенциал для сувенирки…
Или для музыкальных инструментов
Надо Мартину Молину идею подкинуть. Для очередной итерации Marble Machine.
Про то как сделать музыкальный инструмент из компьютера я в своем следующем ролике буду говорить через пару недель. Чуть менее безумная идея чем эта, но все равно :)
Интересно, с развитием 3д нанопринтеров эта технология получит второе дыхание или слишком экзотическая?
Перед входом компрессора поставь электростатический фильтр. Пыль будет электризоваться и прилипать к стенкам. А потом и HEPA можно. Вместо пара используй ту же смесь что и в вейпах используют. Без температуры, но с паром.

Очень давно читал про пневмокомпьютеры еще в бумажном чтиве.
Там были немного другие картинки в основном с прямыми линиями и рассказывалось о технологиях гораздо меньшего масштаба, где элементы были размером со считанные миллиметры.
Система представляла собой лист материала с каналами на не на всю глубину, и собирались они в многослойный бутерброд с переходными отверстиями.
Рассказывалось о работе станков ЧПУ на таких пневмо-компьютерах. Программу вводили с перфоленты.
Упоминалось о работе систем управления двигателями ракет, которые работали на рабочем газе двигателя при температурах свыше 15щщ цельсия (сделаны из керамики) и на радиацию им наплевать.

Интересно, а можно сделать сейф на такой логике? Т.е. схема проверяет свое состояние когда дуешь в трубочку. Ну и какие-то энергонезависивые (или потоконезависимые?) элементы нужны, чтобы можно было менять код.
Флейта пана как устройство ввода.
Можно губную гармошку. Она ещё и на вдох работает.
Почему сначала речь идет о жидкостях а потом плавно переходят к газам, с жидкостями же гораздо удобнее работать!?
Возможно скорость работы, инерционность
На жидкость сильнее влияет гравитация. Плюс размеры элементов, смачиваемость стенок рабочей стедой и т. д.

Если печатать 3D пневмоэлементы не из жесткого материала а, например, из силикона, то добавятся новые возможности: перекрытие каналов за счет их перегиба и сжатия (может даже по принципу сфинктера). Часть элементов может быть раздувающимися. За счет раздувания можно передавливать другие каналы, вытеснять носитель из соседних пузырей. И просто аккумулировать носитель под давлением в микро и макро резервуарах. Похожая система используется в осмотических фильтрах для воды.
Использование силиконовых пневмо и гидроэлементов, напечатанных на принтере — первый шаг к органической технологии.

У этой техники есть еще одно достоинство: если элементы сделаны из керамики, то рабочая температура может быть очень высокой, плюс радиационная стойкость, плюс перегрузки.
Вы забыли про конденсат, который будет появляться в такой системе. И очистку от него. В советской авиации легенды ходят про спирт. Он нужен был чтобы промывать пневмоканалы, в которых постоянно образовывался конденсат.
Для удаления воды существуют установки-осушители. Самый общеупотребимый тип — это (упрощённо) две банки с силикагелем, через одну протягивается газ и отдаёт воду силикагелю, а вторая банка в это время стоит на просушке — греется ТЭНом и проветривается потоком воздуха. Когда первая банка перестаёт справляться с осушкой — банки переключаются.
Есть ещё всякие грелки-морозилки, но это больше экзотика.
Там, где надо МНОГО сухого воздуха, применяют азотные станции. Эта хреновина делает из воздуха азот. Он получается весьма сухой, и на нём и работает вся пневматика. Наблюдал такое на станции регазификации в Астане.
Пневмоавтоматика вполне себе жива. В разных мелких установках она есть. Но только там не струйная а обычная.
Да, как я сказал, пневмоавтоматика вполне себе жива, но у меня нет примеров их применения.
А вот применимость пневмоники…
Примеров применения чистой пневмоавтоматики в производстве полно. Небольшие пресса, подъёмно-транспортные механизмы и везде где не выгодно применять электрику. (во всякой мелком оборудовании)

Пневмонику даже не знаю… Мне кажется, даже в 70-х годах смысла применять особо не было.
Слушайте, парни, а неужели при современных технологиях до сих пор невозможно построить систему автоматики для того же Газпрома, чтобы не искрила? Ну например залить ее всю компаундом или в масло опустить — и логику всю на них считать, а уже управляющие сигналы для оконечных устройств выводить наружу через ту же гидравлику или тупо шестеренками какими-нить? Неужто проще городить всю эту восхитительную, но безумно муторную, гидравлику?
Статика. Везде, где есть электрика будет возникать наводки.
Движение воздуха создаёт ещё большую статику. Например пластиковую трубу стружкососа-пылесоса желательно заземлять.
Всё есть. Есть такой класс устройств — взрывозащищённое оборудование. Там есть подклассы по типу защиты — искробезопасная цепь (Exi) — это то, о чём Вы говорите. Там ОЧЕНЬ много требований к энергии, хранимой и коммутируемой внутри устройства. И право издеваться над устройством как угодно (замыкать любые с любыми выводы в любых комбинациях, разрывать и замыкать дорожки, элементы и прочее).
А ещё есть взрывонепроницаемая оболочка (Exd) — суть в том, что энергия взрыва внутри корпуса устройства поглощается этим самым корпусом, и наружу вырывается уже сравнительно «холодный» поток газа, неспособный поджечь окружающий газ.
Есть у меня в загашничке занимательное видео на тему того, что будет, если вдруг требования стандартов по данному виду защиты будут нарушены.

А ещё есть «заливка компаундом» (Exm) — соответственно, заливка. Наружу торчат только защищённые цепи, неспособные вызвать искру, достаточную для поджигания газовоздушной смеси.
А ещё есть засыпка кварцем(Exq), продувка газом(Exp), заливка маслом(Exo)… Целая серия стандартов, можно ознакомиться — ГОСТ Р 30852 (там куча частей под разные виды защиты)
Вы главного не сказали — взрывозащищищенное оборудование стоит на порядок (иногда на два) дороже. Дорогие кабельные линии, проходки через стены, дорогой монтаж.
прикольно, а такой эффект наблюдается для сверхтекучести например жидкий гелий? тогда он в сочетании с наноструктурой например каналы в углеродистых трубках будет интересным направлением
Боюсь без поддержки со стороны какой-нибудь лаборатории криогенных температур я таких экспериментов не осуществлю)
А как у этих элементов с надежностью? Расчет есть? Может быть при определенном количестве элементов компьютер просто перестанет работать из за сбоев.
Лично я без понятия. Информации об этом мне не попадалось. Но книги утверждают о достаточной надежности:)
В том и интерес проверить поэкспериментировать.
Элементы струйной автоматики вещь интересная, но специалистов в этой сфере очень мало, к сожалению. И практически нет информации по разработке пневматических устройств. Что и для чего применяется, какие используются «финты» и для какой цели.
Вот, например, с виду обычный усилитель:

Кто может сходу сказать, для чего применяются элементы 1,2, и, в особенности, 3?
Уважаемый автор, не поделитесь ли упоминавшимся альбомом с элементами пневматических схем?
Я не автор, конечно. И атласа у меня тоже нет. Но есть пара книжек, может, будет полезно.
Первая книжка — Пневмоавтоматика, Булгаков.
Вторая книжка — Пневматические приборы низкого давления, Фернер. Честно говоря, не помню, есть ли там пневмоника.
Ссылка на книги есть перед списком литературы
UFO just landed and posted this here
Тёплый ламповый и свистящий компрессорный.
В заключении ссылка не рабочая, можно посмотреть где-нибудь ещё?
Sign up to leave a comment.

Articles