РЫЧАЖНЫЙ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК F15B3/00 

Описание патента на изобретение RU2338933C1

Изобретение относится к гидроавтоматике и предназначено для управления гидравлическими исполнительными устройствами технологического оборудования.

Известен электромеханический преобразователь по А.с.SU №1118810, F15B 3/00, содержащий корпус, две пары биморфных керамических элементов, два конусных штифта с пружинным элементом, удерживающих механический узел, состоящий из тонкостенной трубки и поворотной заслонки, и два сопла.

Известен электрогидравлический усилитель по А.с. SU №928089, F15B 3/00, который содержит электромеханический преобразователь, выполненный в виде основания, двух пакетов из пьезокерамических пластин разной толщины, поворотную заслонку с рычагами и пружиной, источник рабочей жидкости, два сопла с дроссельными элементами и две части блока управления.

В качестве прототипа выбран магнитострикционный электрогидравлический усилитель по Патенту RU №2170370, F15B 3/00, содержащий источник рабочей жидкости, дифференциальные сопла, два дросселя постоянного сечения, две линии подвода рабочей жидкости, поворотную заслонку с ребрами жесткости, дифференциальные прямолинейные магнитострикционные исполнительные элементы с распределенными обмотками и две части блока управления.

Относительно сложные однозвенные кинематические цепи преобразования информационных сигналов с использованием керамических элементов привода и наличие люфтовых соединений в устройствах-аналогах снижают надежность преобразования, не позволяют иметь широкий диапазон регулирования исполнительным механизмом. Применение в устройстве-прототипе прямолинейных стержневых дифференциальных приводов из металлических магнитострикционных материалов также имеет ограничение в диапазоне преобразования, ведет к снижению надежности вследствие недостаточной жесткости конструкции привода и ограничению области технического использования.

Техническим результатом, достигаемым при реализации заявляемого устройства, является повышение точности и быстродействия преобразования.

Для достижения технического результата в рычажной магнитострикционный электрогидравлический усилитель прямого управления, содержащий источник рабочей жидкости с двумя линиями подвода, подключенными к дифференциальным дросселям, магнитострикционный привод из однотипного магнитострикционного материала с двумя паритетными плечами, на каждом из которых по всей их длине размещены обмотки, подключенные к противофазным выводам блока управления, и поводок, жестко закрепленный в средней части планки привода, дополнительно введен золотниковый механизм, дифференциально подключенный к первой и второй линиям подвода рабочей жидкости через дроссели и имеющий подвижное кинематическое соединение с поводком, при этом первое и второе плечи магнитострикционного привода выполнены П-образными, образуя дополнительно по два паритетных плеча, на которых по всей длине размещены еще две однотипные с первыми обмотки, причем первая, третья и вторая, четвертая обмотки попарно и согласовано объединены и подключены к первым и вторым противофазным выводам блока управления соответственно.

Устройство поясняется чертежом, где показана блок-схема рычажного магнитострикционного электрогидравлического усилителя прямого управления.

Рычажной магнитострикционный электрогидравлический усилитель прямого управления) содержит источник 1 рабочей жидкости (ИРЖ), две линии 2, 3 подвода рабочей жидкости, два дросселя 4, 5 постоянного сечения, П-образный магнитострикционный привод 6 из однотипного материала, имеющий четыре плеча 7, 8 и 9, 10 с однотипными обмотками 11-14, планкой 15 и поводком 16, золотниковый механизм 17 и блок 18 управления (БУ).

Источник 1 рабочей жидкости ИРЖ через первую и вторую линии 2, 3 подвода рабочей жидкости с дросселями 4, 5 подключен к дифференциальным выводам золотникового механизма 17. Его механический вывод имеет подвижное кинематическое соединение со свободным концом поводка 16, жестко закрепленного в средней части планки 15 магнитострикционного привода 6. Планка 15 закреплена к свободным концам дифференциальных П-образных плеч 7, 8 и 9, 10, на которых по всей их длине размещены однотипные обмотки 11-14. Причем обмотки 11, 14 и 12, 13 включены попарно и согласовано и подсоединены к первым и вторым противофазным выводам БУ 18 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии П-образный магнитострикционный привод 6 электрогидравлического усилителя (см.чертеж) обесточен и его поводок 16 занимает нейтральное положение, при котором золотниковый механизм 17 уравновешен. Давление по линиям А и В исполнительного устройства (гидродвигателя) одинаковое с давлением линии Р напора.

Перевод усилителя в рабочее состояние производится путем подачи с выводов БУ 18 токовых сигналов I0=I11,13=I12,14 смещения регулировочной характеристики на середину диапазона преобразования в попарно включенные обмотки 11, 14 и 12, 13 П-образных дифференциальных плеч 7, 8 и 9, 10 магнитострикционного привода 6. В их среде формируются управляющие магнитные поля, вызывающие однозначное полярное приращение длин ΔL=λS·L7-10 плеч 7-10 привода 6 относительно их исходных линейных размеров L7-10, выполненных из однотипного ферромагнитного материала с коэффициентом магнитострикции насыщения λS. Равновесные положения поводка 16 и золотникового механизма при этом не нарушаются.

В следующие моменты для полярного перемещения золотникового механизма 17 через поводок 16 магнитострикционного привода 6 в его обмотки 11, 14 и 12, 13 с противофазных выводов БУ 18 подаются токовые сигналы управления Ix=I0 соответствующего знака (полярности): I11,14=I0±Ix и I12,13=I0±Iх. Происходит пропорциональное удлинение каждого из плеч 7, 9 и 8, 10 привода 6 L7,9=Lo±ΔL и L8,10=Lo±ΔL, вызывая удвоенное изменение длины его П-образных дифференциальных плеч: L7,8=L7-L8=(Lo+ΔL)-(Lo-ΔL)=2·ΔL и L9,10=L9-L10=(Lo+ΔL)-(Lo-ΔL)=2·ΔL, где ΔL - длина плеч 7-10 в режиме смещения регулировочной характеристики.

В результате изменения пространственного положения планки 15 осуществляется полярное перемещение поводка 16 и золотникового механизма 17 на величину , здесь lпов, lплан - линейные размеры поводка 16 и планки 15 привода 6. Это вызывает перераспределение давления напора линии Р в линиях А и В, которыми управляется силовое исполнительное устройство в заданном диапазоне значений, т.е. реализуется прямое управление исполнительным устройством.

Упрощение цепи регулирования способствует повышению точности, быстродействию преобразования и надежности устройства относительно выбранного прототипа, где применяется промежуточная ступень преобразования типа "сопло-заслонка". Этому также способствует выполнение магнитострикционного привода 6 с поворотным профилированным поводком 16 по жесткой безлюфтовой схеме. В целом указанные отличительные признаки заявляемого устройства расширяют область его технического использования и обеспечивают достижение положительного эффекта.

Практическая реализация устройства: магнитострикционный привод 6 - пакет пластин из ферросплава 49КФ2; блок управления 18 реализован в виде последовательно включенных формирователя импульсов, интеграторов прямого и инверсного сигналов с усилителями мощности.

Источники информации

1. А.с. SU №1118810, F15В 3/00. БИ №38, 1984.

2. A.c. SU №928089, F15B 3/00. БИ №18, 1982.

3. Патент RU №2170370, F15B 3/00. Приор. 1999.11.09, опубл. 2001.07.10, прототип.

Похожие патенты RU2338933C1

название год авторы номер документа
МНОГОПЛЕЧЕВОЙ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ 2007
  • Демин Станислав Борисович
RU2335663C1
МНОГОПЛЕЧЕВОЙ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 2007
  • Демин Станислав Борисович
RU2335662C1
РЫЧАЖНЫЙ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 2007
  • Демин Станислав Борисович
  • Мокроусов Дмитрий Анатольевич
  • Демин Евгений Станиславович
RU2338934C1
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 2007
  • Демин Станислав Борисович
  • Демин Евгений Станиславович
RU2339852C1
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 2007
  • Дёмин Станислав Борисович
  • Дёмин Евгений Станиславович
RU2339851C1
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ С ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ 2006
  • Демин Станислав Борисович
RU2324844C2
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 2005
  • Демин Станислав Борисович
RU2300672C2
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 2005
  • Волков Павел Юрьевич
  • Демин Станислав Борисович
RU2293888C1
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 2000
  • Трилисский В.О.
  • Демин С.Б.
  • Ермаков И.А.
RU2171921C1
МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 1999
  • Трилисский В.О.
  • Демин С.Б.
  • Ермаков И.А.
RU2170370C1

Реферат патента 2008 года РЫЧАЖНЫЙ МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ

Усилитель предназначен для управления гидравлическими исполнительными устройствами технологического оборудования. Усилитель содержит источник рабочей жидкости, две линии подвода рабочей жидкости, два дросселя, магнитострикционный привод с П-образными плечами, равнозначными обмотками, планкой и поводком, золотниковый механизм и блок управления. Формируя противофазные токовые сигналы и подавая их в соответствующие обмотки, полярно перемещают поводок рычажного магнитострикционного привода и изменяют рабочее давление в камерах золотникового механизма, осуществляя, тем самым, прямое регулирование по заданному закону в требуемом диапазоне перемещений. Технический результат: повышение точности и быстродействия преобразования. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 338 933 C1

Рычажной магнитострикционный электрогидравлический усилитель прямого управления, содержащий источник рабочей жидкости с двумя линиями подвода, подключенными к дифференциальным дросселям, магнитострикционный привод из однотипного магнитострикционного материала с двумя паритетными плечами, на каждом из которых по всей их длине размещены обмотки, подключенные к противофазным выводам блока управления, и поводок, жестко закрепленный в средней части планки привода, отличающийся тем, что в него введен золотниковый механизм, дифференциально подключенный к первой и второй линиям подвода рабочей жидкости через дроссели и имеющий подвижное кинематическое соединение с поводком, при этом первое и второе плечи магнитострикционного привода выполнены П-образными, образуя дополнительно по два паритетных плеча, на которых по всей длине размещены еще две однотипные с первыми обмотки, причем первая, третья и вторая, четвертая обмотки попарно и согласованно объединены и подключены к первым и вторым противофазным выводам блока управления соответственно.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2008 года RU2338933C1

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ 1999
  • Трилисский В.О.
  • Демин С.Б.
  • Ермаков И.А.
RU2170370C1
Электрогидравлический усилитель 1980
  • Андреев Юрий Николаевич
  • Малишаускас Миндаугас Александро
  • Маркшайтис Донатас Чесловович
  • Рагульскис Казимерас Миколо
  • Шведас Леонас Станисловович
  • Шутенко Виктор Иванович
SU928089A1
Электромеханический преобразователь гидроусилителя 1983
  • Малишаускас Миндаугас Александрович
  • Рагульскис Казимерас Миколо
  • Линонис Витас Ионо
  • Шведас Леонас Стасио
SU1118810A1
DE 19538596 A1, 04.09.1996
DE 19717807 A1, 29.10.1998.

RU 2 338 933 C1

Авторы

Демин Станислав Борисович

Мокроусов Дмитрий Анатольевич

Демин Евгений Станиславович

Даты

2008-11-20Публикация

2007-03-12Подача