Вихревой усилитель Советский патент 1983 года по МПК F15C1/08 

Изобретение относится к струйной пневмоавтоматике и может быть применено в качестве аналогового или дискретного усилителя при построении систем автоматического управления. Известны вихревые усилители, содержащие цилиндрическую вихревую камеру с тангенциальным каналом управления, выходным отверстием, выполненным в центре одного из торцов вихревой камеры и канала питания, направленного по радиусу вихревой камеры 1. Недостатками усилителей являются малый коэффициент усиления по мощности и нелинейность. Наиболее близким к изобретению является вихревой усилитель, содержащий вихревую камеру, образованную цилиндрическим корпусом и задней и передней крышками, радиальный канал питания, два тангенциальных канала управления и выходной канал, установленный в передней крышке в отверстии, снабженном фаской 2. Однако известный усилитель не обеспечивает высокого коэффициента усиления по мощности и линейности характеристик в большом диапазоне изменения входного сигнала, что объясняется отсутствием организованного воздействия потока управления на поток питания. Цель изобретения - повышение коэффициента усиления по мощности путем организации движения потока внутри вихревой камеры. Поставленная цель достигается тем, что в вихревом усилителе, содержащем вихревую камеру, образованную цилиндрическим корпусом и задней и передней крышками, радиальный канал питания, два тангенциальных канала управления и выходной канал ввиде трубки, установленный в передней крышке в отверстии с фаской, цилиндрический корпус выполнен усеченным, образуя вихревую камеру переменной высоты,; а питающий канал расположен в месте минимальной высоты вихревой камеры. Кроме того, трубка выходного канала выполнена с фаской и косым срезом, причем ее острый конец расположен в вихревой камере, а тупой утоплен в отверстии передней крышки. На фиг. 1 показан вихревой усилитель в сборе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Вихревой усилитель содержит цилиндрический корпус 1 с вихревой камерой 2, канал 3 питания, выполненный в месте минимальной высоты цилиндрической вихревой камеры 2, тангенциальные каналы 4 и 5 управления, заднюю крышку б и переднюю крышку 7с фаской 8, выполненной в месте установки выходного канала 9. Корпус 1 выполнен в виде усеченного цилиндра. 72 Выходной жанал 9 имеет косой срез под тупым углом к его продольной оси, и в нем выполнена фаска 10, причем острый конец выходного канала 9 выступает над плоскостью передней крышки 7, а тупой расположен за фаской 8, выполненной в передней крыщке 7 в месте установки выходного канала 9. Вихревой усилитель .работает следующим образом. Питающий поток, при остутствии потоков управления, из канала 3 питания поступает в вихревую камеру 2 и движется в направлении, перпендикулярном продольной оси вихревой камеры 2, от периферии к центру и затем поступает в выходной канал 9. Падение давления питающего на его пути от канала 3 питания до выхода из вихревой камеры 2 незначительно. В этом случае выходной расход определяется площадью выходного канала 9 и величиной давления питания. Давление в вихревой камере 2, с точностью до величины потерь, постоянно и равно давлению питания. При наличии одного из двух потоков управления, подаваемых через тангенциальные каналы 4 и 5 управления, в вихревой камере 2 возникает вихревое движение. Косой срез, выполненный в цилиндрическом корпусе 1, а также выполнение канала 3 пиуания в месте минимальной высоты вихревой камеры 2 создают неравномерность распределения давления вдоль общей оси канала 3 питания и вихревой камеры 2, усиливая тем самым воздействие потока управления на питающий поток. Вследствие этого при неизменном давлении в выходном канале 9 на выходе из вихревого усилителя управляющий поток и поток питания уменьшаются. Выходной расход вихревого усилителя определяется радиальным градиентом давления в вихревбй.камере 2. Выполнение выходного канала 9 с косым срезом под тупым углом по отношению к его продольной оси с фаской- 10 и с выступающим острым концом над плоскостью передней крыщки 7 позволяет частично преобразовать вихревой поток в выходной сигнал, устранить турбулизацию выходного потока, что дает возможность дополнительно увеличить коэффициент усиления по мощности, и уменьщить уровень шумов на выходе вихревого усилителя, при этом учитывается сопротивление элемента, вследствие периодических сжатий и расщирений вращающегося потока. По сравнению с известным устройством изобретение позволяет получить на 21/о больще коэффициент усиления по мощности, сократить потребление сжатого воздуха, уменьшить количество применяемых вихревых усилий.

Использование предлагаемого вихревого усилителя в устройствах автоматического управления повышает их надежность и расширяет область применения пневматических систем управления.

1.ВИХРЕВОЙ УСИЛИТЕЛЬ, со- держащий вихревую камеру, образованную цилиндрическим корпусом и задней и передней крышками, радиальный канал питания, два тангенциальных канала управления и выходной канал в виде трубки, установленной в передней крышке в отверстии с фаской, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления по мощности, цилиндрический корпус выполнен усеченным, образуя вихревую камеру переменной высоты, а питаюш,ий канал расположен в месте минимальной высоты вихревой камеры. 2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что трубка выходного канала выполнена с фаской и косым срезом, причем ее острый конец расположен в вихревой камере, а тупой утоплен в отверстии передней крышки. (Л со оо | tc