Электрогидравлический усилитель-преобразователь Советский патент 1985 года по МПК F15B3/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидравлическим средствам автоматики, и может быть использовано в качестве управляющего органа различных гидравлических систем.

Целью изобретения является повышение быстродействия усилителя-преобразователя.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Электрогидравлический усилитель-преобразователь содержит корпус 1 с установленным в нем золотником 2 с образованием торцовых камер 3 и 4. В корпусе 1 выполнены каналы 5-8 (фиг. 2 и 3) для подвода и отвода рабочей жидкости.

Кроме того, усилитель-преобразователь содержит электромеханический преобразователь, выполненный в виде деформируемой пьезокерамической втулки 9, расположенной между двумя диэлектрическими втулками 10 и 11. Два постоянных дросселя 12 и 13 (фиг. 3) и два регулируемых дросселя, выполненных в виде дросселирующих каналов 14 и 15, образованных внешним и внутренним зазорами 16 и 17 между втулками 9-11, соединены в гидравлический мост, в диагональ которого включены торцовые камеры 3 и 4. Задатчик 18 (фиг. 3) соединен с электродами (не показаны) пьезокерамической втулки 9 проводами 19. Каналы 20 и 21 сообщают дросселирующие каналы 14 и 15 со сливом. Корпус 1 снабжен двумя цилиндрическими кольцами 22 и 23, двумя крышками 24 и 25 с установленными на них пружинами 26 и 27 с возможностью взаимодействия с золотником. Уплотнительные элементы 28 и 29 герметизируют дросселирующие каналы 14 и 15.

Электрогидравлический усилитель-преобразователь работает в двух режимах управления: релейном и широтно-импульсном.

В режиме релейного управления усилитель-преобразователь работает следующим образом.

При подаче от задатчика 18 через провода 19 напряжения одной полярности на пьезокерамическую втулку 9 ее диаметр, например, увеличивается и тем самым уменьшается проходное сечение дросселирующего канала 14 и увеличивается проходное сечение дросселирующего канала 15. Вследствие этого нарушается баланс гидравлического моста, и под действием перепада давлений в торцовых камерах 3 и 4 золотник 2 (фиг. 1 и 3) перемещается влево (по чертежу), преодолевая усилие пружины 26 до упора в крышку 24. При этом рабочая жидкость из канала 5 (фиг. 1 и 3) поступает ; - праву.р (по чертежу) часть канала 7.

АН алогично работает привод при подаче от задатчика 18 напряжения другой полярности на пьезокерамическую втулку 9, однако золитник 2 перемещается вправо (по чертежу).

В режиме щиротно-импульсного управления усилитель-преобразователь работает следующим образом.

При подаче от задатчика 18 высокочастотных импульсов, промодулированных по частоте, на -пьезокерамическую втулку 9 ее диаметр в зависимости от частоты модуляционного управляющего сигнала увеличивается или уменьщается. Причем пьезокерамическая втулка 9 совершает радиальные колебания, частота которых значительно выще частоты модуляционного управляющего сигнала и соответствует несущей частоте импульсов, а амплитуда значительно меньше амплитуды модуляционного управляющего сигнала, т.е. пьезокерамическая втулка 9 не успевает отреагировать на импульсы несущей частоты, а реагирует на сигнал управления модуляционной частоты, так как несущая частота импульсов выше собственной частоты пьезокерамической втулки 9, а частота модуляционного управляющего сигнала значительно ниже собственной частоты пьезокерамической втулки 9. При увеличении диаметра пьезокерамической втулки 9, что соответствует положительному значению во времени напряжения управляющего сигнала, одновременно уменьшается внешний зазор 16 и увеличивается внутренний зазор 17, а при уменьшении диаметра пьезокерамической втулки 9, что соответствует отрицательному значению во времени напряжения управляющего, сигнала, одновременно увеличивается внешний зазор 16 и уменьшается внутренний зазор 17, т.е. изменяются гидравлические сопротивления дросселирующих каналов 14 и 15.

Далее под действием перепада давления в торцовых камерах 3 и 4 золотник 2 перемещается, осуществляя коммутацию каналов 5, 7 и 8.

Установка втулок 9-11 концентрично золотнику 2 позволяет сократить не только габариты усилителя-преобразователя, но и длину каналов 6, тем самым повысить быстродействие устройства. Увеличение быстродействия также достигается путем изменения в дросселирующих каналах 14 и 15 не только гидравлического сопротивления, но и объемов, через которые протекает рабочая жидкость.

Незначительная масса и большая чжесткость пьезокерамической втулки 9, работающей обеими поверхностями одновременно, тоже способствуют увеличению быстродействия устройства.

Преимуществом предлагаемого устройства является то, что ввиду высокой скороети срабатывания пьезокерамической втулки 9 оно может работать не только, в режиме релейного управления, но и в режиме широтно-имгТульсного управления, что позволяет избежать явления облитерации в дросселирующих каналах 14 и 15 и повь1сить надежность и точность управления по заданному закону.

Ввиду малости электрической емкости пьезокерамической втулки 9, мощность управляющего сигнала не превышает 0,2 Вт при частоте управляющего сигнала 100 Гц.

ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ-ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий корпус с установленным в нем золотником с образованием торцовых камер, четыре дросселя, соединенные в гидравли /7777// У I //////// ii; -- - { 9999 ;; 9 ХХХХХ СО Х 29 ческий мост, в диагональ которого включены торцовые камеры, электромеханический преобразователь, включающий деформируемую втулку, установленную в корпусе с образованием дросселирующих каналов двух дросселей гидравлического моста, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия, электромеханический преобразователь выполнен в виде пьезокерамической втулки, расположенной с зазором между двумя диэлектрическими втулками, установленными в корпусе концентрично золотнику, при этом дросселирующие каналы образованы внешним и внутренним зазорами между втулками. -2 Фи.1