Струйно-механический преобразователь Советский патент 1988 года по МПК F15C3/02 

со

со

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в системах гидро- и пневмоавтоматики. Целью изобретения является повышение надежности и расширение рабочего диапазона преобразователя, В преобразователе между решающим и приемным соплами выполнен экран-пластина в виде диска, свободно установленного на оси, а на поверхности диска, обращенной к питающему соплу, выполнены спиральные канавки. Для расширения диапазона регулирования путем увеличения протяженности линейного участка характеристики ось диска установлена в криволинейных направляющих с возможностью перемещения вдоль них, причем направляющие выполнены по кривой, описываемой уравнением в полярных координатах с полюсом на оси сопл л (D+d)/2(1-KVH), гдeJ5,цl -текущие радиус и угол кривой; D, d - диаметры диска и питающего сопла; К - постоянная, равная 0,02-(Г,03 и определяемая характеристиками устройства, причем .1,0 рад, 1 з,п, ф-лы, 3 ил. (Л

N

113

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах гидро- и пневмоавтоматики.Целью изобретения является повышение надежности и расширение рабочего диапазона преобразователя.

На фиг.1 изображена схема преобразователя; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.З - схема установки экрана- диска в направляющих.

Преобразователь состоит из приемного 1 (фиг.1) и питающего 2 сопл, экрана-пластины, выполненного в виде диска 3, причем сечение периферийной части диска имеет форму острия 4, а диск свободно установлен на оси 5, и на его поверхности, обращенной к питающему соплу, выполнены спираль- ные канавки 6 (фиг.2).

Для расширения рабочего диапазона ось диска установлена в криволинейных направляющих.

Стрелками 8 (фиг.2) и 9 (фиг.З) показано направление перемещения экрана преобразователя.

Преобразователь работает следую- образом.

В питающем сопле 2 (фиг.1) форми- руется при перемещении диска 3 в направлении стрелки 8 струя жидкости. Струя взаимодействует с острием 4 диска, разделяясь на две части, одна из которых попадает в приемное сопло 1, а другая распространяется по поверхности диска 3, обращенуюй к питающему соплу 2. При pacnpocTpaHeiniH части струи по поверхности диска она взаимодействует со спиральными канав ками 6 (фиг.2), что приводит к возникновению крутящего момента и повороту вокруг оси. Таким образом диск находится в состоянии непрерывного врашения оси, и со струей взаи- модействует вся периферийная часть диска.

При взаимодействии диска со струе давление в приемном сопле изменяется в зависимости от перемещения диска. Перемещение оси преобразуется н выходное давление.

При перемещении диска в направлении 9 (фиг.З), т.е. по дтуге окружности с углом (f за счет установки оси диска в крИБолинейаьгх напргизляющих, зависимость выходного давления от углового перемещения оси диска янля- ется линейной.

82

Если принять, что долговечность устройства определяется временем разрушения участка экрана, непосредственно взаимодействующего со струей. то долговечность вьщ1е во столько раз, во сколько раз длиннее участок взаимодействия острия экрана со струей.

При перемещении экрана известного устройства в радиальном направлении относительно оси сопл экспериментальная зависимость выходного давления от перемещения острия экрана относительно образующей отверстия питающего сопла имеет вид

РВЫХ Роехр -с у, (1) где РО - давление питания;

с - постоянная, зависящая от

геометрии устройства; у - расстояние от острия экрана до образующей отверстия питающего Сопла (величина врезания экрана в струю). В предлагаемом устройстве ось диска перемещается по кривой,описываемой уравнением в полярных координатах с полюсом на оси сопл

(),

(2)

где D, d - диаметры диска и питающего

сопла соответственно; К 0,02 - 0,03; Ц) - полярный угол кривой. При этом перемещение экрана в радиальном направлении относительно образующей отверстия питающего сопла составит

D+d D+d,, г-

Г

(3)

Подставляя значение величины у в выражение зависимости выходного давления, получим

Рвь,х Роехр +с 2| -КПпС|.

При значении постоянной ,02... 0,03 выражение

(D+d)2

с,

и тогда

-К2

1

Рвь,х Роехр 1п(. т.е. зависимость давления на выходе

приемного сопла от углового смещения оси диска является линейной.

В известном устройстве рабочий диапазон регулирования опреде.чяется протяженностью участка характеристики, близкого по виду к линейно гу. Согласно экспериментальным данным протяженность линейного участка характеристики не превышает 40% максимального входного сигнала.

В предлагаемом устройстве протяженность линейного участка характеристики составляет около 100% максимального входного сигнала.

Таким образом, диапазон регулирования предлагаемого устройства шире, чем известного в 2,5 раза.

Формула изобретения

(i - Kfl) ,

где р ,Lp - текущие радиус и угол кривой;D, d - диаметры диска и питающего

сопла;

К - постоянная, равная 0,02 - 0,03, причем О tf 1,0 рад.

Фиг.

Вид f(

Фиг.г

Фиг.д