Способ преобразования электрического сигнала в пневматический или гидравлический Советский патент 1988 года по МПК F15C1/04 

Изобретение относится к пневмо- идроавтоматике и может быть исполь- : овано в электропневмо- и электрогид- )авлических системах автоматического управления различными технологическими процессами для преобразования управляющих электрических сигналов в Выходные пневматические или гидравлические сигналы.

Цель изобретения - упрощение и по- йышёние надежности способа. i На чертеже представлена схема 1 стройства, реализующего способ. i Схема реализации способа состоит : ь:з полых цилиндрических электродов (трубок) 1-5, электрически соединенных друг с другом через один с образованием двух электрических цепей, подключенных к разным полюсам источ- ника 6 переменного напряжения. Предлагаемый способ осуществляют с|ледующим образом.

I Пусть в некоторый момент времени полярность напряжения, подаваемого На электроды, описывается, например, верхними знаками у трубчатых электродов 1-5. При этом между электродами 1 и 2 возникает сильное резко неоднородное электрическое поле, так как электрод 1 имеет заостренную торцо- йую поверхность. Под действием этого г:оля в непосредственной близости от поверхности острия образуются ионы j рабочей среды, имеющие тот же знак, что и потенциал заостренного электро- ;i;a (в рассматриваемом случае ионы с1трицательны) . Под действием кулонов- dкoй силы ионы отталкиваются от поверхности острия электрода 1 и вле- внутрь трубчатого электрода 2, увлекая за собой в результате вязкого трения и соударения нейтральные молекулы рабочей среды. Пролетая под действием сил инерции через трубчатый электрод 2, отрицательные ионы не испытывают действия никаких сил, поскольку электрическое поле внутри то- копроводящей трубки (как: и внутри .;-. всякого проводника) отсутствует. Продолжая свое движение, отрицательные ионы рабочей среды вновь попадают в электрическое поле, действующее на этот раз в зазоре между трубками- электродами 2 и 3. Если бы поле было постоянным во времени, то пролетая через этот зазор, отрицательные ионы потеряли бы всю энергию, которую они

J

приобрели в первом зазоре между элек

to

15 20

25 30 .,- Q .с 50

55

тродами 1 и 2. Однако за то время,в течение которого заряженные частицы пролетают через трубку-электрод 2, напряжение успевает переменить знак, так что полярность напряжений электродов теперь уже соответствует не верхним, а нижним знакам. В этой связи отрицательные ионы встречают во втором зазоре между электродами 2 и 3 не замедляющее, а вновь ускоряющее их движение электрическое, но уже однородное поле,.

Пройдя через второй зазор, заряженные частицы, ускоряясь далее в его однородном электрическом поле, вновь входят внутрь третьей трубки. И вновь за время прохождения заряженных частиц через трубчатый электрод 3 налря- жение меняет свою полярность. Поэто- му, когда частицы подойдут к третье.му зазору между электродами 3 и 4, их полярность будет соответствовать верхним знакам. Ионы вновь попадают в ускоряющее их движение однородное электрическое поле. Проходя электрод за электродом, заряженные частицы непрерывно наращивают скорость и свою энергию. I

Соосно расположенные полые цилиндрические электроды 2-5, а также зазоры между ними представляют собой ..../

электрические линзы. С помощью данных линз становится возможным значительно изменить траекторию движения заряженной жидкости. Изменяя расположение цилиндрических электродов 2 друг относительно друга, настраивают главное фокусное расстояние каждой из электрических линз таким образом, что фокусируют поток заряженной среды, который, преломляясь в линзе, превращаг- ется, например, в параллельный поток относительно оси напорного трубопровода и его стенок. В результате поток заряженной среды фокусируется так, что только пренебрежимо малая часть ионов под действием случайных факто-{ ров отклонится к стенкам цилиндрических электродов. Подавляющая же часть ионов под фокусирующим действием :, электрических линз двигается, не касаясь стенок электродов, например, параллельно им и осн трубопровода, обуславливая перенос рабочей диэлектрической среды и приводя к непосред- ственному преобразованию рода энергии сигналов.

Особенностью предлагаемого способа преобразования сигналов является то, что рабочая среда, перемещая за- ряженными частицами, поступает на вы- ход не непрерывным потоком, а порциями, так как заряженные частицы движутся сгустками. Это объясняется тем, что в переменном электрическом поле ускоряться могут не всякие заряжен- ные частицы, а лишь те из них, которые попадают в зазоры между электродами в нужной фазе электрического поля, т.е. в то время, когда поле имеет правильное направление и достаточную величину. Заряженные частицы, которые подошли к зазору в неправильный момент времени, не ускоряются электрическим полем. Под правильным понимается такое направление электрического поля, когда оно совпадает с направлением движения ускоряемой рабочей среды. 1

Исходя из физического принципа, положенного в основу реализации предлагаемого способа,длина пролетных трубчатых электродов увеличивается с номером электрода. Так как заряженные частицы движутся со все возраста- ющей скоростью, то они должны проле-i тать каждый из трубчатых электродов за одно и то же время, равное полови не периода ускоряющего напряжения (или за нечетное число полупериодов). Можно показать, что длину пролетных трубчатых электродов необходимо увеличивать в первом приближении прямо

пропорционально корню квадратному из их порядкового номера.

Таким образом, проходя электрод за электродом, заряженные частицы непрерывно наращивают свою скорость и энергию, ускоряя при этом и движение нейтральной рабочей среды, обуславливая при этом увеличение выходного пневматического или гидравлического сигнала - давления и расхода. Выходной сигнал можно увеличивать путем увеличения напряжения на электродах или же путем увеличения частоты переменного напряжения, подаваемого на электроды. Большие напряжения при реализации предлагаемого способа нет необходимости использовать. |Формула изобретения

Способ преобразования электрического сигнала в пневматический или гидравлический, заключающийся в сообщении заряда неподвижной рабочей среде, находящейся на участке напорного трубопровода с уменьшенным сечением, путем формирования резко неоднородного электрического поля и в ускорении заряженной рабочей среды путем изменения параметров электрического поля, отличающийся тем, что,, с целью упрощения и повьшения надежности способа, резко неоднородное электрическое поле формируют переменным, а ускорение - заряженной рабочей среды осуществляют с помощью переменных однородных электрических полей, совпадающих по направлению с направлением движения рабочей среды.