Электрогидропневмопреобразователь Советский патент 1988 года по МПК F15C3/14 

fff

m/m-f

fff

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам автоматического управления, и может быть использовано для преобразования с управляющего электрического сигнала в выходной пневматический или гидравлический сигнал в электропневматических или электрогидравлических системах управления промьшлеиных роботов, 10 манипуляторов, машин-автоматов и другого технологического оборудования.

Цель изобретения - увеличение мощности выходного сигнала преобразователя,15

На чертеже изображен предлагаемьй электрогидропневмопреобразователь.

Устройство содержит параллельно установленные подвижный и перемещающийся относительно него элементы. Не-20 подвижный элемент представляет собой токопроводящие пластины 1 и 2, а также диафрагму 3, разделенные между собой диэлектрическими кольцами 4 и 5. Подвижный элемент вьшолнен в виде 25 двух параллельно установленных и жестко связанных тягой 6 мембран 7 и 8 с жесткими центрами. Между мембранами 7 и 8 образована камера, полносПри этом, в выходном канале 14 давление или расход рабочей среды увеличиваются с уменьшением расстояния между срезам сопла 13 и мембраной 7 подвижного элемента. Наоборот, с увеличением расстояния между срезом сопла 3 и мембраной 7 подвижного элемента происходит уменьшение давления и расхода рабочей среды в выходном канале 14,

Перемещение подвижного элемента осуществляется следующим образом. При подаче высокого напряжения отрицательной полярности на мембрану 7, диафрагму 3, а положительной полярности - на пластину 1, мембрану 8 и пластину 2, между указанными электродами образуются электрические поля. Электрические поля приводят к возникновению электростатических пондеро- моторных сил, которые действуют на подвижный элемент и перемещают его в направлении к срезу сопла. В данном случае такие силы возникают между каждой парой электродов: пластиной f / и мембраной 7, мембраной 7 и диафрагмой 3, диафрагмой 3 и другой мембраной 8, а также между мембраной 8 и

тью заполненная полярной диэлектри- 30 пластиной 2, При этом, мембрана 7 под

с1015

2025 1089

При этом, в выходном канале 14 давление или расход рабочей среды увеличиваются с уменьшением расстояния между срезам сопла 13 и мембраной 7 подвижного элемента. Наоборот, с увеличением расстояния между срезом сопла 3 и мембраной 7 подвижного элемента происходит уменьшение давления и расхода рабочей среды в выходном канале 14,

Перемещение подвижного элемента осуществляется следующим образом. При подаче высокого напряжения отрицательной полярности на мембрану 7, диафрагму 3, а положительной полярности - на пластину 1, мембрану 8 и пластину 2, между указанными электродами образуются электрические поля. Электрические поля приводят к возникновению электростатических пондеро- моторных сил, которые действуют на подвижный элемент и перемещают его в направлении к срезу сопла. В данном случае такие силы возникают между каждой парой электродов: пластиной f / и мембраной 7, мембраной 7 и диафрагмой 3, диафрагмой 3 и другой мембраной 8, а также между мембраной 8 и

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к средствам автоматического управления, и может быть использовано для преобразования управляющего электрического сигнала в выходной пневматический или гидравлический сигнал. Цель изобретения - увеличение мощности выходного сигнала преобразователя. В преобразователе подвижньА элемент выполнен в виде параллельных и жестко связанных тягой 6 мембран 7 и 8, образующих между собой камеру. Камера разделена диафрагмой 3 на две полос- о ти 10 и 11, которые заполнены диэлектрической жидкостью. В устройстве увеличивается значение мощности выходного сигнапа, что приведет к расширению области применения преоб- разователя. 1 ил.S

ческой жидкостью 9 и разделенная диафрагмой 3 на две полости 10 и 11, Ж1щкость имеет возможность перетекать

из одной полости в другую через отверстие 12 в диафрагме 3. В этом же отверстии 12 свободно перемещается тяга 6, Напротив подвижного элемента расположено сопло 13, подключенное к выходному каналу 14 и через постоянный дроссель 15 к каналу питания 16,

Пластины 1 и 2, диафрагма 3, а также мембраны 7 к 8 являются одновременно электродами устройства и подсоединены к разноименным полюсам источника высокого напряжения таким образом, как это показано на чертеже. Б качестве полярной диэлектричес кой жидкости может использоваться, , например, ацетон, у которого удельное сопротивление равно 1,1-10 Ом-м, а относительная диэлектрическая проницаемость - 20,74. Рабочей средой в устройстве, вытекающей из сопла 13, может служить газ или жидкость.

Устройство работает следующим образом.

При подаче под давлением питания рабочей среды в канал 16 питания на выходе сопла 13 образуется струя.

5

0

5

0

5

действием электростатических сил притягивается к противоположно заряженной пластине 1 и одновременно отталкивается от одноименно заряженной диафрагмы 3, В это же время мембрана 8 притягвается к противоположно заря- денной диафрагме 3 и отталкивается от одноименной пластины 2, двигаясь в ту же сторону, что и мембрана 7, Таким образом, все электростатические пондеромоторные силы, действующие на подвижный элемент, суммируются, как направленные в одну сторону, и подвижньй элемент перемещается к срезу сопла 13. Давление в выходном канале 14 в итоге увеличивается.

При уменьшении и снятии напряжения электростатические силы также уменьшаются до нуля и подвижный элемент под действием силы реакции, вытекающей из сопла 13 струи и жесткости упругих мембран 7 и 8, перемещается в обратном направлении от среза сопла 13, Б результате давление и расход рабочей среды в выходном канале 14 уменьшаются.

Таким образом, происходит преобразование изменения электрического сигнала в пропорциональное изменение

давления и расхода рабочей среды на выходе преобразователя.

В устройстве суммарная сипа, действующая на подвижный элемент, складывается из четырех сил, действующих в четьфех межэлектроных промежутках:

Гл F FJ + РЗ н- F «SoEeSEe + +

Увеличение мощности выходного сигнала преобразующего устройства приводит к расширению области его применения, включая и его использование в силовых цепях управляющих систем,без применения при этом дополнительных и

Здесь, кроме обозначенных выше величин, имеются ж - относительная диэлектрическая проницаемость полярной диэлектрической жидкости, расположенной в камере между мембранами 7 и 8; 15 громоздких пневматических или гидрав- Е - значения предпробивной напряжен- лических усилителей мощности, ности электрического поля в промежутках между электродами 7 и 3, а также 8 и 3j заполненных полярной дизлектФормула изобретения Электрогидропневмопреобразователь,

рической жидкостью.

Отношение электростатических пон- деромоторных сил в предлагаемом и известном решениях приводит к выражению:

J °JiSEJ + j:e «SE

El

« ftSEi

1

Принимая во внимание, что относи- 30 к разноименным полюсам источника напряжения ,

отличающийся

тельная проницаемость для ацетона, - используемого в устройстве 20,74, тем, что, с целью увеличения мощнос- а для воздуха в известном - g 1,0, ти выходного сигнала, подвижный эле- и имея ввиду, что максимальные значе- мент выполнен в виде параллельно ус- ния величины предпробойной напряжен- «с тановленных и жестко связанных с помощью тяги мембран, образующих между собой камеру, заполненную полярной диэлектрической жидкостью и разделенности электрического поля для диэлектрических жидкостей, например, ацетона примерно в 10 раз больше тех же .значений для воздуха, можно видеть, что электростатическая сила, действующая на подвижнь1Й элемент в

ную на две полости диафрагмой, также 40 подсоединенной к одному из полюсов источника напряжения.

предлагаемом устройстве более, чем в 2000 раз больше, чем в известном.

Использование полярной диэлектрической жидкости в подвижном aneMen-fe преобразователя позволяет многократно увеличить значение мощности его выходного сигнала.

Увеличение мощности выходного сигнала преобразующего устройства приводит к расширению области его применения, включая и его использование в силовых цепях управляющих систем,без применения при этом дополнительных и

громоздких пневматических или гидрав- лических усилителей мощности,

громоздких пневматических или гидрав- лических усилителей мощности,

Формула изобретения Электрогидропневмопреобразователь,

20 содержащий сопло, подключенное к выходному каналу и через постоянный дроссель - к каналу питания и пере- - манный дроссель, состоящий из подвижного элемента, установленного напро-

25 тив сопла в камере, стенки которой, выполненные из токопроводящего материала, параллельны подвижному элементу и друг другу, причем стенки камеры и подвижный элемент подсоединены

пряжения ,

отличающийся

тем, что, с целью увеличения мощнос ти выходного сигнала, подвижный эле мент выполнен в виде параллельно ус тановленных и жестко связанных с по мощью тяги мембран, образующих межд собой камеру, заполненную полярной диэлектрической жидкостью и разделе

ную на две полости диафрагмой, также 40 подсоединенной к одному из полюсов источника напряжения.