Электрогидравлический усилитель Советский патент 1988 года по МПК F15B3/00 

1Г

Фиг.1

а

со

Ф

/Z

Фиг.1

t14

Изобретение относится к гидропневмоавтоматике и мозгет быть использовано в системах управления гидропневматическими исполнительными механизмами.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности за счет сохранения положения заслонки при отключении электропитания.

На фиг. 1 изображена схема элек- трошдравлического усилителя; на фиг. 2 - биморфный элемент; на фиг.З разрез А-А i,ia фиг.2; на фиг. 4 - петля гистерезиса биморфного элемента; на фиг. 5 - графики управляющего воздействия и реакции биморфного элемента па это воздействие; на фиг. 6 - схема воздействия струи на боковую поверхность рабочего участка заслонки.

Электрогидравлический усилитель содержит электромеханический преобразователь (не обозначен) с пьезоке- рамическим биморфным изгибным подвижным элементом 1 и элемент сопло- заслонка, поворотная заслонка 2 ко- торого образует своим рабочим участком с соплами 3 и 4 регулируемые дроссели. Ргябочий участок заслонки

2выполкан трапецеидального сечения в плоскости ее поворота, а сопла

3и 4 установлены один параллельно другому и обращены к меньшему осно- нанию 5 сечения рабочего участка

заслонки 2, соединенного со стороны большего основания 6 с биморфиым элементом 1. Найтральиая плоскость 7 изгиба элемента 1 перпендикулярна плоскости 8, в которой находятся отверстия сопел 3 и 4. Боковые сто- рокы 9 и 10 рабочего .участка заслонки 2 выполнены каждая под острым углом cf к плоскости 8. Сопла 3 и 4 подключены к торцовьтм камерам. II и 12 золотника 13 и через дроссели 14 ii 5 к источнику рабочей среды под давлением (не изображен). Электромеханический преобразователь подключе через ключ 16 к источнику 1J электропитния и блоку 18 управления. Элемент. 1 выполнен из двух параллельных . пластин (не обозначены). На фиг.1-5 обозначения: 1) - зазор между основ.янием 6 и плоскостью 8; 1, Ь, й д,тшна, ширина и толщина Элемента 1 соответственно; S - от клонение зас. 2; U - напряжение t - вр(мя; - деформация элемента 1.

0

е

Электрогидравлический усгшитель работает следующим образом.

При подаче электрического сигнала определенной -полярности на электро- механический преобразователь биморфный элемент 1 деформируется - одна его пластина удлинняется, а другая укорачивается и заслонка 2 отклоняется, например, влево (по чертежу). При этом уменьшается сопротивление проходу рабочей среды из сопла 4, а в камерах 11 и 12 формируется перепад давления и золотник 13 перемещается вправо. В отклоненном положении заслонки 2 струя рабочей среды из сопла 4 воздействует на сторону 9 рабочего участка заслонки 2 и создает боковую составляющую усилия, увеличивающую отклонение биморфного элемента 1.

В связи с тем, что пьезокерамичё- ский биморфный элемент 1 является электрическим конденсатором, при от- кпючекии электрического сигнала напряжение на элементе 1 уменьшается до нуля постепенно (фиг. 5), а конец элементе: 1 с заслонкой 2 из-за большого гистерезиса (фиг.4) и из-за Q воздействия боковой составляющей

струи (фиг. 6) не возвращается I в исходное положение и сохраняет от-.

0

5

клонеиие S f, (фиг. 5).

TaKHiM образом, заслонка 2 сохраняет (запоминает) свое положение и для иере.вода ее в противоположное положение необходимо подать напряжение противоположной полярности. После этого заслонка 2 перемещается вправо, открывая сопло 3 и закрывая сопло 4, и формируется перепад давления для перемещения золотника 13 влево.

Для б1-жорфного элемента с размерами 1 60 , b 12 мм, J 2 мм недовозвращение его конца с заслонкой 2 в исходное положение ,; составля; т около 40%.

Таким образом, гистерезис пьезо- керамического бкморфного элемента полезно используется.

Поскольку направление перемещения заслонки 2 перпендикулярно соплам 3 и 4, давление струй воспринимается продольной и поперечной жесткостью элемента 1, что позволяет уменьшить мощность, потребляемую электромеханическим преобразователем на преодо- ление реакции струи. Одновременно можно сократить расход рабочей жидкости через сопла 3 и 4, уменьшив расстойние между последними и заслонкой 2 до 0,005-0,02 fм (вместо 0,05-0,2 мм).

Форм у л а иэобрет е н и я Электрогидравличёский усилитель.

разуют с рабочим участком заслонки регулируемые дроссели, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности за счет сохранения , положения заслонки при от- ключенш электропитания, рабочий участок заслонки выполнен трапецеидального сечения в плоскости ее по

Изобретение может быть использовано в системах управления гидропнев- MaT iecKiii-ni исполнительными механизмами и позволяет повысить КПД и надежность усилителя. Поворотная заслонка 2 элемента сопло-заслонка жестКО соединена с пьезокерамическим биморфным подвижным элементом 1. Сопла 3 и 4 образуют с рабочим участком заслонки 2 регулируемые дроссели 14 и 13. Рабочий участок имеет трапецеидальное сечение в плоскости поворота заслонки 2. Сопла 3 и 4 установлены параллельно друг другу и обращены к меньшему основанию 5 сечения рабочего участка, соединенного со стороны большого основания 6 с биморфным элементом 1. Поскольку направление перемещения заслонки 2 перпендикулярно соплам 3 и 4, давление струй воспринимается продольной и поперечной жесткостью элемента 1, что позволяет уменьшить потребляемую мощность, 6 ил. i (Л

содержащий электромеханический пре- IQ ворота, а сопла установлены парал- образователь с пьезокерамическим би- .лельно друг другу и обращены к мень- морфным подвижным элементом и элемент сопло-заслонка, поворотная засшему основанию сечения рабочего участка заслонки, соединенного со стороны большего основания с биморфлонка которого жестко соединена с

биморфным элементом, а два сопла об- 5 ным элементом.

m/z//w

Фиг.2

ворота, а сопла установлены парал- .лельно друг другу и обращены к мень-

шему основанию сечения рабочего участка заслонки, соединенного со стороны большего основания с биморф -А

Фиг.з

rf

Фиг.

Фиг. 5

Фиг.6