ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Советский патент 1969 года по МПК F15B5/00 G06G5/00 

Предложенное устройство нредназначено для гидравлических систем управления.

Гидравлические операционные усилители, содержащие дроссельные су.мматоры и мембранные усилительные элементы, известны. Однако известные усилители имеют малый коэффициент усиления по давлению, низкую точность усиления и содержат большое число мембран.

Предложенный операционный усилитель содержит струйные каскады усиления с внутрикаскадной стабилизацией, что позволяет получить Высокое отношение полезного сигнала к уровню шумов, повысить коэффициент усиления и увеличить точность выполнения операций.

Па чертеже дана схема мембранно-струйного гидравлического операционного усилителя..

Усилитель состоит из двух основны.х частей: дроссельно-мембранного сумматора с усилительно-преобразующим элементом типа «сдвоенное сопло - поперечная заслонка / и усилительной части // и содержит дроссельномембранный сумматор /; камеру 2 суммарного давления; камеру 3 опорного давления; упругую мембрану 4; поперечную заслонку 5, суммирующие дроссели 6; сопло 7 литания усилительно-преобразующего элемента; приемное сопло 8 этого элемента; активный струйный усилительный элемент 9 каскада; стабилизирующий струйный усилительный элемент 10 каскада; сопло 11 управления струйного усилительного элемента; сопло 12, расположенное со стороны камеры выходного давления струйного усилительного элемента; разделительную перегородку 13 с отверстием и камеры 14 и 15, окружающие сопла струйного усилительного элемента.

Дроссельно-мембранный сумматор 1 состоит из камеры, разделенной упругой мембраной 4 на две части. В камере 2 суммируются входные сигналы давлений жидкости, подводимые через дроссели 6, а камера 3 соединена с источником достоянного опорного давления РО, принятого за условный нуль в системе отсчета сигналов. В камере 3 расположены два встречно направленных сопла усилительно-преобразующего элемента, между которыми помещена

поперечная заслонка 5, укрепленная на мембране 4. Одно из соиел является соплом питания 7 и соединено с источником питания РП другое - приемным соплом 8. Выходной канал усилительно-преобразующей части сумматора

соединен с соплом 11 элемента 9 первого каскада усиления.

Выходное давление первого активного элемента 9 в этом каскаде является выходным давлением каскада и может служить сигналом

ния. При помощи второго элемента 10 осуществляется внутрикаскадная стабилизация давления питания под соплами элементов.

Струйный усилительный элемент состоит из двух сопел // и 12, расположенных на одной линии. Между соплами помещена разделительная перегородка 13 с отверстием, выполненным концентрично относительно отверстий сопел. Перегородка 13 делит пространство, окружающее сопла, на две камеры 14 и 15. Каждая из камер в зависимости от принятой схемы работы элемента может быть камерой взаимодействия потоков жидкости, соединенной со сливом, или камерой выходного давления.

Эквивалентное гидравлическое сопротивление сопла струйного усилительного элемента на схеме обозначено RC,.

Через сопротивления Ri и Rz давление питания подается под сопла усилительных элементов.

Сопротивление Кз соединяет камеру выходного давления элемента W со сливом. Выход первого каскада усиления подается на вход второго каскада. Второй и последующие каскады устройства повторяют собой первый каскад усиления, а число каскадов усилителя определяется необходимым коэффициентом усиления. Выход .последнего каскада усиления является выходом струйного усилителя и соединяется с одним из входных дросселей 6 сумматора / линией отрицательной обратной связи 16.

Предложенный усилитель работает следующим образом.

Входное давление PI подводится к одному из суммирующих дросселей 6 сумматора /. Усилие суммарного давления ЕЯ в камере2, действующее на мембрану 4, сравнивается с усилием, развиваемым опорным давлением, подведенным в камеру 3 с другой стороны мембраны от дополнительного источника опорного давления. Перепад давлений, действующих на мембрану, вызывает ее прогиб. Заслонка 5 изменяет свое положение относительно сопел 7 и 5. Поток жидкости, вытекающей

из сопел 7, попадает в приемное сопло 8, где энергия скоростного напора преобразуется в статическое давление. При .перемещении заслонка 5 перекрывает струи двух пар каналов и управляет давлением в соплах 8. Выходное да вление усилительно-преобразующей части сумматора подается на вход первого каскада усиления устройства. Построение первого каскада усиления на

двух струйных усилительных элементах со встречным взаимодействием потоков вызвано наличием в струйном усилительном элементе внутренней отрицательной обратной связи. При изменении входного сигнала, подаваемого

.на элемент, изменяется значение выходного давления, вызывающего пропорциональное изменение перепада давлений в канале, расположенном со стороны выходной камеры, и, следовательно, изменение величины расхода

жидкости через канал. Для компенсации внутренней обратной связи активного элемента .и стабилизации давления .питания под соплом 12 используется дополнительный струйный усилительный элемент. Канал управления второго

элемента каскада через сопротивления i соединяется с источником давления питания, что позволяет выбрать определенную величину расхода управления. Через сопротивления R2 камера выходного давления стабилизирующего элемента соединяется со сливом. Величина сопротивления Rz определяет эффективность внутренней обратной связи стабилизирующего элемента.

Предмет изобретения

Гидравлический операционный усилитель, содержащий дроссельно-мембранный сумматор с усилительно-преобразующим элементом

типа «сдвоенное сопло-поперечная заслонка и .последовательно соединенные струйные каскады, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и коэффициента усиления по давлению, каждый струйный каскад содержит

струйный внутрикаскадный стабилизатор давления.