Электрогидравлическое струйное следящее устройство Советский патент 1977 года по МПК G05B11/06 F15B9/07 

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть применено в сервомеханизмах со следящими устройствами, управляемых электрическими средствами.

Известны электрогидравлические струйные следящие системы с ооратными связями, в которых для стаоилизации их характеристик и повышения быстродействия обычно используются механические обратные связи 1J.

Механические обратные связи, состоящие из тяг, рычагов и пружин характеризуются сложностью настройки, наличием зон нечувствительности, люфтов, трудностями их согласования с электрической частью электрогидравлических приводов.

наиболее Олизким техническим решением к данному является электрогидравлическое струйное следящее устройство, содержащее первый электрод-ионизатор, концентрично размещенный во втором электроде, выполненном в виде конусного насадка, первый усилитель, вход которого соединен с выходами первого сумматора, связанным с каналами управления и задания, а выход - с отклоняющими электродами, и приемную плиту с датчиками обратной связи по расходу 2J.

Недостатками этой схемы является нестабильность ее статических и динамических характеристик (особенно коэффициента передачи) при изменении температуры в широком диапазоне и недостаточно высокое быстродействие.

С целью улучщения статических и динамических характеристик предлагаемое устройство содержит второй усилитель и установленные в приемной плите электростатические датчики обратной связи по перепаду давления, выходы которых соединены с входами второго усилителя, соединенного своим выходом с одним из входов первого сумматора. того электростатические датчики обратной связи по перепаду давления вьшолнены в виде металлических сопл, изолированных друг от друга и содерл ащих коллекторные сетки, соединенные через резисторы в дифференциальную схему.

па чертеже приведена функционально-конструктивная схема электроустройства.

с лектрогидравлическое струйное следящее устройство содержит первый электрод-ионизатор 1, представляющий собой иглу, второй электрод 2 в виде конусного насадка, одновременно формирующего компактную струю жидкости 3. К электродам 1 и 2 прикладывается высокое напряжение t/jo- К отклоняющим электродам 4 прикладывается управляющее высокое напряжение Uoa от первого усилителя 5. В диэлектрическую приемную плиту 6 встроены изолированные друг от друга диэлектрической перегородкой 7 металлические сопла 8, одновременно вынолняющие функции коллекторов зарядов струи совместно с металлическими коллекторными сетками 9 в основании каждого сопла, которые заземлены через резисторы 10, И и образуют совместно с ними дифференциальную схему.

Верхняя часть диэлектрической сопловой плиты непосредственно в зоне металлических приемных сопл металлизирована тонким слоем экрана, изолированного от сопл, электродов и соединенного с землей.

Металлические коллекторные сетки и металлизированный тонкий экран повышают эффективность работы коллекторов зарядов струи рабочей жидкости. Приемные сопла рейки соединены с исполнительным механизмом. Сигнал Их с дифференциальной схемы поступает через второй усилитель 12 на вход первого сумматора i3 с сигналом задания з и с сигналом обратной связи по перемещению штока исполнительного механизма е- Сигналы с резисторов t/io, t/u датчиков обратной связи по расходу поступают на второй сумматор 14 и через электронный усилитель 16 в схему сравнения автоматической системы регулирования расхода подается сигнал Хс корректируюш,ей обратной связи по расходу. Электрод 1 кондентрично размеш,ен во втором электроде 2.

Система работает следующим образом.

При подаче напряжения бкэ па электроды 1, 2 в струе жидкости образуется униполярный (знак иглы) объемный электрический заряд. Заряженная компактная струя жидкости под действием поля управляющего напряжения L/оэ смещается в плоскости сопл приемной плиты 6 на величину Дя, пропорциональную /оэ, поступающего с выхода усилителя 5, на входе которого формируется сигнал рассогласования следящей системы. Под действием возникающего при смещении струи от нейтрального положения перепада давлений в приемных соплах Af /SgfAA поршень исполнительного механизма перемещается.

В соплах 8 с металлическими сетками 9 происходит коллекция зарядов струи рабочей жидкости, возникает разность потенциалов, и в цепи резисторов 10, И протекают токи, величина которых пропорциональна соответственно расходам в каждом приемном сопле. Сумма сигналов /ю, t/u с этих резисторов пропорциональна расходу Q в приемных соплах и используется в следящей системе для организации корректирующей обратной связи по расходу с целью стабилизации штока исполнительного механизма при переменной нагрузке. Сигнал Их, поступающий с дифференциальной схемы при Q const, пропорционален величине смещения струи от нейтрального положения и, следовательно, Ux пропорционален в линейной зоне перепаду давлений в приемных соплах АР. Сигнал Xn kUx, поступающий на вход усилителя 5, с выхода усилителя 12 представляет собой сигнал отрицательной обратной связи, который используется для линеаризации статической характеристики гидроусилителя и обеспечения ее стабильности при изменении температуры в широком диапазоне, а также для увеличения быстродействия усилителя.

Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого изобретения заключается в уменьшении стоимости аппаратуры, предназначенной для управления гидравлическими исполнительными механизмами, и улучшении качества этого управления.

Формула изобретения

1.Электрогидравлическое струйное следящее устройство, содержащее первый электрод-ионизатор, концентрично размещенный во втором электроде, выполненном в виде конусного насадка, первый усилитель, вход которого соединен с выходом первого сумматора, связанным с каналами управления и задания, а выход - с отклоняющими электродами, и приемную плиту с датчиками обратной связи по расходу, отличающееся тем, что, с целью улучшения статических и динамических характеристик устройства, оно содержит второй усилитель и установленные в приемной плите электростатические датчики обратной связи по перепаду давления, выходы которых соединены с входами второго усилителя, соединенного своим выходом с одним из входов первого сумматора.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что электростатические датчики обратной связи по перепаду давления выполнены в виде металлических сопел, изолированных друг от друга и содержащих коллекторные сетки, соединенные через резисторы в дифференциальную схему.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.И. М. Красов, Гидравлические элементы в системах управления, М., «Машиностроение, 1967, стр. 76-78.

2.Авторское свидетельство № 488526, М., Кл.2 F 15В 9/07, 1974.