Электрогидропневматический преобразователь Советский патент 1978 года по МПК F15C1/04 F15B3/00 

I

Изобретение относится к средствам струйной автоматики и может быть ис пользовано в электрогидравл1 ческих (ЭГП ).fэлектропневматических (ЭПП) системах автоматического регулирования с гидро- (пневмо) механоэлектрическими устройствами обратной связи.

Известны преобразователи содержащие формирователь входного электрического сигнала, электромеханический преобразователь, гидравлический (пневматический) усилитель со встречным соударением струй, содержащш камеру взаимодействия струй, в которой установлены сопла т тания с входными дросселякте и выходными формирующими насадками, разделительная перегородка с центральным отверстием и выходная и сливная полости 1 .

Heдocтaткo f этих преобразователей является использование подвижных механических и электромеханических элементов в процессе преобразования сигналов что ухудшает их статические и динаьшческие характеристики.

Наиболее близким техническим решеггйем к предложенному является электрогидропневматический преобразователь, содержащий камеру взаимодействия струй, в ко-торой установлены сопла питания с входныкж дросселями и выходными формирующими насадками, разделительная перегородка с центральным отверстием и выходная и сливная полости, управляк щие электроды и формирователь входного электрического сигнала 2j .

Недостатком такого преобразователя является относителыю низкий коэффициент усиления.

Цель изобретения - повышение коэффициента усиления.

Это достигается тем, что в преобразователе установлены делитель напряжения и резистор обратной связи, а первый управляющий электрод в одном из сопл Состоит из входного дросселя и выходного форкгарующего насадка, выполненных из металла и соединенных с одним из выходов формирователи входного электри ческого сигнала, второй управляющий электрод выполнен в виде двусторонней иглы, размещенной между входным дросселем и выходным формирующим часадком первого электрода и соединенной с другим выходом формирователя входного электрического сигнала, разделительная перегородка с одной сторонь центрального отверстия выполнена из диэлектрического материала, а с другой из металла и соединена через резистор обратной связи с входным дросселем первого электрода, причем на одном из сопл питания установлен металлический конус, связанный через делитель напряжения с двусторонней иглой. На чертеже приведена конструктивная схема электрогидропневматического преобразователя. Он содержит два встречно направленных сопла питания 1 и 2 с входными ци лиадрнческими дросселями питания 3 и выходныь-ш формирующими насадками 4, разделительную перегородку,сос1оящую из металлической часта 5 и диэлектрической части 6,имеющей центральное,расноложеннов соосно соплам отверстие 7,камерув8аимодействкя струй, состоящую из выходной 8 а сливной 9 полостей. Металлические входной дроссель 3 и выходной формируюишй насадок 4 сопла 1 электрически соединены между собой и являются одним из управляющих (первыйК электродов преобразователя. Другой (второй) управляющий электрод Ю размещен меж ду входным дросселем 3 и выходным формирующим насадком 4 соосно им и выполнен в двусторонней игльи Давление питаний PJ, J и Ри ,2 ПОДВОДИТСЯ через входные дроссели 3, и в сливной ка мере 9 образуется область соударения струй, истекаюпшх из сопл питания 1 и 2. Гидравлическое сопротивление входных дросселей 3 настраивается так, что бы в вь1ходной камере 8 установился ну левой выходной сигнал. Такое выполнение электродов реализуется в сопле пи ташш, не выходящем в камеру соударения струй (в данном случае поскольку соударение струй происходит в сливной полости 9, то электроды реализуются в сопле питания}, Преобразователь содержит также фор мирователь входного электрического сиг нала 11, делитель напряжения, состоящий из резисторов 12 и 13, резистор ббратной связи 14 и металлический конус 15. При подаче на электроды преобразоателя (позиции 3, 4 и 10) входного Haf ряжения Ugx с выхода формирователя ходного электрического сигнала в результате электрогидродинамического взаимодействия движущихся от концов электрода 10 униполярных ионов (знака потенциала электрода Ю) с вихревыми от рьшными течениями в сопле питания 1 нзменяется их интенсивность на выходе входного дросселя 3 и на входе формирующего насадка 4. В результате увеличиваются гидравлическое сопротивление дросселя 3 и формирующего насадка 4 и гидравлическое сопротивление соопа питания 1 noTOicy жидкости на величину, равную сумме изменений сопротивлений 3 и 4 при наличии и-jjx При этом энергия истекающей из сопла питания 1 струи уменьшается(уменьшается скорость струи) и область соударения струй перемещается по направлению центрального отверстия 7 разделительной перегородки 5. Вследствие этого увеличивается давление Pgijj c на выходе преобразователя. Таким образом, увеличение коэффициента усиления в прямой аепи щюобразователя осушествляется вследствие суммирования изменений гидравлических сопротивлений дросселя 3 и формирующего насадка 4 сопла питания 1 под действием УЗХ . в разработанном струйном ЭГП (ЭПП) выходной сигнал. является линейной функаией от разности давления питания Р р 1 свою очередь, от J, и и 2i зависит расход жидкости через coiMia питания. Дпя эффективной организации обратной связи по выходному гидравлическому (пневматическому) сигналу увеличение коэф)иниента усиления ijp пепи обратной связи в предлагаемом преобразователе установлены делитель напряжения и резистор обратной свйзи, а разделительная перегородка выполнена из двух частей диэлектрической 6 и металлической 5, причем последняя через резистор 14 об ратной связи соединена электрически с заземленными электродами 3 и 4, а потещиальный электрод 10 через высокоомные деяи1«ли напряжения 12, 13 электрически соединен с наружным металлическим конусом 15 сопла питания 1. Конус 15 отделен от формирующего насадка 4 диэлектрическим корпусом сой ла 1.

г63

Такое конструктивное выполнение узла обратной связи обеспечивает его эффективную работу.

Металлическая часть 5 разделительной перегородки является коллектором ионов, выносимых струей из сопла питания 1. Ток, протекающий через резистор 14, пропорционален скорости струи, ,а поэтому напряжение обратной связи JUQ, снимаемое с резистора 14, в ко|:нечном итоге характеризует Т п i следовательно, кP. Для уррощения электрического формирователя обратной связи, предназначенного для усиления и од (на чертеже не показан), прежде всего необходимо увеличить 11 ос Достигнуть,- этого можно при условии, что fHa металлическую часть 5 будет попадать как можно больше ионов, выносимы струей из сопла 1 при подаче на управляющие электроды входного напряжения JBH . В разработанной конструкции прербразователя последнее обеспечивается гем, что потенциал металлической части 5 обратен знаку выносимых ионов (обратен знаку потенциала эммитируккщего ионы электрода 1О). Креме того, для предотвращения обратного возврата выносимых ионов на насадок 4 предусмотрен конусный насадок 14, потенциал которого, снимаемый с резистора 13 делителями напряжения 12, 13, одинаков по знаку с потенциалом электрода 10).

Здесь же следует отметить, что такое выполнение узла обратной связи одновременно позволяет увеличить и коэффициент усиления электрогндравлического (электропневматического) преобразователя за счет частичного отклонения струи жидкости, истекающей из сопла 1, при подаче на управляющие электроды входного напряжения.

Технико-экономические преимущества изобретения по сравнению с известными, относящимся к наиболее прогрессивным техническим решениям, состоят в увеличении коэффициента усиления преобразователя, обеспечении эффективной обратной связи без существенного усложнения конструкции и упрощении конструкции.

Формула изобретения

Электрогидропневматический преобразователь, содержащий камеру взаимодействия струй, в которой установлены сопла питания с входными дросселями и выходными формирующими насадками, разделительная перегородка с центральным отверстием и выходная и сливная полости, управляющие электроды и формирователь входного электрического сигнала, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления преобразователя, в нем установлены делитель напряжения и резистор обратной связи, и первый управлякший электрод в одном из сопл состоит из входного дросселя и выходного формирующего насадка, выполненных из металла и соединенных с с одним из выходов формирователя входного электрического сигнала, второй управляющий электрод выполнен в виде двусторонней иглы, размещенной между входным дросселем и выходным формирующим насадком первого электрода и соединенной с другасм выходом формирователя входного электрического сигнала, разделительная перегородка-с одной стороны центрального отверстия выполнена из диэлектрического материала, а с другой - из металла и соединена через резистор обратной связи с входным дросселем первого электрода, причем на одном из сопл питания установлен металлический конус, связанный через делитель напряжения с двусторонней иглой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Лебедев И, В,, Трескунов Е. Л,, Кковенко В. С. Элементы струйной автоматики. М., 1973, с. 2ОЗ.

2.Патеет США № 3051154, кл. 137-81.5,1969.

А.