Электрогидравлический усилитель Советский патент 1980 года по МПК F15B3/00 F15B9/03 

Изосрзт.;-; .- :-„.-.;.,.-;:-.:., ; злазггрогидравличесх- г sj. -:троп ззмгтическк усилителям, лрзс оразующим входной электрических сигнал в гюток рабочей среды, управляющий исполнительнрм механизмом; или в выходное давление рабочей среды, пропорциональ-ное электрическому сигналу и может быть использовано в гидравличес.ких, электрогидравлических (электропневматических) и пневмогидравлических система} автоматического регулирования. Известны гидравлические усилители мощности с обратной связью, осуществляемой по принципу силовой компенсации, у. которых управляющий касж Образован вкл;с-ленными по мостовой схеме четырьмя гидравлическими сопро тивлениями (дросселями), два из которых выполнены в виде.связанного, с входным электромеханическим устройст вом дифференциального элемента типа сопло-заслонка, и включены в смежные плечи двух параллельных ветвей моста, в диагональ которого вклю чен распределительный золотник. Реал зация обратной связи по положению распределительного золотника осуществляется с помощью пружинной штангуглогс аечения, жестко связанякоре: Бходкого злектромехани: о устройстза и шарнирно с раселительным золотником 1. Наиболее близким по технической сущности решением к предложенному изобретению является электрогидравлический усилитель, содержащий электромеханический преобразователь с якорем., гидроусилитель, выполненный по мостовой схеме, в одни плечи которого включены-постоянные дроссели, а в другие - встречные сопла с заслонкой связанной с якорем электромеханического преобразователя, и манометрический датчик обратной связи с цилиндрической пружиной, соединенной с якорем электромеханического преобразователя 21. Цилиндрическая пружина обратной связи содержит в средней части-участок сегментной или прямоугольной формы (лыску). Это позволяет плавно изменять коэффициент усиления путем поворота пружины, работающей на изгиб,, вокруг оси цилиндра, вследствие чего изменяется момент сопротивления участка с лыской относительно плоскости изгиба, а следовательно, и жесткость пружины. Недостаток данного электрогидравлического усилителя заключается в том, что он имеет ограниченные возможности плавной регулировки коэффициента усиления обратной связи, оказывающего большое влияние на устойчивость системы и динамические характеристики ввиду того, что изме нение жесткости пружины обратной связи возможно лишь путем изменения угла поворота лыски к плоскости изг ба, что вносит определенную погрешность, связанную с угловыми перемещениями. Цель изобретения - улучшение динамических характеристик усилителя. Это достигается тем, что цилиндрическая пружина состоит из двух участков с различными диаметрами и подвижно закреплена между манометрическим датчиком Обратной связи с яко рем электромеханического преобразователя, вследствие чего ее жесткост изменяется в более широком диапазон чем в известном усилителе при тех же конструктивных параметрах, и с меньшей погрешностью, так как углов перемещения заменены на линейные. Сущность изобретения иллюстрируе ся чертежами,где на фиг. 1 представ лена принципиальная схема однополос ного электрогидравличёского усилителя с обратной связью по давлению нагрузки; на фиг. 2 - один из вариа тов исполнения цилиндрической пружины. Электрогидравлический (электропневматический) усилитель состоит из электромеханического преобразова теля 1, гидроусилителя,. собранногб по мостовой схеме и состоящего из двух переменных дросселей, включающих встречные сопла 2 с заслонкой 3, двух постоянных дросселей 4, рас пределительного золотника 5. В усилитель входит также манометрически датчик обратной связи 5 и цилиндрическая пружина 6. К гидроусилителю подключена .напорная магистраль 7. С заслонкой 3 связан якорь 8 электромеханического преобразователя 1. Между первым и вторым каскадом гид роус1 лителя, (элементами 2,3,4 и 5), размещены междроссельные камеры 9, 10, а выход гидроусилителя подключен -к полости нагрузки 11. Усилитель работает следующим образом. Часть рабочей среды из напорной магистрали 7, разветвляясь параллел но на две ветви, проходит в каждом направлении через постоянный дроссель 4 и регулируемый дроссель, сос тоящий из встречных сопел 2 и заслонки 3 и образовывает гидравлический (пневматический) мост, являю щийся управляющим каскадом усиления в диагональ которого включен распределительный золотник 5. При симметричном положении заслонки 3 относительно сопел 2 давление на торцах золотника 5 одинаково и последний неподвижен. При подаче электрического сигнала якорь электромеханического преобразователя с соеиненной с ним заслонкой 3 перемещается, при этом образуется перепад давлений в междроссельных камерах 9 и 10. Так, смещение заслонки 3 вправо увеличивает давление на правом торце распределительного золотника, а на левом - уменьшает. Распределительный золотник 5 перемещается влево и соединяет напорную магистраль 7 с полостью нагрузки 11. Давление в полости нагрузки увеличивается до тех пор, пока датчик обратной связи 5 (трубка Бурдона), соединенный с якорем 8 входного электромеханического преобразователя с помощью пружины 6, имеющей различные диаметры на рабочем участке, дающей возможность получать переменную жесткость при изменении соотношения длин участков с различными диаметрами при постоянной общей длине между местами закрепления, не скомпенсирует силу, возникшую на якоре 8 электромеханического преобразователя, соответствующую входному электрическому сигналу. Заслонка 3 вернется при этом в среднее положение и давление на торцах распределительного золотника 5 станет одинаковым а следовательно и распределительный золотник будет перемещаться вправо до тех пор, пока давление в полости нагрузки не установится соответственным электрическому входному сигналу. Каждому значению электрического, входного сигнала будет соответствовать определенное выходное давление. Причеь4 изменением соотношения длин участков с различными диаметрами при постоянной общей длине между местами закрепления пружины обратной связи 6 можно изменять жесткость пружины, добиваясь наивыгоднейшего коэффициента усиления обратной: связи. Один из вариантов конструктивного решения оперативного изменения жесткости пружины обратной связи представлен ifa фиг. 2. Участок пружины 6 с большим диаметром имеет резьбу. В датчике обратной связи 5 (трубке Бурдона) также имеется резьба. В якоре 8 имеется сквозное отверстие, через которое проходит участок пружины б с меньшим диаметром. Путем вращения пружины и перемещения ее по резьбе датчика обратной связи, закрепленного на корпусе неподвижно, изменяется жесткость пружины за счет изменения соотношения длин участков с различными диа.метрами, между местами закрепления. Электромеханический преобразователь, якорь которого является вторым местом

закрепления, неподвижен. При достижении нужной жесткости пружина 6 фиксируется винтом 12. Точки закрепления неподвижны. Относительно точе закрепления передвигается пружина. Фиксация пружины в нужном положении в неподвижных точках закрепления может производиться с помощью цанговых зажимов.

При применении предлагаемого усилителя в металлургической промышленности в системах автоматического регулирования принудительного изгиба валков появится возможность увеличить точность проката и уменьшить расходы.

Формула изобретения

Электрогидравлический усилитель, содержащий электромеханический преобразователь с якорем, гидроусилитель, выполненный по мостовой схеме, в одни плечи которого включены

постоянные дроссели, а в другие встречные сопла с заслонкой, связанной с якорем электромеханического преобразователя, или концентрический датчик отрицательной обратной связи с цилиндрической пружиной, соединенной с якорем электромеханического преобразователя, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик усилителя, цилиндрическая пружина состоит из

0 двух участков с различными диаметрами и подвижно закреплена между манометрическим датчиком обратной связи и якорем электромеханического преобразователя.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 3023782, кл. 137-623, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 389231, кл. F 15 В 3/00, 1971

0 (прототип).

ю