Электрогидравлический вихревой преобразователь Советский патент 1980 года по МПК F15C1/08 

1

Изобретение предназначено для использования его в цепях управления электрогидравлических и электропневматических систем автоматического регулирования.

В основном авт. св. № 525812 описан электрогидравлический вихревой преобразователь, в вихревой камере которого непосредственно к закрученному потоку приложено регулируемое электрическое напряжение с помощью электродов, которыми являются боковая цилиндрическая стенка и один из торцов камеры 1.

Недостатком его является невысокая эффективность регулирования расхода.

Цель изобретения - увеличение чувствительности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в выходном отверстии преобразователя установлен третий электрод.

Схема преобразователя представлена на фиг. 1 и 2.

Преобразователь содержит каналы ннтания 1, управления 2, вихревую камеру 3 с цилиндрической металлической стенкой- первым электродом 4 и торцовыми крышками 5 и 6. В одной нз крышек установлен диск - второй электрод-7 со шпилькой 8, а в другой - третий электрод 9.

Работа преобразователя осуществляется следующим образом.

Потоки питания Qn и управления Qy диэлектрической жидкости (например, трансформаторного масла) поступают соответственно по каналам пнтания 1 и управления

5 2 в вихревую камеру 3, в которой в пространстве между боковой цилиндрической металлической стенкой-электродом 4 и торцовыми крышками 5 и 6 образуется предварительно закрученный поток. Обе

10 торцовые крыщки выполнены из изоляционного материала. Внутри проточной частн камеры установлен тонкий металлический круглый диск - электрод 7, укрепленный посредством шпильки 8 с резьбой на верхней торцовой крыщке. Выходной регулируемый ноток жидкости протекает через металлическую втулку-электрод 9 с резьбой, укрепленную в нижней торцовой крышке. Тонкий круглый диск и цилиндрическая металлическая стенка образуют одну пару электродов, к которой прикладывают управляющее электрическое напряжение Ui. Металлическая втулка и боковая металлическая цилиндрическая стенка образуют

25 вторую пару электродов, к которой прикладывают управляющее электрическое напряжение f/2 (см. фиг. 1).

При приложении регулируемого напряжения Ui между электродами 7 и 4 (фиг. 1)

30 возникает радиальное электрическое поле

ЕТ, направленное по радиусу г в приведенной здесь же системе цилиндрических координат. Это электрическое поле по своему пространственному расположению в проточной части вихревой камеры действует на периферийном участке предварительно закрученного потока жидкости. При величине напряжения t/i порядка (10-20) 10 В и диэлектрической жидкости возникает холодный разряд типа коронного и образуется униполярный поток ионов знака потенциала диска. Происходит электрогидродинамическое взаимодействие униполярных ионов, направленных от диска к боковой цилиндрической стенке, с нейтральными молекулами предварительно закрученной жидкости на периферийном участке, в результате которого изменяется интенсивность закрутки потока жидкости. Однако при таком электрогндродинамическом взаимодействии не все ионы, вышедшие из диска, достигают стенки. Часть их сносится нейтральным потоком закрученной жидкости из межэлектродного промежутка на выход по пути результируюш,его вектора скорости 1/ (см. левую часть фиг. 2, где вектор V обозначен пунктиром). Выносимые потоком ионы образуют так называемый конвективный ток выноса. Одновременно с радиальным электрическим полем Ег на выходном участке вихревой камеры создают противонаправленное к нему электрическое поле. Выходным участком проточной части вихревой камеры называют участок, расположенный между выходной металлической втулкой и круглым диском. При приложении электрического напряжения Uz между металлической выходной втулкой и боковой цилиндрической стенкой, между диском и втулкой возникает электрическое ноле, картина которого изображена при иринятой полярности напряжений t/i и Uz в левой части фиг. 2.

Каждый вектор напряженности этого поля ЕЬ может быть разложен на две составляюидие (см. правую половину фиг. 2): составляюш,ая ЕН, перпендикулярная радиальному вектору на периферии ЕГ. Эта составляюш,ая не производит изменения интенсивности закрутки предварительно закрученного потока жидкости на выходном участке при взаимоде йствин с иенами выноса; составляющая Е-р, противонаправленная радиальному вектору на периферии ЕГ. Эта составляющая электрического поля, совпадая на большей части выходного участка с направлением вектора скорости потока жидкости У, изменяет интенсивность закрутки предварительно закрученного потока жидкости. Многочислеиные экспериментальные исследования показали, что интенсивность закрутки меняется очень сильно в зависимости от зиака потенциала металлической втулки. В результате такого электродинамического взаимодействия электрических полей на периферийном и выходном участках с потоком предварительно закрученной жидкости происходит изменение интенсивностн закрутки и, как следствие, изменение величины расхода через вихревую камеру. Количествеиное изменение расхода определялось по следующей формуле;

f/1 0

/, ф о

-Q,

ДРвых QB

С/2 0

/2фО

f/, 0

где QBHX - и Qebix

- величина

г/2фО /-, о

выходных расходов при , и 6i 0, соответственно.

Проведено экспериментальное снятие статических характеристик электрогидравлического вихревого преобразователя, реализующего предлагаемый способ. Условия проведения эксперимента: жидкость-масло трансформаторное нри Т 330°К; давление питания ,8. 10 Па; , , полярность центрального электрода отрицательная. Полярность выходной втулки значительно влияет на величину выходного сигнала (Свых).

Предлагаемый электрогидродинамический снособ регулирования расхода изменением иитенсивности закрутки предварительно закрученного иотока жидкости на периферийном и выходном участках проточной части вихревой камеры позволяет увеличить эффективность регулирования, повысить надежность работы электрогидравлического привода, а также улучшить его статические и динамические характеристики вследствие того, что в нем электрический сигнал непосредственно преобразуется в изменение интенсивности закрутки потока диэлектрической жидкости без промежуточных механических и электромеханических оиераций.

Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения перед аналогичными, относящимися к наиболее прогрессивным техническим решениям, состоят в следующем.

Увеличивается эффективность регулирования расхода жидкости; глубина регулироваиия; точность регулирования; плавность регулирования, вследствие увеличения коэффициента усиления по управлению.

Повышается надежность работы систем регулирования, использующих устройства,

реализующие предлагаемый снособ.

Возрастают функциональные возможности устройств, реализующих предлагаемый сиособ, расширяется диапазон применения устройств, ограниченный мощностью преобразования.

Формула изобретения

Электрогидравлический вихревой преобразователь по авт. св. № 525812, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности преобразователя, в нем в

выходном отверстии установлен третий

электрод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 525812, кл. F 15С 1/08, 1975 (прототип).