Электрогидравлический преобразователь Советский патент 1982 года по МПК F15C1/04 

(54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к средства управления потоками текучей среды и предназначено для использования его в целях управления электрогидравлических систем автоматики и в гидронике. Известен электрогидравлический преобразователь, в котором входной влектрический сигнал преобразуется в выходной сигнгш перепада давления на дросселе типа игла-трубка 1. Однако в известном преобразователе диапазон преобразования сигнала невелик. Известен электрогидравлический преобразователь с подводящими и отводящими каналами и дросселем типа игла-трубка, размещенным в корпусе преобразователя, исходной сигнал преобразователя снимается с отводящ го канала, подключенного к сливу че рез переменный дроссель 2. Данный преобразователь обладает невысоким коэффициентом передачи. Цель- изобретения - повыиение коэ фициента передачи. Поставленная цель достигается за счет того, что в известном электрогидравлическом преобразователе, сод жащем корпус с подводящим и отводящим гидравлическими каналами, переменный дроссель, через который отводящий канал подключен к линии слива, стабилизатор давления, установленный со стороны подводящего канала, электрический источник управляющего сигнала, подключенный к последовательно размещенным по потоку электродам, один из которых выполнен в виде иглы, а другой - в виде трубки, проходное сечение которой меньше сечения подводящего и отводящего гидравлических каналов, в его корпусе и трубке между ее торцами на расстоянии 0,15-0,2 ее длины от входного торца выполнен гидравлический канал для съема выходного сигнала преобразователя, причем дис1метр проходного отверстия трубки составляет 1,0-1,5 диаметра иглы. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого электрогидравлического преобразователя; на фиг. 2 - экспериментально снятые сравнительные характеристики его работы и работы преобразователя-прототипа. Электрогидравлический преобразователь состоит из стабилизатора 1 давления (фиг. 1), корпуса 2 - участка напорного трубопровода, выполненного из диэлектрика, с размещенными в не соосно двух -электродов - иглы. 3 и трубки 4, между входом и выходом ко торой выполнен гидравлический канал 5, с которого снимается выходной сигнал преобразователя, а также переменного дросселя 6 и электрическо го источника 7 управляющего сигнала Стабилизатор 1 давления установлен подводящем гидравлическом канале 8, |а дроссель 6 - на отводящем гидравл ческом канале 9. Гидравлический канал 5 расположен на расстоянии С , равном 0,15-0,2 длины трубки Lот е входного торца, а диаметр проходног отверстия трубки равен 1,0-1,5 диаметра иглы. Электрогидравлический преобразов тель работает следующим образом. , Рабочая диэлектрическая жидкость негнетаемая насосом, через стабилизатор 1 подается на вход участка на порного трубопровода 2, протекая по нему со скоростью, регулируемую с помощью переменного дросселя 6. Под действием напряжения, подаваемого о высоковольтного источника 7 на элек троды типа игла-трубка преобразователя, в межэлектродном промежутке возникает резко неоднородное электри ческое поле, приводящее к образованию объемного заряда в жидкости. На объёмный заряд со стороны острия иглы действует кулоновская сила, которая отталкивает жидкость, так как объемный заряд получается того же знака, что и заряд игольчатого электрода. В результате этого поток рабо чей жидкости ускоряется, приводя к повышению выходного сигнала (давления) на величину вых-ьых / О-Рвых . / гдеР-, /U-fO - величина выходного гидравлического сигнала преобразователя при подаче на его электроды входного электричес кого сигнала; величина выходного гид равлического сигнала преобразователя при от сутствии на его электродах входного электри ческого сигнала. Величина выходного гидравлического сигнала преобразователя при подаче на его электроды входного электрического сигнала U целью увеличения коэффициента передачи сни мается с канала, который выполнен между торцами трубки. В этом случае выводится максималь ное по величине значение выходного гидравлического сигнала. Это объясняется тем, что под действием напряжения, подаваемого на электроды преобразователя, в межэлектродном проме жутке возникает продольное резко неоднородное поле, приводящее к образованию направленного потЬка униполярных ионов знака потенциала острия, движущихся от иглы к втулке. В результате движения в электрическом поле ионы образуют затопленную струю жидкости, сосредоточенную в основном jjp оси иглы. Достигнув втулки ионы рекомбинируют,т.е.нейтрализуются.При этом происходит превращение кинетической энергии движения ионов в потенциальную энергию давления жидкости которой они передают количество своего движения. Максимальное количество ионов рекомбинируют на начальном участке трубки-электрода и, следовательно, на этом же участке давление жидкости также максимально (длина этого участка равна 0,15-0,20 длины трубки L) . Райность между давлением развиваемым ионами жидкости на указанном начальном участке трубки и давлением на последующих других ее участках, достигает 34% и выше. Это приводит к существенному увеличению коэффициента передачи преобразователя. Дли этих же целей выбирается указанное в формуле изобретения соот.ношение диаметра иглы и проходного отверстия трубки, так как затопленная струя,образующаяся при движении ионов жидкости в электрическом поле и сосредоточенная в основном по оси иглы, имеет скорость, существенно превышающую скорость вовлекаемых в движение близлежащих слоев жидкости. Положительный эффект подтверждается статическими характеристиками {( ВХ ) (фиг. 2) , экспериментально снятыми для сравнения на двух участках преобразователя. Кривой 1 (фнг. 2) соответствует изменение выходного сигнала преобразоватег. ля в гидравлическом канале, выполненного между торцами трубки (фиг. 1), а кривой 2 (фиг. 2) соответствует изменение выходного сигнала преобразователя в гидравлическом канале, выполненного на выходе трубки электрода (фиг. 1) . Экспериментальные характеристики, представленные на фиг. 2, получают при следующих конструктивных и гидродинамических параметрах дроссельного электрогидравлического преобразователя: D 4,5 мм - наружный диаметр трубчатого электрода 4 (фиг. 1); d 1,5 мм - внутренний диаметр трубчатого электрода 4; L 5 мм длина трубчатого электрода 4; А 0,8 мм - диаметр игольчатого электрода 3;o(j 7 - угол заточки игольчатого электрода 3 Р О - расстояние по оси между игольчатым и трубчатым электродами; МПа - давление на входе участка напорного трубопровода 2 преобразователя, поддерживаемое постоянным с помощью стабилизатора 1 давления 0о 150 см/мик расход рабочей диэлектрической жидкости через участок напорного трубопровода 2 преобразователя в отсутствии входного электрического сигнала. В качестве рабочей диэлектрической жидкости используют трансформато ное масло ТКП (ГОСТ 982-68). образом, у предлагаемого устройства коэфф И1 иент передачи увеличивается, так как выходной гидравлический сигнал АР{.;4,(д при данном расположении канала, с которого он снимается, увеличивается до 34% (фиг. 2) . Технико-экономические преимуществ предлагаемого устройства состоят в увеличении коэффициента передачи. Формула изобретения Электрогидравлический преобразова тель, содержащий корпус с подводящим и отводящим гидравлическими каналами переменный дроссель, .через который отводящий канал подключен к линии слива, стабилизатор давления, установенный со стороны подводящего кана- ла, электрический усилитель управляющего сигнала, подключенный к последовательно размещенным по потоку электродам, один из КОТОЕЯЛХ выполнен в виде иглы, а другой - в виде трубки, проходное сечение которой меньше сечения подводящего и отводящего гидравлических каналов, о т л ичающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента передачи, в корпусе преобразователя и трубке между ее торцами на расстоянии 0,150,2 ее длины от входного торца выполнен гидравлический канал для съема выходного сигнала преобразователя, причем диаметр проходного отверстия трубки составляет 1,0-1,5 диаметра иглы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Денисов А.А. и Нагорный B.C. Пневматические и гидравлические устройства автоматики. М., Высшая школа , 1978, с. 170-172. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2961560/18-24, кл. F 15 С 1/04, 1980 (прототип).

Aff tX-IB nQ

41.1.ygxfofe