Электрокинетический преобразователь

 

ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ПРЕОВ РАЗОВАТЕЛЬ , содержащий заполненный ;ртутью и электролитом капиллярный э СО О СО мент с устаибвленными в нем двумя электродами, контактирующими соответ ственно с ртутью и электролитом, от личающийся тем, чти, с целью увеличения мощности и обеспечения линейности вьщодного перемещения, он снабжен двумя объемами, в каждомиз которых установлен поршень, а капиллярный элемент, установленный между этими объемами, выполнен в виде набора конических капиллярных отверстий , при этом первый объем расположен со стороны расширенной части капиллярных отверстий и заполнен ртутью, а поршень его подпружинен с одной стороны, второй объем заполнен электролитом, а поршень подпружинен с обеих сторон и снабжен выходным штоком. Атмосфера

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК за Н 01 G 9/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3598868/18"10 (22) 15.04.83 (46) 23.05.84. Бюл. У 19 (72) В.К.Соковиков, В.А.Козлов, М.Г.Алиев и В.И.Жеглов (71) Московский автомеханический институт (53) 621.317. 89(088. 8) (56) 1, Хохлов В.А. и др. Электрогидравлические следящие системы. М., "Машиностроение", 1971, с.165.

2. Касимзаде М,С. и др. Электрокинетические преобразователи информации. М., "Энергия", 1973, с,124 .(прототип). (54)(57) ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ПРЕОБ,РАЗОВАТЕЛЬ, содержащий заполненный ,ртутью и электролитом капиллярный эле„„SUÄÄ 1094079 A мент с установленными в нем двумя электродами, контактирующими соответственно с ртутью и электролитом, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения мощности и обеспечения линейности выходного перемещения, он снабжен двумя объемами, в каждом из которых установлен поршень, а капиллярный элемент, установленный между этими объемами, выполнен в виде набора конических капиллярных отверстий, при этом первый объем расположен со стороны расширенной части капиллярных отверстий и заполнен ртутью, а поршень его поднружинен с одной стороны, второй объем заполнен электролитом, а поршень подпружинен с обеих сторон и снабжен выходным штоком, 10940

Йзобретение относится к автоматическим системам управления, в частности к электрокинетическим преобразователям сигналов, и может быть использовано в различных электрогидравлических следящих системах.

Известен электромагнитный преобразователь электрических сигналов в линейное перемещение, содержащий узел преобразования электрических сиг"10 напов, выполненный в виде электромагнитной системы, и узел перемещения 1), Хотя данный преобразователь обладает достаточной мощностью и линейностью выходного сигнала, но имеет значительные габариты и большие подвижные массы, что снижает частотный диапазон преобразования и ограничивает его применение в скоростных следящих системах. 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электрокапиллярньггг модулятор, содержащий капиллярный элемент, заполненный электролитом и ртутью с уста- 25 новленными в них электродами. Этот модулятор основан на изменении формы мениска ртути при приложении к электродам электрического сигнала, что приводит к перемещению жидкого уп- gp лотнителя, которое используется для дальнейшего преобразования (2 J, Недостатками модулятора являются малая выходная мощность и нелинейность выходного перемещения.

Целью изобретения является увеличение мощности и обеспечение линейности выходного перемещения.

Поставленная цель достигается тем, что в электролинейный преобразователь 40 р 40 содержащий заполненный ртутью и электролитом капиллярный элемент с установленными в нем двумя электродами, контактирующими соответственно с ртутью и электролитом, введены два объема, в каждом из которых установлен поршень, а капиллярный элемент, установленный между этими объемами, выполнен в виде набора конических капиллярных отверстий, при этом первый объем расположен со стороны расширенной части капиллярных отверстий и заполнен ртутью, а поршень его подпружинен с одной стороны, второй объем заполнен электролитом, а поршень его подпружинен с обеих сторон

55 и снабжен выходным штоком, На чертеже показана функциональная схема преобразователя.

79 э

Электрокинетический преобразователь содержит блок 1 преобразования электрических сигналов и взаимосвязанный с ним узел 2 перемещения, при этом блок 1 преобразования электрических сигналов выполнен в виде корпуса 3, разделенного набором конических капилляров 4. Причем капилляры 4 и объемы 5 и 6, контактирующие с электродами 7 и 8, с помощью которых обеспечивается разность потенциалов, заполнены соответственно ртутью и электролитом, при этом конические капилляры основанием обраще. ны к объему 5, заполненному ртутью, который выполнен с подпружиненным поршнем 9, находящимся в контакте со ртутью, а с противоположной стороны " с атмосферой, Объем 6 со стороны электролита выполнен с подпружиненным с обеих сторон поршнем 10 находящимся в контакте с электролитом и снабженным штоком 11, который совместно с подпружиненным с обеих сторон поршнем 10 служит узлом 2 перемещения.

Преобразователь работает следующим образом, При изменении потенциала ртутноIo электрода относительно некоторогсг нулевого уровня U, находящегося на середине спадающего участка электрока. пиллярной кривой, поверхностное натяжение ртути также синхронно изменяется, и ртутный мениск перемещается в капилляре в новое устойчивое состояние, обусловленное компенсацией всех сил в системе, а изменения в объемах гомогенных фаз за пределами капилляров преобразуются в соответст" вующие перемещения поршня 10 со штоком 11 и совершение работы над объектом, Устойчивость системе обеспечивают встречное подпружинивание поршней и коническая форма капилляров.

Преобразователь работает при "нулевом" уровне потенциала 0=1,2B относительно насыщенного каломельного электрода с амплитудой изменений потенциала + 0,258.

При диаметре в основании конического капилляра 0,028 мм и амплитуде изменения поверхностного натяжения в

50 дин/см ртутный мениск в каждом из капилляров в сборке 4 обеспечивает изменение давления в 0,132 кгс/см

Для работы устройства при усилии на штоке 11, Равном 0,1 кгс, и его

I 0940

Составитель Е. Баринов

Техрел Т Фанта

Редактор Н Лазаренко

Корректор А bHH

Заказ 3448/41

Тираж 683

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. 4 5

Подписное л л л Хш а l

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

3 перемещении на величину 0,05 мм с частотой 1000Гц минимальная мощность на управление составляет О,1 Вт, притангенсе угла диэлектрических потерь в концентрированном растворе элект- 5 ролита 0,02 тепловые потери рассеиваемой мощности не превысят 2Х и необходимая мощность на управление составит 0,1Л2 Вт, т.е. при двойной амплитуде переменного сигнала 0,5В Ip мгновенное значение тока не превысит

0,21 А. Описанными параметрами обладает преобразователь с корпусом длиной 4 см, шириной 4 см, высотой

3 см. I5

В случае работы преобразователя с меньшими частотами размеры корпуса можно уменьшить или снизить мощность на управление, например, при макси" мальной частоте 200 Гц работоспособна модель преобразователя с мощностью на управление 0,02 Вт или при сохранении мощности с размерами корпуса пре" обраэователя 1,5х1,5х3 см.

Таким образом, предлагаемый электрокинетический преобразователь обеспечивает увеличение мощности выход-, ного перемещения при малых габаритах и незначительной инерционной массе, а также обеспечивает достаточную Линейность выходного перемещения, что позволяет испольэовать его в высокодинамичных гидроусилителях.i