Электрогидравлический преобразователь

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН (19) (Н) (5D 4 F 15 С 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р сопз

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБ ЕТЕНИЙ И OTHPbITHA (61) 981723 .(21) 3712165/24-24 (22) 07.03.84 (46) 30.05.86. Бюл. IIr 20 (71) Пензенский политехнический институт (72) В.я. Краснослободцев и В.С. Нагорный (53) 621-525(088.8) (56) Авторское-свидетельство СССР

В 981723, кл. F 15 С 1/04,, 1981. (54) (57) . ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКЮ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт.св. Ф 981723, о тл и ч а rom и и с я тем, что, с целью увеличения коэффициента передачи, в корпусе между отводящим каналом и трубкой на расстоянии

1,2 длины зоны вихреобразований рас-. положен плоский электрод с отверстиями, подключенный к электрическому усилителю управляющего сигнала и имеющий одинаковый знак потенциала с электродом, выполненным в виде иглы.

1234668

45 (Р,-P,) ф ЧЧ /ЧЧ,-»

8= +VV, 2о<о»1

Л где Р,, Р гидравлические давления в центрах тяжести сечений трубки 4 и участка напорного трубопровода, расположенного по потоку за зоной вихреобраэований; скорость жидкости в ука- занных сечениях; площади отверстий указанных Сечений1

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам управления потоками текучей среды, и предназначено для использования его в цепях управления электрогидравлических 5 или электропневматических систем автоматики, а также в гидронике и пневмонике.

Цель изобретения — увеличение коэффициента передачи, На чертеже представлена принципиальная схема электрогидравлического преобразователя.

Электрогидравлический преобразователь состоит из стабилизатора 1 давления питания, корпуса 2 — участка напорного трубопровода, выполнен.— ного из диэлектрика, размещенных в нем соосно трех электродов — иглы

3, трубки 4, между входом и выходом которой выполнен гидравлический канал 5, с которого снимается выходной сигнал преобразователя, плоско", го электрода 6 с выполненными в нем . отверстиями, а также переменного дросселя 7 и регулируемого высоковольтного источника 8 (электрического усилители) управляющего сигнала. Стабилизатор .1 давления установлен на подводящем гидравлическом З0 канале 9, а переменный дроссель 7— на отводящем гидравлическом канале 1,0.

Гидравлический канал 5 расположен на расстоянии, равном 0,15...0,2 длины трубки 4 от ее входного торца,. а З5 диаметр проходного отверстия трубки равен 1,0...1,5 диаметра иглы. Плоский электрод расположен за трубкой

4 на расстоянии 1 1...1 2 длины зоны вихреобразований. 40

Обычно количество движения жидкости на участке трубопровода с резким расширением длины зоны вихреобразований определяется по формуле удельный вес жидкости, и — ускорение жидкости на участке между рассматриваемыми сечениями, — ускорение свободного падения . с< ., — безразмерный корректив скорости при расчете по закону сохранения количества движения.

Предлагаемый электрогидравлический преобразователь работает следующим образом.

Рабочая диэлектрическая жидкость, нагнетаемая насосом, через .стабилизатор 1 подается на вход участка напорного трубопровода 2, полностью его .заполняя и протекая по нему со скоростью, регулируемой с помощью переменного дросселя 7. Под действием напряжения, подаваемого от высоковольтного регулируемого источника 8 на электроды типа игла-трубка преобразователя, в промежутке между ними возникает сильное резко неоднородное электрическое поле, приводящее к образованию объемного заряда в рабочей жидкости. На объемный заряд со стороны острия иглы действует кулоновская сила, которая отталкивает жидкость от острия, так как объемный заряд имеет тот же знак, что и заряд, игольчатого электрода. В результате поток заряженной рабочей жидкости ускоряется в резко неоднородном электричесКоМ поле, приводя к повышению выходного сигнала, например давления на величину Р„„= Р„,„(ч о)- Р„,Ä(v-zg, где Р,„(ЧФО) — величина выходного гидравлического сигнала преобразователя при подаче на его электроды входного электрического сигнала»

Р««,„(<<=o)- величина выходного гидравлического сигнала преобразователя при отсутствии на его электродах входного электрического сигнала.

Величина выходного гидравлического сигнала « Р„„„ преобразователя

5 при подаче на его.электроды входного электрического сигнала Чз„ снимается с канала, который выполнен между торцами трубки.

В этом случае при действии напряжения, подаваемого на электроды типа игла-трубка в промежутке между ними, как указывалось выше, .возникает продольное резко неоднородное электрическое поле, приводящее к образованию направленного потока униполярных ионов (объемнога заряда) жидкости знака потенциала острия, движущихся под действием того же резкого неоднороднога поля от иглы к трубке. При этом происходит превращение кинетической энергии движения ионов в потенциальную энергию давления заряженной жидкости, которой они передают количество своего движения. Наибольшее число ионов рекомбинируют на начальном участке трубки-электрода, и следовательно, на этом же участке давление заряженной жиркости также 20 наибольшее, чем на других участках трубки-электрода.

Вследствие действия гидродинамических сил потока, возникающих в результате перепада давления на труб- 25 ке, и кратковременности пребывания заряженной жидкости на всем участке трубки, значительная часть ионов жидкости не контактирует со стенками трубки-электрода и, таким образом, З0 не рекомбинирует. Рабочая жидкость выносится далее за пределы трубки и, оставаясь значительно заряженной, в преобразователе-прототипе поступает на слив. Это существенно сни- З5 жает коэффициент передачи известного электрогидравлического преобразователя.

Для увеличения коэффициента передачи в предлагаемом электрогидрав- 40 лическом преобразователе между его электродом-трубкой 4 и отводящим каналом 10 корпуса 2 размещен плоский электрод 6 с отверстиями, имеющий одинаковый знак потенциала с иголь- 4g чатым электродом З.и, следовательно, тот же знак, что и заряженная жидкость. Под действием однородного продольного электрического поля, образующегося между обращенными друг к дру-SO гу плоскостями электрода-трубки 4 и плоского электрода 6, со стороны последнего на заряженную жидкость действует кулоновская сила, которая отталкивает ее в направлении, противо" положном направлению начального движения. Б результате действия однородного продольного электрического поля в промежутке между плоскостями электродов 4 и 6 скорость и расход заряженной жидкости уменьшаются, обуславливая увеличение выходного сигнала

h "" „,„ нреобразователя в канале, выполненном между торцами трубки. Уровень безполезного неиспользуемого сигнала а P b,„„между отводящим каналом и переменным дросселем уменьшается.

Увеличение напряженности однородного электрического продольного поля, приводящее к уменьшению скорости потока, приводит также к уменьшению перепада давления на трубке 4 и, следовательно, к уменьшению гидродинамических сил, действующих на заряженную жидкость, а также к увеличению времени: ее протекания по трубке.

Это вызывает контактирование еще больmего,÷åì â прототипе, количества ионов жидкости со стенками трубки-электрода и их рекомбинации что также приводит к увеличению выходного сигнала hk b,„, преобразователя. Необходимо отметить также, что в отсутствии напряжения на электродах (Ч=О) на выходе трубчатого электрода образуются вторичные открывные макровихревые течения. При повышении прикладываемого к электродам игла-трубка — плоскость с отверстиями напряжения происходит сначала устранение отрывных течений на выходе трубки, а затем образование микровихревых течений обратного направления. На входе трубки в межэлектродном промежутке иглатрубка происходит также образование вихрей, имеющих противоположное направление вращения вихрям на. выходе трубки. Таким образом, поток жидкости существенно турбулизуется в обоих межэлектродных промежутках, изменяется профиль скоростей и скорость течения жидкости. Для повышения коэффициента передачи плоский электрод с отверстиями необходимо устанавливать вблизи границы вторичных отрывных макровихреобразований на расстоянии (1,1...1,2) длины зоны их существования вниз по потоку за трубчатым электродом. При этом гидродинамика потока сохраняется и в него не вносятся излишние дополнительные конструктивные помехи.

В.данном устройстве межэлектродный промежуток типа игла-трубка работает подобно ЭДГ-насосу, ускоряя жид1234668

Составитель О. Гудкова

Техред N.Õîäàíè÷ Корректор М. Максимишинец

Редактор М. Товтин

Заказ 2967/43 Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 кость в направлении к трубке, а межэлектродный промежуток типа трубкаплоскость с отверстиями работает в режиме ЭГД-дросселя, тормозя жидкость на выходе трубки. Это существенно повышает уровень выходного сигнала преобразователя, а также и то, что канал для съема выходного сигнала выполнен между торцами трубки, куда и нагнетается рабочая жидкость.