Пневмогидравлический усилитель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1276858

m F 15 В 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 д 5 10 19ã Юя ф

g0 " 7@ Д

78

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3885350/25-06 (22) 18.04.85 (46) 15.12.86. Бюл. № 46 (71) Ставропольский политехнический институт (72) А. Н. Головченко (53) 62-521 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1054583, кл. F 16 В 3/00, 1982. (54) (57) 1. ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

УСИЛИТЕЛЬ, содержащий задатчик и установленные в корпусе пневматический элемент сопло-заслонка, гидравлический элемент сопло-заслонка и мембранный механизм управления, причем задатчик соединен с заслонкой пневматического элемента, сопла которого подключены к камерам управления мембранного механизма, соединенного жесткими центрами мембран с заслонкой гидравлического элемента, каждое сопло которого закреплено на подвижном гибком элементе и подключено к полости исполнительного гидродвигателя и через дросселирующий элемент — к источнику рабочей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и чувствительности, гибкие элементы выполнены в виде мембран, а закрепленные на них сопла выполнены с боковым подводом и с глухими торцами, при этом дросселирующие элементы выполнены в виде входных элементов соплозаслонка, сопла которых установлены с зазором относительно глухих торцов сопл гидравлического элемента, каждое из которых соединено с полостью исполнительного гидродвигателя через камеру положительной обратной связи, образованную в корпусе гибким элементом.

1276858

2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД. мембранный механизм выполнен в виде двух пар мембран, параллельно установленных с образованием дополнительной камеры между каждой парой мембран, соединенных между собой жесткими центрами, выполненными

Изобретение о|носится к пневмогидроавтоматике и мо>ке1 быпгь исгользозано в системах автоматического управления.

Цель изобретения — новы:пение быстродействия и чувствительности. 5

На чертеже изображена схема пневмогидравличес кого усилителя.

Усилитель содержит задатчик (пе показан), установленные в корпусе 1 пневматический элемент 2 сопло-заслонка, гидравлический элемент сопло-заслонка (не показан) и мембранный механизм 3 управления.

Задатчик соединен с заслонкой 4 элемента

2, сопла 5 и 6 которого подключены к камерам 7 и 8 управления механизма 3, выполненного в виде двух пар мембран

9, 10 и 11, 12, параллельно установленных с образованием дополнительной камеры 13 между мембранами 9 и 10 и дополнительной камеры 14 между мембранами 11 и 12.

Мембраны 9, 10 и 11, 12 попарно соединены ме>кдх собой жесткими центрами 15 и

16 соответственно, выполненными заодно с заслонкой (пе показано) гидравлического элемента сопло-заслонка, сопла 17 и 18 которого закреплены на подвижных гибких элементах, выполненных в виде мембран 19 и

20, и выполнены с боковым подводом и с глухими торцами 2! и 22. Сопла 7 и 18 нодклк>чены к источнику рабочей жидкости (не показаны) через дросселирующие элементы, выполненные в виде входных элементов

23 и 24 сопло-заслонка, сопла 25 и 26 которых установлены с зазором относительно глу хих торцов 2! и 22 сопл 17 и 18, соединенных с полостями исполнительного гидродвигателя (не показан) через камеры 27 и 28 положительной обратной связи, образованные в корпусе 1 мембранами 19 и 20 соответственно. 35

На заслонке 4 установлены упругие диафрагмы 29 и 30, опертые на сопла 5 и 6, соединенные через постоянные дроссели 31 и 32 с источником воздуха (не показан). В корпусе 1 выполнены сливпые каналы 33 и 34, каналы 35 и 37 подачи воздуха и каналы 38 и 39 для соединения камер 27 и 28 с полостями гидродвигателя.

Пневмогидравлический усилитель работает следующим образом. заодно с заслонкой гидравлического элемента.

3. Усилитель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что заслонка пневматического элемента снабжена двумя упругими диафрагмами, каждая из которых оперта на одно из его сопл.

В равновесном состоянии, когда заслонка

4 находится в среднем положении относительно пневматических сопл 5 и 6, упругие диафрагмы 29 и 30 примыкают к пневматическим соплам 5 и 6 и давления воздуха в камерах 7 и 8 равны между собой и равны давлению питания воздуха, подаваемого через канал 36. Давление питания воздуха выбрано таким, чтобы в равновесном состоянии обеспечивалось примыкание центров 15 и 16 к гидравлическим соплам 17 и 18. При этом давления рабочей жидкости в камерах

27 и 28 и на выходе каналов 38 и 39 равны между собой и равны давлению питания рабочей жидкости, поступающей через сопла

25 и 26. Таким образом, расход воздуха и жидкости в равновесном состоянии приближается к нулю.

Если характеристики пар мембран 9, 10 и 11, 12 не идентичны, то окончательная настройка их положения относительно гидравлических сопл 17 и 18 достигается путем подачи подпорных давлений в камеры 13 и 14 через каналы 35 и 37 соответственно.

При отклонении заслонки 4 от среднего положения, например вправо, упругая диафрагма 30, прогибаясь, оставляет закрытым пневматическое сопло 5, а диафрагма 29 открывает проходное сечение пневматического сопла 6. При этом давление в камере 8 падает и центр 15, выполняя роль заслонки, отходит от гидравлического сопла 7, а давление в камере 27 и в канале 38 уменьшается. Мембрана 9, прогибаясь влево, удаляет гидравлическое сопло 17 от торца центра 15, осун ествляя тем самым внутреннюю положительную обратную связь. Одновременно торец 22 прикрывает входное сопло

25, вследствие чего уменьшается подача жидкости в камеру 27, способствуя повышению быстродействия усилителя. Центр 6 остается примыкающим к гидравлическому соплу 18, а торец 21 (вследствие высокого давления в проточной камере 28) находится на максимально возможном расстоянии от сопла 26 и рабочая жидкость, подаваемая по каналу 24. дросселируясь в полностью открытом входном сопле 26, направляется к гидродвигателю через канал 39. Переме1276858

Составитель С. Рождественский

Техред И. Верее Корректор Л. Тяско

Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 6653/30 щение заслонки 4 влево сопровождается понижением давления в камере 7, удалением центра 16 от гидравлического сопла

18, прогибом мембраны 20 вправо и приближением торца 21 к соплу 26. Отработанная жидкость удаляется через сливные каналы 33 и 34, расположенные в верхней части корпуса 1.

Наличие мембран 19 и 20, обеспечивающих положительную обратную связь, влияет на перепадную характеристику пневмогидравлического усилителя. Крутизна этой характеристики определяется степенью жесткос ти мембран 19 и 20. При неограниченно большой их жесткости гидравлические сопла 17 и 18 остаются неподвижными, сопла

25 и 26 выполняют роль постоянных дросселей, поэтому пневмогидравлический усилитель работает как двухщелевой усилитель типа сопло-заслонка. При средней жесткости положительная обратная связь обеспечивает повышенную крутизну характеристики, а изменение сечения сопл 25 и 26 способствует увеличению быстродействия. Малая жесткость обеспечивает перепадную характеристику, близкую к релейной.

Применение предлагаемого устройства по сравнению с прототипом обеспечивает малый расход воздуха и рабочей жидкости; возможность применения сопл сравнительно большого сечения, исключающих возникновение облитерации и обеспечивающих в нестационарном режиме повышенный расход жидкости и соответственно увеличение быстродействия при высокой надежности работы пневмогидравлического усилителя в целом вследствие определенной некритичности по отношению к чистоте рабочей жидкости; повышение быстродействия, обусловленного наличием максимально возможных перепадов давлений на пневматических и гидравлических соплах при переходе от стационарного режима работы пневмогидравлического усилителя к нестационарному и на10 личием регулируемых входных дросселиру1ощих элементов; повышение чувствительности в связи с отсутствием уплотнений между корпусом и заслонкой; получением уплотнений между корпусом и заслонкой; получе15 ние большого коэффициента усиления при незначительном перестановочном усилии на элементе типа сопло-заслонка в связи с работой диафрагм в области малых прогибов; возможность получения высокой чувствительности в результате воздействия положительной обратной связи, обеспечиваемой установкой гидравлических сопл на мембранах; возможность использования в гидросистеме более высоких давлений за счет практически полного перекрытия сопл в стационарном режиме работы усилителя; слабое влияние реакции струи на пневматическую заслонку по сравнению с влиянием струи на гидравлическую заслонку в гидроусилителях.

Использование изобретения в системах ав томатического управления позволяет повысить их быстродействие и чувствительность и тем самым увеличить эффективность их использования.