Способ управления электрогазогидродинамическими элементами автоматики и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в устройствах пневмогидроавтоматики. Способ управления включает операции изменения плотности объемного заряда в проточной части от сосредоточенных источников , расположенных с максимальным расстоянием между соседними источниками , при котором объемная плотность заряда от соседних источников уменьшается до величины большей, чем минимально необходимая для изменения режима течения. Устройство содержит установленные в проточной части электроды , к которым подключены блоки измерения плотности зарядов, а также блоки определения функции спадания заряда, блок определения изменения выходного параметра, блок памяти и блок сближения источников. Размещение электродов на оптимальном удалении друг от друга и использование аппаратуры для определения этого оптимального удаления приводят к увеличению выходной мощности электрогидрогазодинамических элементов и повышению КПД их работы. 2 с.п.ф-лы, 2 ил. § (/)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU, 1280213 A1 (51)4 F. 15 С 1 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13., К ABTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

М, l

1 (21) 3676075/24-24 (22) 14.12.83 (46) 30.12.86. Бюл. N - 48 (71) Балаковский филиал Саратовского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института (72) В.В.Власов (53) 621-525(088.8) (56) .Денисов А.А. и Нагорный В.С.

Электрогидро- и электрогазодинамические устройства автоматики. Л.:

Иашиностроение, 1979, с. 58. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОГАЗОГИДРОДИНАИИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ АВТОМАТИКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯЯ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначено для использования в устройствах пневмогидроавтоматики. Способ управления включает операции изменения плотности объемного заряда в проточной части от сосредоточенных источников, расположенных с максимальным расстоянием между соседними источниками, при котором объемная плотность заряда от соседних источников уменьшается до величины большей, чем минимально необходимая для изменения режима течения. Устройство содержит установленные в проточной части электроды, к которым подключены блоки измерения плотности зарядов, а также блоки определения функции спадания заряда, блок определения изменения выходного параметра, блок памяти и блок сближения источников. Размещение электродов на оптимальном удалении друг от друга и использование аппаратуры для определения этого оптимального удаления приводят к увеличению выходной мощности электрогидрогазодинамических элементов и повышению КПД их работы. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.!

280213

П э<)бр Рте ние о Г носите я к а)3т(1мати ческому управлению и предназначено дпя и<:пользования в элементах гидравлических цепей.

Цель изобретения — увеличение вы в 5 ходной мощности электрогазогидродинамическпх элементов автоматики и увеличение КПД устройства.

Способ заключается в том, что управляющее напряжение подают на любую пару электродов, размещенных в проточной части элемента автоматики.

Предпочтительнее подавать вначале напряжение на ту пару электродов, которая располагается в зоне максимального влияния заряда на режим течения. Эта зона определяется или исходя из теоретических соображений, или простым перебором эффективности включений всех пар электродов на 20 основе экспериментов, Электроды являются генераторами — источниками униполярного объемного заряда в жидкости. Эта операция является основой получения пондеромоторных движущих электрических сил в рабочей среде. Согласно предлагаемому способу сосредоточенные источники могут быть распределены по всему обьему проточной части произвольным образом. При 30 подаче напряжения на любую пару электродов (сосредоточенный источник заряда) последние создают униполярный объемный заряд. Эта операция аналогична операции согласно известному способу. Разница заключается в том, что согласно известному способу напряжение подается на единственно имеющиеся электроды, а согласно предлагаемому способу — на любые 40 из мнох<ества имеющихся в проточной части, пространственно-распределенные по всему объему.Затемизменяют плотность объемного электрического заряда пространственно-распределенным 45 образом от сосредоточенных источников, расположенных в зависимости от режима течения в проточной части в местах с таким максимальным расстоянием между соседними источниками, при котором объемная плотность заряда от соседних источников уменьшается до величины большей, чем минимально необходимая для изменения режима течения в данном месте. Для этого измеряют плотность объемного заряда в местах установки электродов, на которые еще не подано управляющее напряжение; определяют элеKtð<ùû, у которых измеренная плотность заряда составляет, напри- мер, 3-57 от плотности заряла источ ника соседнего от того, на который подано управляющее напряжение, подают управляющее напряжение на электроды, расположенные на минимальном расстоянии от того, на который напряжение было подано ранее и на которых плотность заряда составляет

3-5 от плотности заряда источника соседнего от того, на который подано управляющее напряжение, фиксируют изменение выходного параметра (расхода, давления), сближают электроды, на которые подают управляющее напряжение до того момента, когда рост выходного параметра прекращается; заполняют все пространство проточной части электродами с управляющим напряжением при соблюдении роста выходного параметра. В результате такого способа пространственного распределения источников заряда получается максимальная выходная мощность. При искусственном сближении источников заряда на расстояния меньшие, чем зона спадания плотности объемного заряда, эффект увеличения выходной мощности спадает. Указанная процедура определения и назначения места нахождения сосредоточенных источников характерна только для переходного момента, до тех пор, пока объемный заряд не заполнит не с совсем полным спаданием весь объем проточной части элемента автоматики. В стационарном установившемся режиме при заданном течении работают несколько сосредоточенных пространственно-распределенных источников и определяют выходную мощность элемента автоматики. Результат здесь зависит от первоначально выбранного источника, на которое управляющее напряжение подано в первую очередь. Однако даже несколько произвольных включений могут определить наиболее эффективное место установки первого источника ° Этот участок и является объектом первоначального включения управляющего напряжения.

На фиг. 1 схематически изображено устройство, реализующее способ управления электрогазодинамическими элементами автоматики, на фиг. 2 — кривая зависимости плотности заряда от удаления.

1280213

Yc TpAAc7 во состоит нз проточной части (трубопровода в простейшем случае), в которой пространственно распределены и сосредоточенных источников объемного заряда (n электро- 5 дов типа игла — плотность) 1<,1

1„. Имеется п источников высокого напряжения 2, 2,...,2„, подключенных к электродам 1„, 1,,,..., 1„ соответственно. Высоковольтные источни- 10 ки управляются блоком 3 управления высоковольтными источниками. Каждый высоковольтный электрод соединен с выходом высоковольтного источника и входом блока 4 измерения плотности заря-15 да. В качестве его может быть использован обычный кулонометр или электростатический киловольтметр. Каждый из источников 2<,...,2цсоединен с блоком 5 определения функции спа- 20 дания. Выходы 4 также соединены с, блоком 5, который представляет собой вычислительное устройство на п аналоговых входов и и ключевых входов и вычисляет разность плотностей заря-25 дов соседних электродов (фактически разность сигналов соседних аналоговых входов), а также вырабатывает сигнал на блок 3 для включения источчика с минимальным номером из сосед- 30 них, где определенная плотность заряда не превышает 3-57 от максимальной (максиальная плотность находится в месте установки первого соседнего от электрода, на который уже подано 35 напряжение). Блок 3 управляется от блока 5 и блока 6 сближения источников через дополнительный блок 7 управления, который является ключом на два входа с запретом по одному 40 из них. Если есть сигнал включения блока 5 на первом входе, второй вход блока 7 блокируется. Блок 8 определения изменения выходного параметра представляет собой или мано- 45 метр, или расходомер с аналоговым . электрическим выходом, фиксируемьм блоком 9 памяти, Блок 8 включается на выходе элемента автоматики. Блок

9 соединен и запускает блок 6, если величина предыдущей записи выходного параметра меньше последующей.

Устройство работает следующим образом.

Блок 3 включает первый источник, который наиболее эффективно воздействует на рабочую среду в проточной части элемента. Этот источник может быть легко определен или простым перебором включений, или теоретически. Пусть это — источник 2, подающий напряжение на электроды 1, . Все блоки 4 начинают определять плотность заряда у электродов 1» — 1 соответственно. Блоки 4 выполняются в виде обычных электрометров. Блок

5 сопоставляет величины заряда, полученного с каждого блока 4, и вычисляет разность заряда с соседних электродов 1; и 1„, Определяется пара электродов, наиболее близко расположенная к 1„, у которой разница в плотности заряда составляет 2-5Е по отношению к друг другу. Поскольку плотность спадания заряда от 1, по течению имеет тенденцию резкого спада, то отличие соседних плотностей заряда на 2-5Х друг от друга означает, что функция спадания заряда вышла на пологий длительный спадающий участок (фиг, 2). Пусть такой парой электродов оказались 1> и 1+ .

В таком случае блок 5 формирует сигнал через блок 7 на блок 3 и включает источник 2 . На 1> подается напряжение, и в окрестности 1З возникает объемный заряд, спадающий опять по длине канала (пунктирная кривая на фиг, 2). При этом блок 8 фиксирует изменение выходного параметра (расхода или давления) и записывает его в блок 9 (предыдущее значение выходного параметра тоже записано в БП), При этом выходной параметр возрастает, так как 1 и

1 работают практически как незави3 симые источники заряда и выходной параметр является суммой двух воздействий. Блок 6 начинает сближение источников заряда: через блок 7 блок 3 включает источник 2, отключая при этом 2g Если при этом выходной параметр опять вырастает (что фиксируется блоком 8), то блок

6 переключает еще более близко расположенный к 1, источник заряда или оставляет 1, если более близкого к 1, нет. Такое сближение осуществляется до того момента, пока выходной параметр не начинает уменьшаться. Очень близкое расположение электродов — источников заряда 1. между собой уменьшает выходной параметр.

Это происходит из-за взаимовлияния заряда от предыдущего по течению электрода на физику образования заряда на нижеследующем по течению электроде, Слишком большое отдале12802 ние источников заряда друг от друга тоже не эффективно, так как выходной параметр падает из-за наличия большой мертвой зоны, т.е. зоны проточной части, не охваченной объем- 5 ным зарядом. По указанному алгоритму после включения второго источника заряда включаются последующие через блоки 4 и 6 и заполняется пространственно-распределенным образом вся проточная часть элемента. Таким образом, способ управления заключается в том,что на спадающем участке плотности заряда предыдущего элемента 1, выбирается точка М (фиг. 2), минимально удаленная от источника заряда 1,, удаление бт которой по каналу k в любую сторону уменьшает выходной па,раметр. Плотность заряда Р ц в этой точке больше, чем минимально необ- 20 ходимая для изменения режима течения в данном месте (факт определения минимально необходимого заряда, способного изменить режим течения в данном месте, констатируется блоком 8

go этапу сближения источников заряда), Точность определения точки И определяет и эффективность элемента. Однако формула изобретения включает в себя любую точность определения точки З0

И. Если имеется один класс точности всех блоков (фиг. 1), то с этой точностью определяют и точку M. Повышение класса тбчности приборов ведет к более точному определению точки М, однако неизменным остается одно." располагать соседние источники заряда надо на максимальном расстоянии, при котором объемная плотность заряда соседних источников уменьшается 40 до величины большей, чем минимально необходимая для изменения режима течения в данном месте.

1З 6

Формула и з о б р е т е и и я

1. Способ управления электрогазогидродинамическими элементами автоматики путем изменения плотности объемного заряда в проточной части от сосредоточенных источников, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения выходной мощности электрогазогидродинамических элементов автоматики, изменение плотности объемного электрического заряда осуществляют пространственно-распределенным образом от сосредоточенных источников, расположенных в зависимости от режима течения в проточной части в местах с таким максимальным расстоянием между соседними источниками, при котором объемная плотность заряда от соседних источников уменьшается до величины, большей, чем минимально необходимая для изменения режима течения в данном месте.

2. Устройство для управления электрогазогидродинамическими элементами автоматики, содержащее установленные в проточной части электроды, подключенные к соответствующим источникам высоковольтного напряжения, связанным с выходами блока управления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения

КПД устройства, оно содержит подключенные к электродам блоки измерения плотности зарядов, связанный с их выходами и выходами источников высоковольтного напряжения блок определения функции спадания заряда, включенные последовательно блок определения изменения выходного параметра, блок памяти, блок сближения источников и дополнительный блок управления, второй вход которого связан с выходом блока определения функции спадания заряда, а выход — с входом блока управления. 8õ

1 0л

Фиг.1

Фиг.2

Составитель Б. Шевченко

Редактор С. Лисина Техред B.Кадар Корректор И. Иуска

Заказ 7040/34 Тираж 610 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

11роизводственно-полиграфическое предприятие. г. Ужгород, уп. Проектная, 4