Электрогидравлический усилитель

 

Изобретение может быть использовано в системах управления гидропнев- MaT iecKiii-ni исполнительными механизмами и позволяет повысить КПД и надежность усилителя. Поворотная заслонка 2 элемента сопло-заслонка жестКО соединена с пьезокерамическим биморфным подвижным элементом 1. Сопла 3 и 4 образуют с рабочим участком заслонки 2 регулируемые дроссели 14 и 13. Рабочий участок имеет трапецеидальное сечение в плоскости поворота заслонки 2. Сопла 3 и 4 установлены параллельно друг другу и обращены к меньшему основанию 5 сечения рабочего участка, соединенного со стороны большого основания 6 с биморфным элементом 1. Поскольку направление перемещения заслонки 2 перпендикулярно соплам 3 и 4, давление струй воспринимается продольной и поперечной жесткостью элемента 1, что позволяет уменьшить потребляемую мощность, 6 ил. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК п>4 Г 15 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н двто скоью свидеткльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4229880/?5-29 (22) 13.04.87 (46) 23.12.88 ° Бюл. Р 47 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Сне..куса (72) М.А.Малишаускас, К.М.Рагульскис, В.Т.Маслов и В.В.Нагинявичюс (53) 62-521 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

К 928089, кл. F 15 В 3/00, 1980. (54) ЗЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение может быть использовано в системах управления гидропневматическюж исполнительными механизмами и позволяет повысить КПД и надежчость усилителя. Поворотная заслонка 2 элемента сопло-заслонка жест„„SU„„1446360 А 1 ко соединена с пьезокерамическим биморфным подвижным элементом .1.

Сопла 3 и 4 образуют с рабочим участком заслонки 2 регулируемые дроссели 14 и 15. Рабочий участок имеет трапецеидальное сечение в плоскости поворота заслонки 2. Сопла 3 и 4 установлены параллельно друг другу и обращены к меньшему основанию 5 сечения рабочего участка, соединенного со стороны большого основания 6 с биморфным элементом 1. Поскольку направление перемещения заслонки 2 пер" пендикулярно соплам 3 и 4, давление струй воспринимается продольной и поперечной жесткостью элемента 1, что позволяет уменьшить потребляемую мощность, 6 ил.

1446360

Изобретение относится к гидропневмоавтоматике и может быть использовано в системах управления гидропнев" матическими исполнительными механизмами.

Цель изобретения — повышение КПД и надежности эа счет сохранения положения заслонки при отключении электропитания.

1О

На фиг. 1 изображена схема электрогидравлического усилителя, на фиг. 2 - биморфный элемент; на фиг.3" разрез А-А iM фиг.2; на фиг. 4 — петля гистервзиса биморфного элемента; на фиг. 5 — графики управляющего воз" действия и реакции биморфного элемента па это воздействие; на фиг. 6— схема воздействия струи на боковую

noaepxHoeòü рабочего участка заслонKH °

Злектрогидравлический усилитель содержит электромеханический преобразователь (не обозначен) с пьезокерамическим биморфным изгибным под- 25 вижным элементом 1 и элемент соплозаслонка, поворотная заслонка 2 ко торого образует своим рабочим участком с соплами 3 н 4 регулируемые дросселя. Рабе»|пй участок заслонки

2 выполнен трапецеидального сечения в плоскости ее поворота, а сопла

3 и 4 установлены один параллельно другому и обращены к меньшему основанию 5 сечения рабочего участка заслонки 2, соединенного со стороны 35 большего основания 6 с биморфным элементом 1. Найтральиая плоскость

7 изгиба элемента 1 перпендикулярна плоскости 8, в которой находятся отверстия сопел 3 и 4. Боковые сто- 40 роны 9 и 10 рабочего, участка заслонки 2 выполнены каждая под острым углом ц х плоскости 8. Сопла 3 и 4 подключены к торцовым камерам.11 и

12 золотника 13 и через дроссели 14 45

l5 х источнику рабочей среды под давлением (не изображен). Электро" механический преобразовательподключен через ключ 16 к источнику 17 электропитания и блоку !8 управления. Элемент. 50

1 выполнен из двух параллельных . пластин (не обозначены). На фиг.1-5 приняты обозначения: — зазор.между основанием 6 и плоскостью 8; . 1, Ь, D длина, ширина и толщина 55 элемента i соответственно; 8 - от- . клонение "".àñëîíêè 2; U — напряжение; время „ Š— деформация элемента

Злектрогидравлический усилитель работает следующим образом.

При подаче электрического сигнала определенной полярности на электро" механический преобразователь биморфный элемент 1 деформируется - одна его пластина удлинняется, а другая укорачивается и заслонка 2 отклоняется, например, влево (по чертежу).

При этом уменьшается сопротивление проходу рабочей среды из сопла 4, а в камерах 11 и 12 формируется перепад давления и золотник 13 перемещается вправо. В отклоненном положении заслонки 2 струя рабочей среды иэ сопла 4 воздействует на сторону

9 рабочего участка заслонки 2 и создает боковую составляющую усилия, увеличивающую отклонение биморфного элемента 1.

В связи с тем, что пьезокерамиче" ский биморфный элемент 1 является электрическим конденсатором, при отключении электрического сигнала напряжение на элементе 1 уменьшается до нуля постепенно (фиг. 5), а конец элемент;. 1 с заслонкой 2 из-sa большого гистерезиса (фиг.4) и иэ-эа. воздействия боковой составляющей усилия струи (фиг,6) не возвращается в исходное положение и сохраняет отклонение S < (фиг„5) °

;:"аким образом, заслонка 2 сохраняет (запоминает) свое положение и для леревода ее в противоположное положение необходимо подать напряже" ние противоположной полярности. После этого заслонка 2 перемещается вправо, открывая сопло 3 и закрывая сопло 4, и формируется перепад давления для перемещения золотника l3 влево, Для биморфного элемента с размерами 1 =* 60 мм» Ь = l2 мм, Л 2 мм недовозвращение его конца с заслон" кой 2 в исходное положение Е „/Е составля..т около 403.

Таким образом, гистерезис пьезокерамического биморфного элемента полезно используется.

Поскольку направление перемещения заслонки 2 перпендикулярно соплам

3 и 4, давление струй воспринимается продольной и поперечной жесткостью элемента 1, что позволяет уменьшить мощность, потребляемую электромеханическим преобразователем на преодо ление реакции струи. Одновременно можно сократить расход рабочей жидз 144 кости через сопла 3 и 4, уменьшив расстояние между последними и заслонкой 2 до 0,005-0;02 мм (вместо

0,05-0,2 мм).

Формула иэ обретения

Электрогидравлический усилитель, содержащий электромеханический преобразователь с пьезокерамическим биморфным подвижным элементом и элемент сопло-заслонка, поворотная зас" лонка которого жестко соединена с биморфным элементом, а два сопла об6360 разуют с рабочим участком заслонки регулируемые дроссели, о т л и ч а ° ю шийся тем, что, с целью повы5 шения КГЩ и надежности за счет сохранения положения заслонки при отключении электропитания, рабочий участок заслонки выполнен трапецеидального сечения в плоскости ее поворота, а сопла установлены парал.лельно друг другу и обращены к меньшему основанию сечения рабочего участка заслонки, соединенного со стороны большего основания с биморф15 ным элементом

1446360

Составитель С. Рождественский

Техред Л.Сердюкова

Корректор В.Романенко

Редактор А. Коэориз

Заказ 6731/40 Тираж 652 Подписное

БЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4