Струйный усилитель

 

Изобретение относится к гидроаетоматике и может быть использовано в системах гидроавтоматики машин и механизмов. Цель изобретения - повышение КПД При подводе жидкости к соплу 2 в отверстии 10 формируется струя, которая распространяМб 5 И 4 8 , -г- 2 Х 1 д Ж/ Я 26 У ется между плоскими пружинами 5 и 6 и проходит через отверстие 11 заслонки 4 и сопло 3, формируя в гидроцилиндре 27 выходное давление. При обтекании сопла 3 образуются обратные потоки, приводящие в движение жидкость в канале 8. Избыток жидкости уходит в канал 17. За счет сужения 20 скорость потока увеличивается и снижается потребляемый расход от источника 26. При перемещении заслонки 4 относительно оси сопла 3 давление в нем изменяется в соответствии с перемещением штока 7 привода и возникает обратный поток Qn2 из сопла 3, который направлен в сторону заслонки 4. Попадая в канавку, этот поток разворачивается и уходит вдоль поверхности приемного сопла 3. Его кинетическая энергия идет на разгон жидкости в канале 8 7 ил / 20 fe а ю ю XI 21

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1б Ч О (21) 4817685/29 (22) 23.04.90 (46) 30,12.91. Бюл. М 48 (71) Киевский политехнический институт им, 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В,Б.Струтинский, В.А.Федорец, В.H,Ãåé÷óê и 0,И,Терикова (53) 62-521(088,8) (56} Авторское свидетельство СССР

Ке 992846, кл. F 15 В 3/00, 1983. (54) СТРУЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к гидроавтомгтике и может быть использовано в системах гидроавтоматики машин и механизмов.

Цель изобретения — повышение КПД, При подводе жидкости к соплу 2 в отверстии 10 формируется струя, которая распространя„„Я2„„1701997 А1 (si>s F 15 В 3/00, F 04 F 5/34 ется между плоскими пружинами 5 и 6 и проходит через отверстие 11 заслонки 4 и сопло 3, формируя в гидроцилиндре 27 выходное давление. При обтекании сопла 3 образуются обратные потоки, приводящие в движение жидкость в канале В. Избыток жидкости уходит в канал 17. За счет сужения

20 скорость потока увеличивается и снижается потребляемый расход от источника 26, При перемещении заслонки 4 относительно оси сопла 3 давление в нем изменяется в соответствии с перемещением штока 7 привода и возникает обратный поток Оп2 из сопла 3, который направлен в сторону заслонки 4. Попадая в канавку, этот поток разворачивается и уходит вдоль поверхности приемного сопла 3. Его кинетическая энергия идет на разгон жидкости в канале 8. 7 ил.

1701997

Изобретение относится к гидроавтоматике и предназначено для применения в системах гидроавтоматики машин и механизмов, Известен струйный усилитель, который содержит корпус с крышками, неподвижные питающие и приемное сопла, расположенные соосно в камере, и подвижную заслонку.

Недостатком данного устройства является низкий КПД, обусловленный непроизводительным сбросом рабочей жидкости на слив, когда подвижная пере»-ородка пересекает струю, вытекающую из сопла-питания, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является струйнь и усилитель, содержащий соосные питающее и приемное сопла, разделенные подвижной заслонкой.

Недостатком данного устройства является низкий КПД, обусловленный тем, что значительная часть подводимого к усилителю расхода рабочей жидкости (расход обратных потоков) уходит на слив.

Целью изобретения является повышение КПД струйного усилителя.

Поставленная цель достигается тем, что струйный усилитель содержит корпус, размещенные в нем соосные питающее и приемное сопла. разделенные заслонкой с отверстием, установленной в плоскости, перпендикулярной к оси сопл на плоских пружинах, закрепленных параллельно оси сопел, и снабженную приводом, в корпусе выполнен герметичный замкнутый канал, ось которого перпендикулярна плоскостям пружин, причем питающее и приемное сопла расположены в этом канале вдоль его оси, при этом корпуса питающего и приемного сопел выполнены в виде обтекаемых тел, а плоские пружины жестко связаны с корпусом питающего сопла и размещены симметрично относительно сопла, при этом контур отверстия заслонки имеет по крайней мере два прямолинейных параллельных участка для сопряжения с плоскими пру>кинами, и на поверхности заслонки, обращенной к приемному соплу по контуру отверстия, выполнены канавки, а в корпусе приемного сопла со стороны, противоположной отверстиям, выполнен сливной канал, при этом замкнутый канал имеет по крайней мере два сужения поперечного сечения, одно из которых расположено в плоскости торца у выходного отверстия питающего сопла, а другое расположено в плоскости торца отверстия сливного канала, причем в корупсе на поверхности замкнутого канала в зоне питающего сопла симметрично его-оси выполнены продоль5

55 ные канавки, плоскость симметрии которых перпендикулярна плоскости оси замкнутого канала, а на корпусе питающего сопла напротив канавок выполнены лыски, параллельные,плоскости оси замкнутого канала.

В корпусе струйного усилителя выполнен герметичный замкнутый канал, ось которого перпендикулярна плоскости пружин, причем питающее и приемное сопла расположены в этом канале вдоль его оси, при этом корпуса питающего и приемного сопел выполнены в виде обтекаемых тел, а плоские пружины жестко связаны с корпусом питающего сопла и размещены симметрично относительно сопла, при этом контур отверстия заслонки имеет по крайней мере два прямолинейных параллельных участка для сопряжения с плоскими пружинами, и на поверхности заслонки, обращенной к приемному соплу по контуру отверстия выполнены канавки, а в корпусе приемного сопла со стороны, противоположной отверстию, выполнен сливной канал, при этом замкнутый канал имеет по крайней мере два сужения поперечного сечения, одно из которых расположено в плоскости торца у выходного отверстия питающего сопла, а другое расположено в плоскости торца отверстия сливного канала, причем в корпусе на поверхности замкнутого канала в зоне питающего сопла симметрично его оси выполнены продольные канавки, плоскость симметрии которых перпендикулярна плоскости оси замкнутого канала, а на корпусе питающего сопла напротив канавок выполнены лыски, параллельные плоскости оси замкнутого канала, Такое техническое решение позволяет испольэовать кинетическую энергию обратных потоков для подпитки основной питающей струи, уменьшить потребляемый расход через питающие сопла, а следовательно, увеличить.КПД устройства.

На фиг.1 в уменьшенном масштабе показан усилитель с разрезом в плоскости оси замкнутого канала; на фиг.2 — разрез усилителя в положении. когда заслонка смещена относительно оси сопел; на фиг.3 — разрез

А-А на фиг.1 (в плоскости оси сопел); на фиг,4 — 6 — разрезы Б — Б, B-B, Г-Г на фиг.2 (в плоскостях, перпендикулярных оси сопел); на фиг.7 — разрез Д вЂ” Д на фиг.3 (схема распространения струи между плоскими пружинами), Струйный усилитель содержит корпус 1 (фиг,1). размещенные в нем соосные питающее и приемное сопла 2 и 3, разделенные заслонкой 4. установленной на плоских пружинах 5 и 6. Заслонка 4 установлена с возможностью перемещения относительно оси

1701997

35р

55 щим образом. сопел 2 и 3 и имеет привод управления, например в виде штока 7.

В корпусе струйного усилителя выполнен герметичный канал и рабочая камера, образующие замкнутый канал 8, причем питающее, приемное сопла 2, 3 и заслонка 4 расположены в этом канале вдоль его ocu.

Корпус 9 питающего сопла 2 выполнен в виде обтекаемого тела, а плоские пружины

5 и 6 жестко связаны с корпусом питающего сопла 2 и размещены диаметрально противоположно относительно отверстия 10 (фиг.4) питающего сопла 2 в непосредственной близости от указанного отверстия.

В заслонке 4 (фиг.5) выполнено отверстие 11, контур которого имеет два прямолинейных параллельных участка 12 и 13, причем плоские пружины 5 и 6 сопрягаются с данными участками контура отверстия.

На поверхности заслонки, обращенной к приемному соплу 3, по периметру отверстия 11 выполнены канавки 14 и 15 (фиг.2), примыкающие к плоским пружинам 5 и 6.

Корпус 16 приемного сопла 3 выполнен в виде обтекаемого тела, причем в нем со стороны, противоположной отверстию сопла 3, выполнен сливной канал 17. направленный отверстием к герметичному каналу и связанный со сливом 18, Замкнутый канал 8 имеет два участка плавного переменного сечения с сужениями 19 и 20. Одно из них (19) расположено в зоне поверхности среза отверстия 10 питающего сопла, а другое (20) расположено в зоне поверхности среза отверстия 21 сливного канала 17.

На поверхности замкнутого канала 8 выполнены продольные канавки 22 и 23 (фиг.3), расположенные между плоскостями плоских пружин 5 и 6, а на корпусе питающего сопла 2 напротив канавок 22 и 23 выполнены лыски 24 и 25.

Дополнительно на схемах обозначены источник 26 давления жидкости (фиг,1) и нагрузочный гидроцилиндр 27. Стрелкой X обозначено перемещение штока 7, а стрелкой Y — йеремещение штока гидроцилиндра

27. Стрелкой QK показано направление расхода в герметичном канале. Потоки, вытекающие из канавок 22 и 23 (фиг.3), обозначены

П и Пг. Контур струи, распространяющийся между плоскими пружинами 5 и 6 (фиг,7), обозначен буквой К, а контур струи, истекающей из питающего сопла, — Ко. Обратный поток, образующийся при натекании струи на приемное сопло, обозначен Оп> (фиг.1).

Обратный поток, вытекающий из приемного сопла, обозначен Om (фиг.2).

Струйный усилитель работает следуюПри подводе жидкости от источника 26 (фиг.1) к питающему соплу 2 в отверстии 10 формируется струя, которая распространяется между плоскими пружинами 5 и 6 и проходит через отверстие 11 заслонки 4.

При соосном положении заслонки 4 относительно оси сопел 2 и 3 струя после прохождения отверстия 11 заслонки 4 натекает на приемное сопла 3 и формирует в нем и в полости гидроцилиндра 27 нагрузки выходное давление. При обтекании струей приемного сопла 3 образуются обратные потоки

Оп>, обладающие значительной кинетической энергией. Они приводят в движение жидкость, находящуюся в замкнутом канале

8. Избыток жидкости из канала 8 уходит через отверстие 21 и канал 17 на слив 18, В результате в замкнутом канале 8 устанавливается течение жидкости с расходом Ок. Канал 8 имеет незначительное гидравлическое сопротивление, а корпуса 9 и 16 питающего и приемного сопел 2 и 3 выполнены в виде обтекаемых тел. Поэтому жидкость в канале 8 приобетает значительную скорость, а масса жидкости накапливает существенную кинетическую энергию.

За счет сужения 20 проточной части канала 8 в зоне среза отверстия 2 1 скорость потока жидкости увеличивается по сравнению со скоростью в остальном обьеме канала. а статическое давление падает. Соответственно снижается потребляемый расход усилителя, подводимый от источника 26.

При течении жидкости по каналу 8 (фиг.3) в зоне отверстия 10 питающего сопла за счет наличия в этом месте сужения 19 скорость потока жидкости возрастает. Продольные канавки 22, 23 и лыски 24 и 25 формируют два потока жидкости П и Пр, которые попадают в пространство между плоскими пружинами 5, 5 и формируют периферийные части стр,и, приводя к увеличению ее плаща и, а соогветственно и кинетической энергии. I аким образом, контур

Кр (фиг.7) струи, вь;текающей из питающего сопла 2, деформируется и результирующая струя с контуром К приобретает дополнительную кинетическую энергию за счет обратных потоков из приемного сопла 3.

При смещении заслонки 4 (фиг.2) относительно оси приемного сопла 3 давление в нем изменяется в соответствии с перемещением штока 7 привода. При этом возникает обратный поток Onz из сопла 3, который направлен в сторону заслонки 4. попадая в канавку 14, этот поток (Om) разворачивается и уходит вдоль поверхности корпуса приемного сопла 3. Его кинетическая энергия идет на разгон жидкости в объеме замкнутого канала 8, 1701997

li 35 any $6 до в

Таким образом, во всех положениях заслонки относительно приемного канала энергия обратных потоков не теряется, а используется для повышения энергии струи, Поэтому КПД предложенного устрой- 5 ства значительно выше, чем известного, и составляет 20 — 30;, при этом общий КПД предложенного струйного усилителя может достигать 80 7О и выше.

Наличие постоянного протока жидкости 10 между питающим соплом и приемным каналом стабилизирует струйное течение и снижает шумовые пульсации выходного давления.

Слив жидкости из струйной камеры, осуществляемый вниз по течению, за при- 15 емным каналом повышает статическое давление в камере распространения струи и уменьшает кавитационные явления в струе, При использовании устройства в качестве генератора колебаний замкнутый канал яв- 20 ляется гидродинамическим аккумулятором и появляется возможность дополнительно с повышения среднего КПД устройства.

Формула изобретения 25

Струйный усилитель, содержащий корпус с рабочей камерой, размещенные в ней соосно питающее и приемное сопла, разделенные выполненной с отверстием заслонкой, установленной в плоскости. перпендикуляр- 30 ной оси сопл на плоских пружинах, закрепленных на питающем сопле параллельно оси сопл, и кинематически связанной с приводом управления, а также сливной канал, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в корпусе выполнен герметичный канал, соединенный концами с рабочей камерой с образованием замкнутого канала, сопла выполнены в виде обтекаемых тел, отверстие заслонки выполнено по меньшей мере с двумя плоскими параллельными участками для сопряжения с плоскими пружинами, а на поверхности заслонки, обращенной к приемному соплу, по периметру отверстия выполнены канавки, при этом сливной канал выполнен в приемном сопле и направлен отверстием к герметичному каналу, выполненному по меньшей мере с двумя участками плавного переменного сечения, сужения которых расположены в плоскостях отверстий питающего сопла и сливного канала, причем на поверхности замкнутого канала, охватывающей питающее сопло, симметрично оси последнего выполнены продольные канавки, плоскость симметрии- которых перпендикулярна плоскости оси замкнутого канала. а на путающем сопле напротив канавок выполнены лыски, параллельные плоскости оси замкнутого канала, 1701997

А-А

24 22 10 П» Па

Фцг. 5

ЛИЕ

И 4

Б-6

23

5 9 Pea.4

Г-Г

И A (5

К Ке

Составитель С;Рождественский

Техред М.Моргентал Корректор Н.Король

Редактор Н,Горват.

Заказ 4525 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Струйный усилитель Струйный усилитель Струйный усилитель Струйный усилитель Струйный усилитель 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению , в частности к средствам гидроавтоматики , и может быть использовано для управления рулевыми поверхностями самолетов , в системах стабилизации частоты вращения электрических генераторов и других устройств механизации и автоматизации

Изобретение относится к пневмогидроавтоматике и может быть использовано в системах автоматического управления

Изобретение относится к гидроэвтоматике и может быть использовано в гидроприводах с двумя гидродвигателями и механическим дифференциалом для регулирования частоты вращения нагрузки

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в конструкциях электрогидравли еских приводов

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть испопьзовано в гидравлических системах экскаваторов, бульдозеров.кранов, подъем никое

Изобретение относится к машиностроительному гидроприводу и может быть использовано в гидросистемах промышленных объектов народного хозяйства

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано , например, в станочных приспособлениях

Изобретение относится к струйной технике, преимущественно к газоструйным аппаратам для вентиляции и транспортировки сред с включением твердых материалов

Изобретение относится к механизмам, преобразующим силы и перемещения, и может использоваться в конструкциях гидропрессов

Изобретение относится к источникам воды высокого давления объемного типа и, прежде всего, к устройствам для повышения давления воды, которые используются в гидросистемах, работающих при высоких и сверхвысоких давлениях, например, в устройствах для разрушения горных пород, резания различных материалов, очистки поверхностей с применением воды высокого давления

Изобретение относится к станкостроению, а именно к пневмоприводам, и может быть использовано для привода гидрофицированных механизмов технологического оборудования
Наверх