Пневмоэлектрический преобразователь

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Рее убиик

Iiii 7()5162 (61) Дополнительное к авт, свил-ву (5i) М. Кл . (22) Заявлено 23.09.77. (21) 2530306/18-24 с присоединением заявки М

F 15 С 3/12

Веуааратавюый каиитет

CCCP йе аелаа изабретекнй и еткрнтий (23) Приоритет

Опубликовано 25 12 79. Бюллетень М 47 (53) УДК621-525 (088,8) Дата опубликования описания 25.12.79 (72) Авторы изобретения

Я. А. Зинченко, Ю. H. Попов, Г. А. Завадская и О; К. Помазан (71) Заявитель (54) ПНЕВМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам преобразования рода энергии, в частности, к устройствам преобразования пневматических сигналов в электрические.

Пневмоэлектрические преобразователи опиS саны в технической литературе 11).

Из известных наиболее близким йо технической сущности является преобразователь, описанный в (21.

Пневмоэлектрический преобразователь, содержащий постоянный магнит с полюсныьа башмаком катушку с сердечником, в зазоре которого расположен один конец якоря, выходной канал, соединенный с обмотками катушки, и питающее сопло, соединенное с входным каналом, причем вдоль продольной оси якоря выполнено приемное глухое отверстие, ось которого смещена относительно оси питающего сопла, и выходной канал, соединенный с обмотками катушки.

Известное устройство имеет ограниченную мощность выходного сигнала.

Целью изобретения является повышение мощности выходного сигнала преобразователя, а эта цель достигается тем, что в нем якорь выпол2 нен в виде упругой пластины, соединенной с одного торца с постоянным магнитом, а с другого торца размещенной против питающего сопла, а размеры постоянного магнита, упругой пластины и питающего сопла и их взаимное расположение выбираются из условий:

0,82< . л <0,87; 0,9< а- < I,l;

0 39 < х < 0 42

0,192 < а < 0,255; хз < хт < х4, где: х1 — длина саободного конца упругой пластины, ха — длина постоянного магнита, хэ — толщина упругой пластины, х — ширина питающего сопла, х — высота питающего сопла, xII — ширина упругой пластины, хт — ширина. между торцами питающего сопла и упругой пластины, а — угол конусности питающего сопла в радианах.

На фиг. 1 показана принципиальная схема преобразователя, на фиг. 2 - п>рец IIII I3I )UII.

Формула

SO изобретения

3 70 сопла: на фиг. 3 — торец якоря, на фиг. 4 взаимное расположение сопла и якоря.

Пневмоэлектрический преобразователь содержит пневмомеханический узел, включающий питающее сопло 1, подключенное к входному каналу Р .,, и якорь 2, выполненный в виде упрутой пластины, например, иэ магнитомягкого материала, закрепленной консольно на постоянном магните 3. Якорь 2 располагается напротив питающего сопла 1. Продольные оси щелевого питающего сопла 1 и якоря 2 параллельны и сдвинуты друг относительно друга так, что одна иэ боковых граней якоря 2 находится в од1 нои плоскости с соответствующей внутренней поверхностью среза сопла 1 (см. фиг. 4). Механоэлектрический узел выполнен, например, по мостовой магнитной схеме и включает постоянный магнит 3 с полюсным башмаком 4, сердечник 5, например, из магнитомягкого материала и катушку индуктивности 6, обмотки которой подключены к выходному каналу U . Свободный конец якоря 2 расположен в воздушном зазоре сердечника 5. Величина воздушного зазора выбирается в пределах максимального размаха колебаний свободного конца якоря 2.

Размеры постоянного магнита, якоря 2 и сопла 1 и их взаимное расположение выбирают- ся из условий:

0,82< ф <0,87; 0,9<

0,39 < — < 0,42

0,192 рад < а< 0,255 рад; хз < х7 < х4 где х, — длина. свободного. конца якоря 2, х — длина постоянного магнита, хз — толщина якоря 2, х4 —. ширина сопла 1, х — высота сопла 1, хь — ширина якоря 2, х7 — расстояние между торцами сопла 1 и якоря 2, а — угол сужения, сопла 1.

Эти соотношения определены на основании серии экспериментов, выполненных согласно теории планирования экстремальных экспериментов.

Величины параметров хз., х4, х, хб, Х7 поясняются фиг. 2, 3, 4.

Пневмоэлектрический преобразователь работает следующим образом.

При подаче пневматического сигнала Р „ (Р .„= 0,14МП 2 10%) струя, вытекающая из питающего сопла 1, воздействует на торец и на одну иэ боковых поверхностей якоря 2, консольно закрепленного на постоянном магните 3

Свободный конец якоря 2 начинает изгибаться

При этом струя будет воздействовать на упругую боковую поверхность якоря 2,"заставляя свободный конец якоря изгибаться в другую

5 Ih2 4 сторону. Таким образом, возбуждаются автоколебания якоря 2 в зазоре сердечника 5. Автоколебательный установившийся процесс харакгеризуется определенным размахом и частотой колебаний якоря 2. Колебания якоря сопровождаются акустическим эффектом..

В катушке индуктивности 6 наводится ЭДС и в выходном канале появляется электрический сигнал U»»

При снятии входного сигнала P колебавх ния якоря 2 прекратятся и в выходном канале электрический сигнал U „станет равным нулю.

Выходной электрический сигнал U .гевых нерируется в течение всего времени действия входного сигнала P» .

Параметры сопла 1 и якоря 2, а также их взаимное расположение выбраны иэ условия достижения оптимального режима работы преобразователя.

В,качестве параметра, по которому оптимизирован процесс, выбрана мощность выходного электрического сигнала. В качестве факторов выбраны: длина свободного конца якоря 2-х>, толщина якоря 2-хэ, ширина якоря 2-хб, ширина сопла 1-ха, высота сопла 1-х4, угол сужения сопла 1 — а и расстояние между торцами сопла 1 и якоря 2-х7.

В результате проведенных серий эксперимен. тов, согласно теории планирования экстремальных экспериментов, определены оптимальные размеры сопла 1 и якоря 2, при соблюдении которых обеспечивается повышение электрическои мощности.

Устройство может быль использовано в системах передачи сигналов на большие расстояния без применения дополнительного источника электроэнергии. Энергия передаваемого пневма4О . тического сигнала непосредственно преобразуется в электрическую энергию.

Технико- экономический эффект достигается за счет уменьшения затрат при использовании устройства в комбинированных системах управления, так как исключается необходимость в дополнительном источнике электроэнергии.

Пневмоэлектрический преобразователь, содержащий постоянный магнит с полюсным башмаком, катушку с сердечником, в зазоре которого расположен один конец якоря, выходной канал, соединенный с обмотками катушки, и питающее сопло, соединенное с входным каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности выходного сигнала преобразователя, в нем якорь выполнен в виде

5 705162 упругой пластины, соединенной с одного торца с постоянным магнитом, а с другого торца размещенной против питающего сопла, а размеры постоянного магнита, упругой пластины и питающего сопла и их взаимное расположение выбираются из условий; .

0,82 < -у ; <.0,87; 0,9 < -Д < 1,1;

0,39 < тг- < 0,42;

0,192 < а < 0,255; хз < x> < х, где х — длина свободного конца упругой пластины, хз — длина постоянного магнита, хэ — толщина упругой пластины, х4 — спирина питающего сопла, х — высота питающего сопла, х — щнрина упругой пластины, х — расстояние между торцами питающего сопла и упругой пластины, а — угол конусности питающего сопла в радианах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе о 1, Эйгенброт В. К. Преобразователи рода энергии сигналов в системах автоматического управления, 1970, с. 227-240.

2. Авторское свидетеластзо СССР У 544782, кл. F 15 С 3/12, 1974.

Л-Л

Составитель Н. Данин

Редактор р Мнлитеев Техред 3 Фанта . KoppolcIop

М.В.t:

Заказ 7997/37 Тираж 870 Подписное

UHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППИ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4