Электрогидравлический вихревой преобразователь

 

(i ц 744I54

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 525812 (22) Заявлено 08.09.77 (21) 2521841/18-24 (51) М. К, F 15С 1/08 с присоединением заявки №

Государственный комитет (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (53) УДК 621-525 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Денисов, В. С, Нагорный и В. В. Власов

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ВИХРЕВОЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение предназначено для использования его в цепях управления электрогидравлических и электр опневматических систем автоматического регулирования.

B основном авт. св. № 525812 описан 5 электрогидравлический вихревой преобразователь, в вихревой камере которого непосредственно к закрученному потоку приложено регулируемое электрическое напряжение с помощью электродов, которыми явля- 10 ются боковая цилиндрическая стенка и один нз торцов камеры (1).

Недостатком его является невысокая эффективность регулирования расхода.

Цель изобретения — увеличение чувст- 15 вительности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в выходном отверстии преобразователя установлен третий электрод.

Схема преобразователя представлена на 20 фиг. 1 и 2.

Преобразователь содержит каналы питания 1, управления 2, вихревую камеру 3 с цилиндрической металлической стенкой— первым электродом 4 и торцовыми крыш- 25 ками 5 и 6. В одной из крышек установлен диск — второй электрод 7 со шпилькой 8, а в другой — третий электрод 9.

Работа преобразователя осуществляется следующим образом. 30

Потоки питания Я„и управления Q. диэлектрической жидкости (например, трансформаторного масла) поступают соответственно по каналам питания 1 и управления

2 в вихревую камеру 3, в которой в пространстве между боковой цилиндрической металлической стенкой — электродом 4 и торцовыми крышками 5 и 6 образуется предварительно закрученный поток. Обе торцовые крышки выполнены из изоляционного материала. Внутри проточной части камеры установлен тонкий металлический круглый диск — электрод 7, укрепленный посредством шпильки 8 с резьбой на верхней торцовой крышке. Выходной регулируемый поток жидкости протекает через металлическую втулку — электрод 9 с резьбой, укрепленную в нижней торцовой крышке.

Тонкий круглый диск и цилиндрическая металлическая стенка образуют одну пару электродов, к которой прикладывают управляющее электрическое напряжение U<.

Металлическая втулка и боковая металлическая цилиндрическая стенка образуют вторую пару электродов, к которой прикладывают управляющее электрическое напряжение U2 (см. фиг. 1).

При приложении регулируемого напряжения U, между электродами 7 и 4 (фиг. 1) возникает радиальное электрическое поле

744154

15

Е„, направленное по радиусу r в приведенной здесь же системе цилиндрических координат. Это электрическое поле по своему пространственному расположению в проточной части вихревой камеры действует на периферийном участке предварительно закрученного потока жидкости. При величине напряжения U! порядка (10 — 20) 10 В в диэлектрической жидкости возникает холодный разряд типа коронного и образуется униполярный поток ионов знака потенциала диска. Происходит электрогидродинамическос взаимодействие униполярных ионов, направленных от диска к боковой цилиндрической стенке, с нейтральными молекулами предварительно закрученной жидкости на периферийном участке, в результате которого изменяется интенсивность закрутки потока жидкости. Однако при таком электрогидродинамическом взаимодействии не все ионы, вышедшие из диска, достигают стенки. Часть их сносится нейтральным потоком закрученной жидкости из межэлектродного промежутка на выход по пути результирующего вектора скорости V (см. левую часть фиг. 2, где вектор V обозначен пунктиром). Выносимые потоком ионы образуют так называемый конвективный ток выноса. Одновременно с радиальным электрическим полем Er на выходном участке вихревой камеры создают противонаправленное к нему электрическое поле. Выходным участком проточной части вихревой камеры называют участок, расположенный между выходной металлической втулкой и круглым диском. При приложении электрического напряжения

U2 между металлической выходной втулкой и боковой цилиндрической стенкой, между диском и втулкой возникает электрическое поле, картина которого изображена при принятой полярности напряжений U! и U2 в левой части фиг. 2, Каждый вектор напряженности этого поля Е!, может быть разложен на две составляющие (см. правую половину фиг. 2): составляющая Е, перпендикулярная радиальному вектору на периферии E„„. Эта составляющая не производит изменения интенсивности закрутки предварительно закрученного потока жидкости на выходном участке при взаимодействии с ионами выноса; составляющая Е,,„противонаправленная радиальному вектору на периферии Е„. Эта составляющая электрического поля, совпадая на большей части выходного участка с направлением вектора скорости потока жидкости V, изменяет интенсивность закрутки предварительно закрученного потока жидкости. чногочисленные экспериментальные исследования показали, что интенсивность закрутки меняется очень сильно в зависимости от знака потенциала металли20

25 зо

65 ческой втулки. В результате такого электродинамического взаимодействия электрических полей на периферийном и выходном участках с потоком предварительно закрученной жидкости происходит изменение интенсивности закрутки и, как следствие, изменение величины расхода через вихревую камеру, Количественное изменение расхода определялось по следующей формуле; u,-10 u„=O

Мвых — Явых Q вых

2Ф

2 где Q,„„= и Q», — величина

У!ФО Ц! =0

veo " u,=0 выходных расходов при U!+0, 02 0 и

U!=0, U2— = О соответственно.

Проведено экспериментальное снятие статических характеристик электрогидравлического вихревого преобразователя, реализующего предлагаемый способ. Условия проведения эксперимента: жидкость — масло трансформаторное при Т=ЗЗО К; давление питания Р„=0,8. 10 Па; U! — — 25, 10, U>=25, 10, полярность центрального электрода отрицательная. Полярность выходной втулки значительно влияет на величину выходного сигнала (Q„„„„).

Предлагаемый электрогидродинамический способ регулирования расхода изменением интенсивности закрутки предварительно закрученного потока жидкости на периферийном и выходном участках проточной части вихревой камеры позволяет увеличить эффективность регулирования, повысить надежность работы электрогидравлического привода, а также улучшить его статические и динамические характеристики вследствие того, что в нем электрический сигнал непосредственно преобразуется в изменение интенсивности закрутки потока диэлектрической жидкости без промежуточных механических и электромеханических операций.

Технико-экономические преимущества предлагаемого изобретения перед аналогичными, относящимися к наиболее прогрессивным техническим решениям, состоят в следующем.

Увеличивается эффективность регулирования расхода жидкости: глубина регулирования; точность регулирования; плавность регулирования, вследствие увеличения коэффициента усиления по управлению.

Повышается надежность работы систем регулирования, использующих устройства, реализующие предлагаемый способ.

Возрастают функциональные возможности устройств, реализующих предлагаемый способ, расширяется диапазон применения устройств, ограниченный мощностью преобразования.

744154

Формула изобретения

Электрогидравлический вихревой преобразователь по авт. св. № 525812, отличаю шийся тем, что, с целью увеличения чувствительности преобразователя, в нем в выходном отверстии установлен третий электрод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 1. Авторское свидетельство СССР № 525812, кл. F 15C 1/08, 1975 (прототип).

744154

Составитель О. Гудкова

Техред Л. Куклина

Редактор И. Грузова

Корректор Л. Орлова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1017/13 Изд. № 352 Тираж 798 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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