Вихревой усилитель

 

,iö744}55

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 363817 (22) Заявлено 14.03.78 (21) 2590630/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.80, Бюллетень № 24 (45) Дата опубликования описания 30.06.80 (51) M. Кл.

F 15C 1/14

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621-525 (088.8) по делам иаебретеннй и открытий (72) Авторы изобретения

А. А. Денисов, В. С. Нагорный, В. П. Лимарев и В. В. Власов (71) Заявители

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина и Саратовский политехнический институт (54) ВИХРЕВОЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение предназначено для использования его в электрогидравлических и электропневматических системах автоматического управления, гидронике и пневмонике, 5

По основному авт. св. № 363817 известен струйный . вихревой усилитель, содержащий вихревую камеру с цилиндрической стенкой, торцовыми крышками, каналами питания, управления и выходным патруб- 1р ком, спрямляющий механизм.

Наличие спрямляющего стержня, укрепленного на верхней торцовой крышке вихревой камеры, позволяет частично скомпенсировать центральную асимметрию закрученного потока жидкости (центр вихря не совпадает с центральной осью симметрии вихревой камеры) .

Недостатком данного усилителя является то, что эффективность такой компенсации при управлении расходом жидкости через вихревую камеру посредством применения подвижных механических (электромеханических) частей в каналах питания либо управления находится в сильной зависимости от величин давлений в питающих или управляющих каналах, т. е. в зависимости от режима работы вихревой камеры. Этот существенный недостаток приводит к необходимости экспериментального подбора вели- 30 чины и направления эксцентриситета установки спрямляющего стержня. Экспериментальный подбор производится не всегда или не всегда точно, поэтому при изменении величин давлений в каналах питания либо управления в рабочем диапазоне спрямляющий стержень играет уже роль дополнительного гидравлического сопротивления, ухудшающего статические характеристики регулирования расхода жидкости. Это в свою очередь влечет за собой уменьшение точности регулирования расхода жидкости.

К недостаткам усилителя относится и наличие подвижных механических или электромеханических подвижных частей, которые значительно усложняют конструкцию, механические или электромеханические подвижные части устанавливаются в каналах питания либо управления для изменения интенсивности закрутки жидкости в вихревой камере и как следствие для регулирования расхода жидкости на выход (выходной расход образует поток жидкости через выходной патрубок).

Целью изобретения является расширение области применения.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом усилителе спрямляющий аппарат выполнен из электропроводного материала, а в выходном канале установ744155

Явых

V=0

gi n

1" ф0 где @ "" и

V =i=0

Явых

V=0

55 Овых (1 1 /< д1 1 В

65 лена электропроводящая втулка, которая совместно с сгрямляющим аппаратом подключена к входному электрическому канаа JIy .

На фиг. 1 изображен предлагаемый усилитель, разрез; на фиг. " — разрез Л вЂ” A на фпг. 1.

Он состоит нз каналов питания 1 и управления 2, соединенных с вихревой камерой 3, которая имеет цилиндрическую стенку 4, торцовые крышки 5 и б и выходной канал 7. Спрямляющий аппарат 8 укреплен на верхней торцовой крышке б и выполнен из электропроводящего материала, как и втулка 9 выходного канала 7.

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 стенкой 4 и торцовыми крышками 5 и 6 протекает диэлектрическая жидкость. Торцовая крышка б является диэлектрической и на ней закреплен металлический электрод — спрямляющий аппарат, изготовленный в виде конической иглы, установленный по оси проточной части вихревой камеры. Поток жидкости поступает из камеры через выходной канал 7, который укрепляется в диэлектрической торцовой крышке 5. Спрямляющий аппарат 8 и втулка выходного канала 7 являются одновременно электродами усилителя.

При приложении регулируемого напряжения V к электродам усилителя между ними образуется резко неоднородное электрическое поле с максимальной напряженностью на свободном конце спрямляющего аппарата, и как следствие, в жидкости возникает холодный разряд типа коронного.

В жидкости эмиттируются униполярные ионы знака потенциала электрода с большей кривизной поверхности (аппарата 8), которые двигаются благодаря наличию приложенного поля к противоположному электроду (выходному каналу) . Униполярные ионы, взаимодействуя с нейтральным потоком жидкости, передают ему момент количества движения. При этом изменяется гидравлическое сопротивление вихревой камеры и соответственно расход жидкости через выходной канал.

При приложении напряжения к электродам (спрямляющему аппарату и выходному каналу) резко изменяется гидравлическое сопротивление входного участка проточной части вихревой камеры, Это в свою очередь приводит к изменению выходного расхода жидкости. Таким образом, значительно снижается эффект ослабления регулирования спрямляющим аппаратом в широком диапазоне изменения величин давлений питания и управления.

Применение электрогидродинамическогс (ЭГД) метода управления и вихревой камере улучшает статические и динамические характеристики, а также повышает точность регулирования расхода жидкости, Отсутствие подвижности регулирующих элементов и частей в каналах питания и управления расхода жидкости в предлагаемом усилителе значительно упрощает конструкцию. Отпадает и необходимость в изменении положения спрямляющего аппарата при изменении режима работы усилителя, наиболее эффективным управление получается при строго симметричной установке спрямляющего аппарата относительно выходного канала. Это объясняется более равномерным распределением по объему электростатического поля на выходном участке проточной части вихревой камеры, При приложении регулируемого высокого напряжения V к втулке 9 и аппарату 8 усилителя между ними в жидкости возникает холодный разряд типа коронного и образуется униполярный поток ионов знака потенциала втулки 9 (напряжение V менялось от О до 19. 10 В) . Вследствие этого при постоянных уровнях питающего и управляющего давления в каналах питания и управления соответственно изменяется гидравлическое сопротивление выходного участка проточной части вихревой камеры, приводящее к изменению расхода на выходе — выходной расход при

VQO и V=O соответственно.

При использовании описанного вихревого усилителя значительно возрастает точность регулирования по сравнению с устройствами, в которых регулирующие подвижные части устанавливаются в каналах питания либо управления. Это связано с тем, что в изобретении диапазон изменения управляющего напряжения V очень широк (до

20 10 В), т. е. высока разрешающая способность ЭГЦ способа управления или точность регулирования, которую можно определить здесь как отношение изменения величины выходного расхода жидкости к вызвавшему это изменение расхода изменению управляющего напряжения

Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в повышении надежности работы систем автоматического регулирования, использующих электрогидродинамический вихревой усилитель, повышении технологичности конструкции за744155 ад

Риг.!

А-А

ык

Фиг. Я

Составитель О. Гудкова

Техред Л. Куклина

Корректор Л. Орлова

Редактор Т. Горячева

Заказ 1017(14 Изд. № 352 Тираж 798 Подписное

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

113035, Москва, 5К-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2 счет ее значительного упрощения и возрастании точности регулирования расхода диэлектрической жидкости.

Формула изобретения

Вихревой усилитель по авт. св. № 363817, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения усилителя, в нем спрямляющпй аппарат выполнен из электропроводного материала, а в выходном канале установлена электропроводя5 щая втулка, которая совместно с спрямляющим аппаратом подключена к входному электрическому каналу.