Гидроусилитель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ""8 2799

Союз Советских

Социалистических

Реелублюс

It АВТОРСКОМУ СВ ТОЗЬСТВУ (61) ДополмительмОе к авт. свид-ву— (22) Заявлемо 2008.79 (21) 2812185/25-06 (51) М КЛ с присоединением заявкм Йо(23) ПрморитетF 15 В 3/00

Госуявретвеяямй комятет

СССР яо делвм язобоетеннй в откРытмА (ЩЮК 621-540 (088.8) Опубликовамо 15.10.81. Бюллетень ЙЯ 38

Дата опублмковамия описания 15.10.81 (72) Авторы изобретения

Д.Н.окурков и А.Г.Минеров (71) Заявитель (54) ГИДРОУСИлИтЕл

Изобретение относится к элементам пневматических и гидравлических систем управления общего назначения и может быть применено в машиностроении., приборостроении, радиотехнической промааленности, где используются нневмо-(гидро)приводы.

Известен гидроусилнтель, содержащий .узел питания, корпус с расположеннымн в ием струйной трубкой с двумя приеменми отверстнями, сообщенными с соплом двумя криволинейными каналами, расположенными симметрично относительно поперечной оси трубки, и приемный узел с двумя приемными соплами (11. И

Недостатком данного устройства является малая величина восстанавливающего момента, что уменьшает максимальное выходное набираемое давление гид» роусилителя. Это объясняется тем, что. ® максимальное набираемое:давление Р@ьн в данном устройстве тем больше, чем больше угол поворота <-. Однако максимальный угол поворотa, при котором 2 действует восстанавливающий момент за счет криволинейных каналов, называемай критическима кр, меньше угла совмещения, так как ограничен диаметром приемных отверстий, перекрываемых соплом узла питания. увеличение диаметров. приемных отверстий выае некоторого оптимального значения и не эффективно, так как прн этом уменьшается скорость течения жидкости илн газа по криволинейным каналам, что снижает восстанавливающий момент.

Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия.

Поставленная цель достигается тем, что струйная трубка снабжена дополнительным соплом, при этом оба сопла струйной трубки расположены сиьвюетрично и под углом относительно оси симметрии каналов, а каждый канал связан с одним иэ сопел и выполнен с двумя криволинейными участками, центы кривизны которых расположены по разные стороны от оси канала, кроме того, криволинейные каналы выполнены в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных оси вращения струйной трубки, а узел питания — в виде двух сопел, расположенных сиьметрично и под „ углом относительно оси симметрии каналов.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предложенного устройства, на фиг. 2 - разрез A-А на фиг.4, на фиг. 3 †. разрез Б-Б на фиг.4; на фиг. 4 - разрез В- В на Фиг.2: на

872799 фиг. 5 - вид Г на фиг.2; на фиг. б схема, поясняющая расчет восстанавливающего момента.

Гидроусилитель содержит струйную трубку 1 с основным 2 и дополнительным 3 соплами, приемный узел 4 с двумя приемными соплами 5 и б, расположенными в неподвижном корпусе 7,датчик 8 момента соединен механической связью 9 со струйной трубкой 1,, узел питания, выполненный в виде, например одного питающего сопла 10 (фиг. 1) или двух питающих сопел 11 -и 12 (фиг. 2). Оба сопла 2 и 3 соединены соответствующими криволинейными каналами 13 и 14 с приемными отверстиями 15 и 16, выполненными в трубке 1.

Конструктивно гидроусилитель может быть выполнен иначе, например, так как показано на фиг. 2. В этом случае криволинейные каналы 13 и 14 выполнены не в одной плоскости, как на фиг.1, а в двух параллельных плоскостях 17 и 18, перпендикулярных оси вращения струйной трубки. Исходя из удобства изготовления, все каналы 13 и 14 показаны, например прямоугольного сечения, а каждый из них выполнен с двумя криволинейными участками, соответственно 19, 20 и 21, 22, выполненными аналогично каналам между лопатками рабочего колеса турбины, что приводит при течении по ним жидкости или газа к появлению двух дополнительных восстанавливающих моментов, один из которых действует по часовой стрелке:(эа счет потока на криволинейном участке 20 ) а второй - против часовой стрелки (за счет потока в криволинейном участке 22) . Эти моменты суммируются с моментами, создаваемыми криволинейными участками 19 и 21. Оси сопел 2 и 3 в исходном положении смещены относительно продольных осей приемных сопел 5 и 6 приемного узла 4 таким образом, что при повороте струйной трубки 1, например, по часовой стрелке площадь, перекрываемая соплами 2 и 3, в приемном сопле 6 увеличивается, а в приемном сопле 5 уменьшается, создавая разность давлений на выходе.

Гидроусилитель работает следующим образом.

При отсутствии входного сигнала

Рйх датчик 8 момента не развивает движущего момента. При этом поперечная ось струйной трубки 1 совмещена с осью питающего сопла 10, поэтому массы жидкости или газа, проходящие через криволинейные каналы 13 и 14, и скорости их движения одинаковы,. поэтому восстанавливающие моменты равны и струйная трубка 1 находится в равновесии. При подаче входного сигнала Pyg датчик 8 момента создает ..движущий момент и начинает йоворачи4 ( вать струйную трубку 1 на угол о/, например,.по часовой стрелке. При этом площадь, перекрываемая питающим соплом 10, в приемном отверстии

15 уменьшается, а в приемном отверстии 16 увеличивается пропорционально глу ф, . Одновременно с этим площадь, ерекрываемая основным соплом 2, в приемном сопле 5 уменьшается, а пло щадь, перекрываемая дополнительным соплом 3, в приемном сопле б увеличивается также пропорционально углу с

Следовательно, масса и скорость движения газа или жидкости в криволинейном канале 13 начинает уменьшаться, а в криволинейном канале 14 увеличиваться. Таким образом, восстанавливающий момент, действующий против ча» совой стрелки (за счет криволинейных участков 21 и 22 ), увеличивается, а восстанавливающий момент, действую2О щий по часовой стрелке (за счет криволинейных участков 19 и 20), уменьшается. Поэтому результирующий ьосстанавливающил момент струйной трубки 1 пропорционален углу а .и направ25 лен встречно движущемуся моменту от датчика 8 момента. Такая конструктивная модификация дополнительно повышает восстанавливающий момент струйной трубки 1 за счет уменьшения угла рО выхода потока из сопла питания (см. фиг. 3), что уменьшает потери скорости потока на входе в каналы струйной трубки. В общем случае момент, раз1виваемый потоком жидкости или газа

З5 в криволинейном канале 13 или 14, выполненном по форме рабочего колеса турбины, определяется по формуле

И G f (+<0>P у -U g) r С gcos+r. (1 ) где G - расход жидкости или газа;.

49 g) - относительная скорость потока на выходе из канала;

U - окружная скорость рабочего колеса на выходе.из канала

С - абсолютная скорость потока

1 на выходе питающего сопла; - угол выхода потока иэ питаю ( щего сопла

Р - угол выхода потока из канала рабочего колеса

$P r и r<- радиусы входа и выхода кана4 ла рабочего колеса соответственно.

Основные обозначения, принятые в формуле (1 ), указаны на фиг. 4.

55 Как видно иэ фиг. 1 и 2 в данном случае выходы криволинейных каналов

13 и 14 струйной трубки 1 вблизи к оси ее вращения, поэтому можно положить гg "- О. В этом случае, как слеЬО дует из (1) .

И -.GCÄ ° сз 4» (2)

Таким образом, чем меньше Угол тем восстанавливакиций момент больше.

Угол выхода потока иэ питающего

65 сопла лежит в пределах 4< = 10-20

; : 8727 99

Пим

Рр что легче достичь в конструкции (фиг. 2), чем в конструкции (на фиг.1) поэтому при прочих равных условиях восстанавливающий момент струйной трубки (на фиг. 2) больше, чем для укаэанной трубки (фиг. 1). 5

Кроме того, восстанавливающий момент увеличивается эа счет количественного увеличения криволинейных участков.

Положительный эффект от использования предлагаемого гидроусилителя заключается в увеличении восстанавливающего момента, что позволяет увеличить рабочий угол поворота. струйной трубки и тем самым повнсить максимальное набираемое давление на выходе гидроусилителя, что приводит к увеличению его коэффициента полезного действия.

Формула изобретения 20

1. Гидроусилитель", содержащий узел питания, корпус с расположенными в нем струйной трубкой с двумя приемными отверстиями, сообщенными с 25 соплом двумя криволинейными каналами, расположенными симметрично относительно поперечной оси трубки, и приемный узел с двумя приемными соплами, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, струйная трубка снабжена дополнительным соплом, при этом оба сопла струйной трубки расположены симметрично и под углом относительно оси симметрии каналов, а каждый канал связан с одним иэ сопел н выполнен с двумя криволинейными участкавы", центры кривизны которых расположены по разные стороны от оси канала.

2. Гидроусилитель по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем,. что криволинейные каналы выполнены в двух параллельных плоскостях, перпендикулярных оси вращения струйной трубки, а узел питания выполнен в .виде двух сопел, расположенных симметрично и под углом относительно оси симметрии каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 538159, кл. F 15 В 3/00, 1975.

872799

Пижон

Ру

Фиг.Ф

Составитель В. Коваль

Техред Т.Иаточка

Корректор В. Бутяга

Подписное

Редактор Н. Иинко

Заказ 8980/53 Тираж 752

ВННН0Н Государственного Комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 ч филиал .ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4