Электрогидравлический преобразователь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.02. 81 (21) 3251774/18-24 (5$) фД, Кп.з

F 15 С 1/04 с присоединением заявки HP— (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (33) УДК 621. 525 (088.8) Опубликовано 15.12.82. Бюллетень HP 46

Дата опубликования описания 15.12.82

В.С. Нагорный и В.Я. Краснослободцев

У . 4 / I . ° "., "„-Г; ленинградский ордена Ленина полнтехничесЪиФ,цнстн г, им. И. И. Калинина ф (72) Авторы изобретени я (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОГИДРАВЛИЧБСКИЙ ПРБОБРАЗОВАТБЛЬ

Изобретение относится к средствам управления потоками текучей среды и

1тредназначено для использования его

s целях управления электрогидравли5 ческих систем автоматики и в гидронике.

Известен электрогидравлический преобразователь, в котором входной электрический сигнал преобразуется . в выходной сигнал перепада давления на дросселе типа игла-трубка (1).

Однако в известном преобразователе диапазон преобразования сигнала невелик °

Известен электрогидравлический 15 преобразователь с подводящими и отводящими каналами и дросселем типа игла-трубка, размещенным в корпусе преобразователя. Выходной сигнал преобразователя снимается с отводящего канала, подключенного к сливу через переменный дроссель (2).

Данный преобразователь обладает невысоким коэффициентом передачи.

Цель изобретения - повышение коэф- 25 фнциента передачи.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном электрогидравлическом преобразователе, содержащем корпус с подводящим и отводя- 30 щим гидравлическими каналами, переменный дроссель, через который отводящий кан ал подключе н к линии слива, стабилизатор давления, установленный со стороны подводящего канала, электрический источник управляющего сигнала, подключенный к последовательно размещенным по потоку электродам, один из которых выполнен в виде иглы, а другой — в виде трубки, проходное сечение которой меньше сечения подводящего и отводящего гидравлических каналов, в его корпусе и трубке между ее торцами на расстоянии 0,15-0,2 ее длины от входного торца выполнен гидравлический канал для сьема выходного сигнала преобразователя, причем диаметр проходного отверстия трубки составляет 1,0-1,5 диаметра иглы.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого электрогидравлического преобразователя; на фиг. 2 — экспериментально снятые сравнительные характеристики его рабаты и работы преобразователя-прототипа.

Электрогидравлический преобразователь состоит из стабилизатора 1 давления (фиг. 1), корпуса 2 — участка напорного трубопровода, выполненного

981723 из диэлектрика, с размещенными в нем соосно двух -электродов — иглы. 3 и трубки 4, между входом и выходом которой выполнен гидравлический канал

5, с которого снимается выходной сигнал преобразователя, а также переменного дросселя б и электрического источника 7 управляющего сигнала.

Стабилизатор 1 давления установлен на подводящем гидравлическом канале 8, а дроссель б — на отводящем гидравли-(0 ческом канале 9. Гидравлический канал 5 расположен на расстоянии 8 равном 0,15-0,2 длины трубки L от ее входного торца, а диаметр проходного отверстия трубки равен 1,0-1,5 ди- i5 аметра иглы.

Электрогидравлический преобразователь работает следующим образом.

Рабочая диэлектрическая жидкость, негнетаемая насосом, через стабили затор 1 подается на вход участка напорного трубопровода 2, протекая по нему со скоростью, регулируемую с помощью переменного дросселя 6. Под действием напряжения, подаваемого от высоковольтного источника 7 на электроды типа игла-трубка преобразоваL теля, в межэлектродном промежутке возникает резко неоднородное электрическое поле, приводящее к образованию объемного заряда в жидкости. На объемный заряд со стороны острия иглы действует кулоновская сила, которая отталк вает жидкость, так как объемный заряд получается того же знака, что и заряд игольчатого электрода. В результате этого поток рабочей жидкости ускоряется, приводя к повышению выходного сигнала (давления) на величину

Р,„= Р „„ /0=0-Р „„ /u=O, 40

/ C где Р /0ф 0 — величина выходного гидравлического сигнала преобразователя при подаче на его электро- 45 ды входного электрического сигнала; 1)=о — величина выходного гидравлического сигнала преобразователя при от- 50 сутствии на его электродах входного электрического сигнала.

Величина выходного гидравлическбго сигнала QР преобразователя при подаче на его электроды входного электрического сигнала Б, целью увеличения коэффициента передачи сни мается с канала, который выполнен между торцами трубки.

В этом случае выводится максималь- 60 ное по величине значение выходного гидравлического сигнала. Это объясняется тем, что под действием напряжения, подаваемого на электроды преобразователя, в межэлектродном проме- 65 жутке возникает продольное резко неоднородное поле, приводящее к образованию направленного потЬка униполярных ионов знака потенциала острия, движущихся от иглы к втулке. В результате движения в электрическом поле ионы образуют затопленную струю жидкости, сосредоточенную в основном .по оси иглы. Достигнув втулки ионы рекомбинируют,т.е.нейтрализуются.При этом происходит превращение кинетической энергии движения ионов в потенциальную энергию давления жидкости которой они передают количество своего движения. Максимальное количество ионов рекомбинируют на начальном участке трубки-электрода и, следовательно, на этом жЕ участке давление жидкости также максимально (длина этого участка С равна 0,15-0,20 длины трубки L). Разность между давлением развиваемым ионами жидкости на указанном начальном учаотке трубки и давлением на последующих других ее участках, достигает 343 и выше.

Это приводит к существенному увеличению коэффициента передачи преобразователя. Для этих же целей выбирается указанное в формуле изобретения соот.ношение диаметра иглы и проходного отверстия трубки, так как затопленная струя, образующаяся при движении ионов жидкости в электрическом поле и сосредоточенная в основном по оси иглы, имеет скорость, существенно превышающую скорость вовлекаемых в движение близлежащих слоев жидкости.

Положительный эффект подтверждается статическими характеристиками

АР „ (ЬХ ) (фиг. 2), экспериментально снятыми для сравнения на двух участках преобразователя. Кривой 1 (фиг. 21 соответствует изменение выходного сигнала ЬPpgg1 преобразовате, ля в гидравлическом канале, выполненного между торцами трубки (фиг. 1), а кривой 2 (фиг. 2) соответствует изменение выходного сигнала преобразователя в гидравлическом канале, выполненного на выходе трубки электрода (фиг. 1) .

Экспериментальные характеристики, представленные на фиг. 2, получают при следующих конструктивных и гидродинамических параметрах дроссельного электрогидравлического преобразователя: D = 4,5 мм — наружный диаметр трубчатого электрода 4 (фиг. 1);

d = 1,5 мм - внутренний диаметр трубчатого электрода 4; L = 5 мм— длина трубчатого электрода 4; и, =

= 0,8 мм - диаметр игольчатого электрода 3;с(= 7 — угол заточки игольчатого электрода 3; Г = 0 — расстояние по оси между игольчатым и трубчатым электродами; P — — 0,1 МПа — давление на входе участка напорного трубопровода 2 преобразователя, поддер981723

Формула изобретения пр Яф

Фиг.1 живаемое постоянным с помощью стабилизатора 1 давления;() =150 cM /мин расход рабочей диэлектрической жидкости через участок напорного трубопровода 2 преобразователя в отсутствии входного электрического сигнала.

В качестве рабочей диэлектрической жидкости используют трансформаторное масло ТКп (ГОСТ 982-68).

Та им образом, у предлагаемого устройства коэффициент передачи

К=

Ярьа

0в» увеличивается, так как выходной гид-. равлический сигнал АР ь > при данном расположении. канала, с которого он снимается, увеличивается до 34% (фиг. 2) .

Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства состоят в увеличении коэффициента передачи.

Электрогидравлический преобразователь, содержащий корпус с подводящим и отводящим гидравлическими каналами, переменный дроссель, через который отводящий канал подключен к линии слива, стабилизатор давления, установ. ленный со стороны подводящего канала, электрический усилитель управляющего сигнала, подключенный к последовательно размещенным по потоку электродам, один из которых выполнен в виде иглы, а другой — в виде трубки, проходное сечение которой меньше сечения подводящего и отводя30 щего гидравлических каналов, о т л ич а ю шийсятем, что, с целью увеличения коэффициента передачи, в корпусе преобразователя и трубке между ее торцами на расстоянии 0,15)5 0,2 ее длины от входного торца выполнен гидравлический канал для съема выходного сигнала преобразователя, причем диаметр проходного отверстия трубки составляет 1,0-1,5 диаметра иглы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Денисов А.A и Нагорный В.С.

Пневматические и гидравлические устройства автоматики. М., Высшая школа, 1978, с. 170-172.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2961560/18-24, кл. F 15 С 1/04у 1980 (прототип) °

981723

87

ugi r0sa

Составитель О. Гудкова

Редактор М. Келемеш Техред З.Палий Корректор И. Ватрушкина

Заказ 9678/55 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4