Электрогидропневмопреобразователь

 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к средствам автоматического управления, и может быть использовано для преобразования управляющего электрического сигнала в выходной пневматический или гидравлический сигнал. Цель изобретения - увеличение мощности выходного сигнала преобразователя. В преобразователе подвижньА элемент выполнен в виде параллельных и жестко связанных тягой 6 мембран 7 и 8, образующих между собой камеру. Камера разделена диафрагмой 3 на две полосо ти 10 и 11, которые заполнены диэлектрической жидкостью. В устройстве увеличивается значение мощности выходного сигнапа, что приведет к расширению области применения преобразователя. 1 ил.S

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) 111) (g1) 4 F 15 С 3/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4 1Р 173 У 11 5

% у=

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И OTHPblTHA (21) 4165009/24-24 (22) 22.12.86 (46) 30.11.88. Бюп. h> 44 (71) Ленинградский политехнический, институт им. M.È.Êàëèíèíà (72) В.Я.Краснослободцев (53) 621-525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 821779, кл. F 15 С 3/14, 1978.

1 (54) ЭЛЕКТРОГИДРОПНЕВИОПРЕОБРАЗОВА.ТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области машиностроения, в частности к сред: ствам автоматического управления, и . может быть использовано для преобразования управляющего электрического сигнала в выходной пневматический или гидравлический сигнал. Цель изобретения — увеличение мощности выходного сигнала преобразователя. В преобразователе подвижный элемент выполнен в виде параллельных и жестко связанных тягой 6 мембран 7 и 8, образующих между собой камеру. Камера разделена диафрагмой 3 на две полос- а ти 10 и 11, которые заполнены диэлектрической жидкостью. В устройстве увеличивается значение мощности выходного сигнала, что приведет к расширению области применения преобразователя. 1 ил.

1441089

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам автоматического управления, и может быть использовано для преобразования управляющего электрического сигнала в выходной пневматический или гидравлический сигнал в электропневматических или электрогидравлических системах управления промьппленных роботов, 1Q манипуляторов, машин-автоматов и другого технологического оборудования.

Цель изобретения — увеличение мощности выходного сигнала преобразователя. 15

На чертеже изображен предлагаемый электрогидропневмопреобразователь.

Устройство содержит параллельно установленные подвижный и перемещающийся относительно него элементы. Не- 20 подвижный элемент представляет собой токопроводящие пластины 1 и 2, а также диафрагму 3, разделенные между собой диэлектрическими кольцами 4 и 5.

Подвижный элемент вьптолнен в виде 25 двух параллельно установленных и жестко связанных тягой 6 мембран 7 и 8 с жесткими центрами. Иежду мембранами 7 и 8 образована камера, полностью заполненная полярной диэлектри- 30

Яеской жидкостью 9 и разделенная диафрагмой 3 на две полости 10 и 11.

Жидкость имеет возможность перетекать из одной полости в другую через от,верстие 12 в диафрагме 3. В этом же отверстии 12 свободно перемещается тяга 6. Напротив подвижного элемента расположено сопло 13, подключенное к выходному каналу 14 и через постоянный дроссель 15 к каналу питания 16. 4р

Пластины 1 и 2, диафрагма 3, а также мембраны 7 и 8 являются одновременно электродами устройства и подсоединены к разноименным полюсам источника высокого напряжения таким 45 образом, как это показано на чертеже. В качестве полярной диэлектрической жидкости может использоваться, например, ацетон, у которого удельное со.".Ротивление Равно 1,1 10 Ом м, а относительная диэлектрическая проницаемость — 20,74. Рабочей средой в устройстве, вытекающей из сопла 13, ( может служить газ или жидкость.

Устройство работает следующим образом.

При подаче под давлением питания рабочей среды в канал 16 питания на выходе сопла 13 образуется струя.

При этом, в выходном канале 14 давление или расход рабочей среды увеличи. ваются с уменьшением расстояния между срезом сопла 13 и мембраной 7 подвижного элемента. Наоборот> с увеличением расстояния между срезом сопла

13 и мембраной 7 подвижного элемента происходит уменьшение давления и рас" хода рабочей среды в выходном кана" ле 14.

Перемещение подвижного элемента осуществляется следующим образом. При подаче высокого напряжения отрицательной полярности на мембрану 7, диафрагму 3, а положительной полярности — на пластину 1, мембрану 8 и пластину 2, между указанными электродами образуются электрические поля.

Электрические поля приводят к возникновению электростатических пондеромоторных сил, которые действуют на подвижный элемент и перемещают его в направлении к срезу сопла. В данном случае такие силы возникают между каждой парой электродов; пластиной и мембраной 7, мембраной 7 и диафрагмои 3, диафрагмой 3 и другой мембраной 8, а также между мембраной 8 и пластиной 2. При этом, мембрана 7 под действием электростатических сил притягивается к противоположно заряженной пластине 1 и одновременно отталкивается от одноименно заряженной ди" афрагмы 3. В это же время мембрана 8 притягвается к противоположно заряженной диафрагме 3 и отталкивается от одноименной пластины 2, двигаясь в ту же сторону, что и мембрана 7.

Таким образом, все электростатические пондеромоторные силы, действующие на подвижный элемент, суммируются, как направленные в одну сторону, и подвижный элемент перемещается к срезу сопла 13. Давление в выходном канале 14 в итоге увеличивается.

При уменьшении и снятии напряжения электростатические силы также уменьшаются до нуля и подвижный элемент под действием силы реакции, вытекающей из сопла 13 струи и жесткости упругих мембран 7 и 8, перемещается в обратном направлении от среза сопла 13. В результате давление и расход рабочей среды в выходном канале 14 уменьшаются.

Таким образом, происходит преобразование изменения электрического сигнала в пропорциональное изменение

Составитель И. Яковенко

Редактор И.Сегляник Техред М.Дидык Корректор Н. Король

Заказ 6271/37 Тираж 652 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

14410 давления и расхода рабочей среды на выходе преобразователя.

В устройстве суммарная сила, действующая на подвижный элемент склаФ

5 дывается из четырех сил, действующих в четырех межэлектроных промежутках:

+ F< + F + F< EoEs$Ев +

+ Е Е Е

Здесь, кроме обозначенных выше величин, имеются — относительная диэлектрическая проницаемость полярной диэлектрической жидкости, расположенной в камере между мембранами 7 и 8;

Е „- значения предпробивной напряженности электрического поля в промежутках между электродами 7 и 3, а также

8 и 3, заполненных полярной диэлектрической жидкостью. 20

Отношение электростатических пондеромоторных сил в предлагаемом и известном решениях приводит к выражению: т 25

РФ EofgSEy + KoKaSE a п о в 8Е ь

Ф

Е Е

Ег в

Принимая во внимание, что относи- 30 тельная проницаемость для ацетона, используемого в устройстве Е> =20,74, а для воздуха в известном — Eв= 1,0, и имея ввиду, что максимальные значения величины предпробойной напряженности электрического поля для ди" электрических жидкостей, например, ацетона примерно в 10 раз больше тех же .значений для воздуха, можно видетЬ, что электростатическая сила, 40 действующая на подвижный элемент в

89 ф предлагаемом устройстве более, чем в

2000 раз больше, чем в известном.

Использование полярной диэлектри1 ческой жидкости в подвижном элементе преобразователя позволяет многократ" но увеличить значение мощности его выходного сиги ал а.

Увеличение мощности выходного сигнала преобразующего устройства приводит к расширению области его применения, включая и его использование в силовых цепях управляющих систем,беэ применения при этом дополнительных и громоздких пневматических ипи гидравлических усилителей мощности.

Формула изобретения

Электрогидропневмопреобразователь, содержащий сопло, подключенное к выходному каналу и через постоянный дроссель — к каналу питания и переменный дроссель, состоящий из подвижного элемента, установленного напротив сопла в камере, стенки которой, выполненные из токопроводящего материала, параллельны подвижному элементу н друг другу, причем стенки камеры и подвижный элемент подсоединены к разноименным полюсам источника напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения мощности выходного сигнала, подвижный элемент выполнен в виде параллельно установленных и жестко связанных с помощью тяги мембран, образующих между собой камеру, заполненную полярной диэлектрической жидкостью и разделенную на две полости диафрагмой, также подсоединенной к одному из полюсов источника напряжения.