Гидравлический струйный усилитель

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 15 С 3/10

%

3в

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4691970/24 (22) 16.05.89 (46) 23.04;91. Бюл. ЬЬ 15 (71) Киевский институт инженеров гражданской авиаций им. 60-летия СССР и Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической револ99ции (72) 8, Б. Струтинский, В. П. Бочаров, B. Н. Бадах и Ю. П. Герасименко (53) 621-540(088.8) (56) Струйная автоматика в системах управления. М.: Машиностроение, 1975, с. 200.Патент США М 4434812, кл. F 15 С 3/00, аеублик. 1988.

5LI 1643826 А1 (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СТРУЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к гидравлике..

Усилитель содержит сопло 4 питания, сопла

2 и 3 управления, две пластины, размещенные в камере 1, и приемные каналы 11 и 12.

Размещение в камере дополнительных, формирующих профиль питающей струи, узлов, таких как клиновидные дефлекторы 24 и 25, клиновидные выступы на пластинах, а также выполнение сопел 2 и 3 криволинейными с диффузными участками 13 и 14 позволяет существенно повысить коэффициент усиления усилителя. 8 ил.

20 между пластинами 5 и 6, причем расстояние, 50

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть применено в устройствах гидроавтоматики.

Целью изобретения является повышение коэффициента усиления.

На фиг. 1 показан предлагаемый усилитель, продольный разрез в плоскости, перпендикулярной плоскости осей управляющих сопел; на фиг. 2 — то же, продольный разрез в плоскости осей управляющих сопел; на фиг. 3-8 — соответственно сечения А — А, Б — Б,  — В, à — Г, Д вЂ” Д и Š— Е на фиг. 2.

Гидравлический струйный усилитель содержит камеру 1, где помещены сопла 2 и 3 управления и сопло 4 питания. Между соплами расположены две пластины 5 и 6, снабженные механизмами перемещения, выполненными, например, в виде винтов 7 и 8. Пластины 5 и 6 размещены между соплами симметрично плоскости осей сопел и связаны плоскими пружинами 9 и 10 с соплом

4 питания. За пластинами 5 и 6 расположены приемные каналы 11 и t2 ((фиг. 2). Сопла

2 и 3 управления имеют на выходе диффузорные участки 13 и 14 с криволинейными осями 15 и 16. Оси вогнутыми сторонами обращены к приемным каналам 11 и 12, а выходные отверстия сопел 2 и 3 управления имеют форму трапеции со скругленными углами. Большее основание 17 трапеции расположено со стороны приемных каналов, а меньшее основание 18 — co стороны сопла питания, и отношение размеров большего и меньшего оснований составляет 1,8 — 2,2, при этом расстояние между пластинами регулируется в пределах 1,1-1,3 от размера большего основания трапеции, Иа близлежащих поверхностях пластин 5 и 6 выполнены клиновидные выступы 19 и 20 в виде трехгранных пирамид, вершины 21 которых находятся между отверстиями сопел 2 и 3, а основания пирамид 22 расположены напротив перемычки 23 между приемными каналами.

Между соплами 2 и 3 управления и соплом 4 питания установлены клиновидные дефлекторы 24 и 25, входящие с зазором между близлежащими кромками 26 и 27 дефлекторов 24 и 25 меньше расстоянич между пластинами 5 и 6, Струя на выходе из сопла питания характеризуется контуром 28, впадинами 29 и

30, отраженными потоками 31 — 34, участками 35 и 36 и впадинами 37 и 38, обраэующимися при натекании струи на приемные каналы 11 и 12.

Усилитель работает следующим образом.

В сопле 4 питания формируется питающая струя, которая распространяется в камере 1. Форма контура 28 струи соответствует форме отверстия сопла.

Струя, попадая между пластинами 5 и 6, деформируется пластинами и дефлекторами 24 и 25. Вследствие того, что близлежащие кромки 26 и 27 дефлекторов меньше расстояния между пластинами 5 и 6, струя сжимается, а контур ее деформируется и на контуре струи образуются впадины 29 и 30..

При одинаковых давлениях в управляющих соплах сил 3bQe воздействие управляющих струй на питающую струю уравновешивается и откг онения питающей струи не происходит. При наличии перепада давления в соплах управления (например, в сопле 3 давление становится выше, чем в сопле 2) течение становится несимметричным. При этом расход в сопле 3 увеличива- ется и поток жидкости через диффузионный участок 14 сопла эа счет центробежных сил отклоняется з сторону сопла 4 питания, одновременно сжимается в направлении меньшего основания 18 трапеции и примыкает к этому основанию.

В то же вр"-.;.::я расход в сопле 2 уменьшается, и поток жидкости, проходя через диффузорный участок 13, вследствие эффекта Коанда примыкает к стенке сопла и отклоняется в сторону одного из приемных каналов 11 или 12. Одновременно поток расширяется в направлении большего основания 17 трапеции и примыкает к укаэанному основанию.

Таким образом, струя, истекающая иэ сопла 3, воздействует на питающую струю выше по течению, чем струя из сопла 2, При натекании управляющей струи иэ сопла 3 на питающую струю управляющая струя попадает во впадину 30 питающей струи, разворачивается на угол более 90 и уходит двумя отраженными потоками 31 и

32. Воздействие управляющей струи приво. дит к отклонению питающей струи. Так как отраженные потоки 31 и 32 отклоняются на большой угол относительно направления исходной струи, силовое воздействие управляющей струи увеличивается эа счет реактивного действия потоков 31 и 32.

Управляющая струя, истекающая иэ сопла 2, воздействует на питающую струю ниже по течению. При этом управляющая струя, имеющая большую ширину, взаимо действует с питающей струей по схеме, показанной на фиг. 6. Отраженные потоки 33 и 34, образующиеся при взаимодействии струй, уходят вдоль торцовых поверхностей

1643826

30

1 Г пластин и. не оказывают дополнительного воздействия на питающую струю, как при воздействии струи из сопла 3. Дополнительное реактивное воздействие на питающую струю управляющей струи иэ сопла 3 обусловлено соотношением размеров большего и меньшего оснований трапеции выходного отверстия сопла управления 1,8-2,2.

Наличие клиновидных выступов 19 и 20 приводит к дополнительному отклонению питающей струи в сторону управляющего сопла 2 и деформации ее контура,.При этом участки 35 и 36 струи, расположенные между пластинами 5 и 8, выпрямляются и сглаживаются. После прохождения струи между пластинами 5 и 6 под воздействием клиновидных выступов на поверхности пластин контур струи приобретает впадины 37 и 38 в направлении, перпендикулярном плоскости пластин.

Таким образом, на приемный канал 11 натекает большая часть питающей струи, по форме подобная приемному каналу, что приводит к повышению давления в нем. На канал 12 натекает меньшая часть питающей струи, и давление в нем снижается, На перемычку 23 между приемными каналами воздействует незначительная часть струи, находящаяся между впадинами 37 и 38 контура струи, что снижает потери энергии при взаимодействии струи с перемычкой.

Повышение коэффициента усил.--,ния устройства достигается за счет воздЫ:,;тния более мощной управляющей струи выше по течению и за счет реактивно-о действия отраженных потоков, возникающих при взаимодействии этой струи со впадиной контура питающей струи., Наличие клиновидных выступов 19 и 20 на пластинах 5 и 6 приводит к дополнительному отклонению питающей с руи, а также снижает потери энергии благодаря уменьшенной площади струи, натекающей на перемычку между приемными каналами.

Механизмы перемещения пластин 5 и 6, регулирующие расстояние между пластинами в пределах 1,1 — 1,3 от размера большего основания трапеции выходного отверстия сопла 2 или 3 управления, позволяет установить оптимальный профиль питающей струи при натекании на приемные каналы 11 и 12, что приводит к повышению коэффициента усиления. Кроме того, перемещением пластин 5 и 6 относительно приемных каналов

11 и 12 коэффициент усиления регулируется, Формула изобретения

Гидравлический струйный усилитель, содержащий камеру с соплом питания и двумя соплами управления, две пластины, размещенные между. соплами симметрична плоскости осей сопел, связанные посредством плоских пр"„. жин с соплом питания и снабженные механизмами перемещения, и два приемных канала, расположенные напротив сопла питания, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления, между сОплОм питания и соплами управления н промежутке между пластинами и с зазором между ними встречно установлены клиновидные дефлекторы, на близлежащих поверх,"нс "ях г:ластин выполнены клиновидные выступы н ниде трехгранных пирамид„ве, шины которых расположены между соплами управления, в основания направлены в сторону приемных каналов, каждое сопло управления имеет на выходе диффузорный участок с криволинейной осью, которая вогнутой стороной Обращена к Приемным кан-ëàì,,выходное отверстие каждого сопла управления имеет форму трапеции со скругленными углами, ориентированной большим основанием в сторону приемных каналов, причем отношеHItIe между размерами большого и малого оснований каждой трапеции 1,8 — 2,2, а расстояние между пластинами 1,1 — 1,3 от размера большого основания трапеции, 164382 ь

A-4

1643826

Составитель Б.Шевченко

Редактор Г.Бельская, Техред М.Моргеитал Корректор M.Самборская

Заказ 1459 Тираж 392 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101