Струйный инверсный усилитель мощности

Изобретение относится к струйной автоматике и может быть использовано в вычислительных устройствах, системах контроля и измерения. Струйный инверсный усилитель мощности содержит каналы управления, канал питания, выходной канал и атмосферные каналы. Каждый из каналов управления снабжен дросселем, за выходом которого выполнен эжекционный канал, соединяющий канал управления с соответствующим атмосферным каналом. Каналы управления расположены под углом 25-35° по отношению к каналу питания. Изобретение направлено на увеличение выходной мощности усилителя. 1 ил.

 

Изобретение относится к струйной автоматике и может быть использовано в вычислительных устройствах, системах контроля и измерения.

Известны струйные усилители, содержащие канал питания, два симметрично расположенных канала управления и один выходной канал (См., например: 1. Авт.св. №407088, F 15 С 1/10, "Струйный усилитель", БИ №46 от 21.11.73; 2. Залманзон Л.А. Теория азрогидродинамических систем автоматического управления. М.: Наука, 1977, с.153, рис. 2.9а). Во всех этих усилителях каналы управления расположены навстречу друг другу и перпендикулярно каналу питания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности признаков является струйный усилитель с инверсным выходом типа СТ52, предназначенный для сравнения и усиления сигналов в системах управления (Струйные логические элементы и устройства автоматического управления технологическим оборудованием. Отраслевой каталог. Под ред. Э.И.Чаплыгина, М.: ВНИИТЭМР, 1989, с.12)

В данном усилителе два канала управления расположены навстречу друг другу и перпендикулярно каналу питания (см. там же рис.15). Максимальная мощность на выходе такого усилителя достигается при равенстве входных сигналов и составляет порядка 40% от мощности питания. В ряде случаев мощность этого выходного сигнала оказывается недостаточной для дальнейшего использования и ее приходиться усиливать, применяя для этого дополнительные устройства.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение выходной мощности усилителя.

Указанный технический результат достигается тем, что в струйном инверсном усилителе мощности, содержащем канал питания, два канала управления, два атмосферных канала и один выходной канал, каждый из каналов управления снабжен дросселем, за выходом которого выполнен эжекционный канал, соединяющий канал управления с соответствующим атмосферным каналом, причем каналы управления расположены под углом 25-35° по отношению к каналу питания.

Установка дросселя в канале управления позволяет турбулизировать управляющий поток и увеличить его скорость. Соединение канала управления с атмосферным каналом позволяет увеличить расход управляющего потока за счет притока дополнительного воздуха из атмосферы в результате эжекции, возникающей при течении турбулентного управляющего потока.

Расположение каналов управления под углом 25-35° по отношению к каналу питания позволяет наиболее эффективным образом суммировать питающий и управляющие потоки. Мощность потока в выходном канале предлагаемого усилителя существенно увеличивается.

На чертеже изображен струйный усилитель мощности.

Струйный усилитель мощности содержит каналы управления 1 и 2, расположенные под углом 25-35° по отношению к каналу питания 3 (α=25-35°) и снабженные дросселями 4 и 5, выходной канал 6, атмосферные каналы 7, 8 и эжекционные каналы 9, 10, связывающие каналы управления с соответствующими атмосферными каналами.

Усилитель мощности работает следующим образом.

Поток N_у1 в канале управления 1, проходя через дроссель 4, увеличивает свою скорость и на выходе из дросселя поток турбулентный. Турбулентный поток обладает достаточной эжекционной способностью для того, чтобы эжектировать воздух из эжекционного канала 10. Пополнение воздуха уходящего из канала 10 в канал 1 происходит за счет атмосферного воздуха, поступающего из канала 8, то есть в канале 10 образуется дополнительный поток. Аналогичная картина наблюдается с потоком N_у2 в канале управления 2.

Таким образом, при работе усилителя мощности результирующий поток N_вых в выходном канале 6 складывается из потока N_п, поступающего в канал питания 3, потоков N_у1 и N_у2, поступающих на входы каналов управления 1 и 2, и потоков, возникающих в эжекционных каналах 9 и 10.

При одинаковых значениях мощности входных сигналов на входах каналов управления 1 и 2 (N_у1=N_у2) результирующая струя находится в среднем положении. В результате в выходном канале 6 устанавливается сигнал мощностью N_вых максимально высокого уровня. При увеличении мощности, например, в канале 1 (N_у1>N_у2) результирующая струя отклоняется вправо и мощность N_вых в выходном канале 6 уменьшается пропорционально разнице управляющих сигналов |N_у1-N_у2|. При достаточно большой разнице мощностей в каналах управления, траектория движения результирующей струи искривляется настолько, что она через канал 7 вся сбрасывается в атмосферу. В этом случае в выходном канале 6 формируется сигнал нулевого уровня.

Следует заметить, что сочетание достаточно мощного выходного сигнала N_вых и достаточно большого коэффициента усиления по мощности, определяемого как произведение коэффициентов усиления по расходу и давлению, может быть получено при расположении каналов управления 1 и 2 под углом 25-35° по отношению к каналу питания 3. Увеличение угла до значений больше 35° ведет к значительному уменьшению расхода и, следовательно, мощности выходного сигнала. Уменьшение угла до значений меньше 25° ведет к значительному снижению коэффициента усиления по мощности из-за резкого уменьшения коэффициента усиления по давлению.

Струйный усилитель мощности, содержащий канал питания, два канала управления, два атмосферных канала и выходной канал, отличающийся тем, что каждый из каналов управления снабжен дросселем, за выходом которого выполнен эжекционный канал, соединяющий канал управления с соответствующим атмосферным каналом, а каналы управления расположены под углом 25-35° по отношению к каналу питания.