Гидравлический операционный усилитель

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

i

1 !

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 29.IV.1968 (¹ 1237282/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 10.IX.1969. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 12.11.1970

1 л. 42m4, 5/00

МПК G 06g

УДК 621.375.9-525(088.8) Комитет по делам.изобретений и открытий,при Совете Министров

СССР

Лвтс ры изобретения

В. Я. Бронштейн, В. М. Дворецкий, Г. Г. Молчанов и Э. К. Щепин

Институт автоматики и телемеханики (технической кибернетики) .Заявитель

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЪ

Предложенное устройство предназначено для гидравлических систем управления.

Гидравлические операционные усилители, содержащие дроссельные сумматоры и мембранные усилительные элементы, известны. Однако известные усилители имеют малый коэф. фициент усиления по давлению, низкую точность усиления и содержат большое число мембран.

Предложенный операционный усилитель содержит струйные каскады усиления с внутрикаскадной стабилизацией, что позволяет получить высокое отношение полезного сигнала к уровню шумов, повысить коэффициент усиления и увеличить точность выполнения операций.

На чертеже дана схема мембранно-струйного гидравлического операционного усилителя..

Усилитель состоит из двух основных частей: дроссельно-мембранного сумматора с усилительно-преобразующим элементом типа «сдвоенное сопло — поперечная заслонка» I и усилительной части О и содержит дроссельномембранный сумматор 1; камеру 2 суммарного давления; камеру 8 опорного давления; упругую мембрану 4; поперечную заслонку 5, суммирующие дроссели б; сопло 7 питания усилительно-преобразующего элеи ента; приемное сопло 8 этого элемента; активный струйный усилительный элемент 9 каскада; стабилизирующий струйный усилительный элемент 10 каскада; сопла 11 управления струйного усилительного элемента; сопло 12, расположенное со стороны камеры выходного давления струйного усилительного элемента; разделительную перегородку 18 с отверстием и камеры 14 и 15, окружающие сопла струйного усилительного элемента.

10 Дроссельно-мембранный сумматор 1 состоит из камеры, разделенной упругой мембраной 4 на две части. В каиере 2 суммируются входные сигналы давлений жидкости, подводимые через дроссели б, а камера 8 соединена с ис15 точником постоянного опорного давления Ро, принятого за условный нуль в системе отсчета сигналов. В камере 8 расположены два встречно направленных сопла усилительно-преобразующего элемента, между которыми помещена

20 поперечная заслонка 5, укрепленная на мембране 4. Одно из сопел является соплом питания 7 и соединено с источником питания Р„„,, другое — приемным соплом 8. Выходной канал усилительно-преобразующей части сумматора

25 соединен с соплом 11 элемента 9 первого каскада усиления.

Выходное давление первого активного элемента 9 в этом каскаде является выходным давлением каскада и может служить сигналом

30 управления для последующего каскада усиле251942 ния. При помощи второго элемента 10 осуществляется внутрикаскадная стабилизация давления питания под соплами элементов.

Струйный усилительный элемент состоит из двух сопел 11 и 12, расположенных на одной линии. Между соплами помещена разделительная перегородка 18 с отверстием, выполненным концентрично относительно отверстий сопел. Перегородка 18 делит пространство, окружающее сопла, на две камеры 14 и 15. Каждая из камер в зависимости от принятой схемы работы элемента может быть камерой взаимодействия потоков жидкости, соединенной со сливом, или камерой выходного давления.

Эквивалентное гидравлическое сопротивление сопла струйного усилительыого элемента на схеме обозначено R,.

Через сопротивления R> и 14 давление питания подается под сопла усилительных элементов.

Сопротивление R соединяет камеру выходного давления элемента 10 со сливом. Выход первого каскада усиления подается на вход второго каскада. Второй и последующие каскады устройства повторяют собой первый каскад усиления, а число каскадов усилителя определяется необходимым коэффициентом усиления, Выход последнего каскада усиления является выходом струйного усилителя и соединяется с одним из входных дросселей б сумматора 1 линией отрицательной обратной связи lб.

Предложенный усилитель работает следующим образом.

Входное давление Р, подводится к одному из суммирующих дросселей б сумматора 1.

Усилие суммарного давления ZP, в камере2, действующее на мембрану 4, сравнивается с усилием, развиваемым опорным давлением, подведенным в камеру 8 с другой стороны мембраны от дополнительного источника опорного давления. Перепад давлений, действующих на мембрану, вызывает ее прогиб. 3аслонка 5 изменяет свое положение относительно сопел 7 и 8. Поток жидкости, вытекающей из сопел 7, попадает в приемное сопло 8, где энергия скоростного напора преобразуется в статическое давление. При .перемещении заслонка 5 перекрывает струи двух пар каналов и управляет давлением в соплах 8. Выходное давление усилительно-преобразующей части сумматора подается на вход первого каскада усиления устройства.

Построение первого каскада усиления на двух струйных усилительных элементах со встречным взаимодействием потоков вызвано наличием в струйном усилительном элементе внутренней отрицательной обратной связи, При изменении входного сигнала, подаваемого

15 на элемент, изменяется значение выходного давления, вызывающего пропорциональное изменение перепада давлений в канале, расположенном со стороны выходной камеры, и, следовательно, изменение величины расхода

20 жидкости через канал. Для компенсации внутренней обратной связи активного элемента и стабилизации давления питания под соплом 12 используется дополнительный струйный усилительный элемент. Канал управления второго

25 элемента каскада через сопротивления R> соединяется с источником давления питания, что позволяет выбрать определенную величину расхода управления. Через сопротивления камера выходного давления стабилизирующе30 го элемента соединяется со сливом. Величина сопротивления R2 определяет эффективность внутренней обратной связи стабилизирующего элемента.

35 Предмет изобретения

Гидравлический операционный усилитель, содержащий дроссельно-мембранный сумматор с усилительно-преобразующим элементом

40 ипа «сдвоенное сопло †поперечн заслонка»

v ..последовательно соединенные струйные каскады, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности и коэффициента усиления по давлению, каждый струйный каскад содержит

45 струйный внутрикаскадный стабилизатор давления.

251942

Г

I !

I ! !

1 у !

Составитель В. С. Шевченко

Редактор Л. А. Утехина Техред 3, Н. Тараненко Корректор В. И. Жолудева

Заказ 23/7 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2