Электрогидравлический аналоговый преобразователь

/ АНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ п и. 1 в. НАо ка анавыь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ,ЯО 11704 усе которого установлен золотниквыполнены три кольцевые полости,две нз которых соединены с каналомслива, и две торцовые полости, а плунжер, выполненный с кольцевойпроточкой н с соединенным с нейосевым торцовым отверстием, установлен на двух упругих мембранах,причем полость между первой упругой мембраной и корпусом соединенас каналом выхода и с третьей кольцевой полостью уравнителя усилий,полость между первой упругой мембраной и перегородкой корпуса сообщенас каналом питания и первой торцовойполостью уравнителя усилий, а по"лость между перегородкой корпусаи второй упругой мембраной соеди"нена с каналом слива и второй торцовой полостью уравнителя усилий.11704 1Изобретение относится к группе аналоговых электрогидравлических приборов, управляющих выходным давлением и расхоцом жидкости и применяемых в электрогидроавтоматике об щего назначения.Целью изобретения является уменьшение энергопотребления электрогидравлического аналогового преобразователя. 1 ОНа чертеже приведена схема предлагаемого преобразователя.Преобразователь содержит корпусс перегородкой 2, электромагнит 3, с обмоткой 4, подключенной к вход ному управляющему каналу 5, плунжер 6, соединенный с якорем электромагнита 7, каналы питания 8, выхода 9 и слива 1 О, уравнитель 1 Г, в корпусе которого установлен золотник 12 2 О и выполнены три кольцевые полости 13, 14 и 15 и две торцовые полости 16 и 17, Плупжер 6, выполненный с кольцевой проточкой 18 и с соединенным . с ней осевым торцовым отверстием 19, 25 установлен на двух упругих мембранах 20 и 21. Кольцевые полости 13 и 14 уравнителя 11 соединены с каналом 10 слива, Полость 22 междумембраной 20 и корпусом 1 - выходная, соединена с каналом 9 выхода и . кольцевой полостью 15 уравнителя 11 усилий, полость 23 между мембраной 20 и перегородкой 2 - напорная, сообщена с каналом 8 питания и торцовой полостью 16 уравнителя 11, а полость35 24 между перегородкой 2 и мембраной 21 - сливная, сообщается с каналом 10 слива через полости 17 и 13 уравнителя 11 усилий. Кольцевая прото ка 18 плунжера 6 делается немного шире перегородки 2, плунжер 6 устанавливается через отверстие перегородки и закрепляется на упругих мембранах 20 и 21 так, чтобы с обеих сторон перегородки образовались щели 25 и 26, причем в исходном положении при сборке щель 25 регулируется равной нулю, В уравнителе 11 золотник 12 имеет свободное расположение, с левой стороны между торцом золотника и торцовой полостью 17 образуется щель 27. Размеры стержня и среднего пояска золотника 12 выполняются такими, 55 чтобы площади его торцовых поверх- . ностей, сопряженные с полостями 15, 16 и 17 уравнителя усилий,41 2были пропорциональными площадям мембран 20 и 21, желательно уменьшенными в 4-8 и более раз, но все водинаковом соотношении, а именно:торцовая площадь в кольцевой полости 15 пропорциональна площади перпендикулярного оси сечения выходнойполости (суммарной торцовой площадимембраны 20 и плунжера 6), торцоваяплощадь полости 16 пропорциональнаплощади перпендикулярного оси сечения напорной полости 23 (проекцииторцовой поверхности мембраны 20),торцовая площадь полости 17 пропорциональна площади перпендикулярного;оси сечения сливной полости 24 (проекции торцовой поверхности мембраны21),Соединение полостей 15, 16 и 17уравнителя 11 с полостями выходной22, напорной 23 и сливной 24, сопряженными с подвижным узлом плунжермембрана, созцает подвижную самоустановку золотника 2 с изменениемщели 27, поддерживающей при работе,преобразователя с переменными давлениями необходимое давление подпора всливной полости 24, при котором суммарное осевое усилие на подвижныйузел в левом направлении в полостяхвыходной 22 и сливной 24 уравниваетсяс осевым усилием в правом направлении,действующем в напорной полости 23.Благодаря этому подвижный узел плунжер - мембрана остается разгруженнымот осевых гидравлических сил, действующих на мембраны и торец плунжера 6. Кроме того, при расположенииплунжера 6 относительно перегородки 2 со щелями 25 и 26 отсутствуетконтактное трение подвижного узла,Соответственно управляющие усилия,необходимые для перемещенияподвижнога узла, будут линейныл 1 и, зависящими только от упругости мембран. В начале работы преобразователя при отсутствии сигнала управления и при подаче давления питания в напорную полость 23 мембрана 20 отжимается вправо, появляется малая ,щель 25, а в уравнителе 11 под действием давления в торцовой полости 16 плунжер 12 сдвигается влево, уменьшая щель 27 до минимальной. В выходной 23 и сливной 21 полостях устанавливается давление, Щели 25 и 27 не могут быть значительными, так,как в случае увеличения щели 25,3 ИИ 70возрастает цавление в выходной полости 22, действующее на большуюторцовую площадь, чем давление питания в полости 23, и мембрана 20отжимается влево, уменьшая щель 25.Таким образом, при отсутствии управления и расхода жидкости давление ввыходной полости 22 устанавливаетсяна определенной величине, близкой к0,5 от давления питания (от 0,47 до иО0,498 - в зависимости от соотношениядиаметров мембран и плунжера),Если при отсутствии сигнала управления начнется расход жидкости, тоупадет давление в выходной полости и 5и нарушится равновесие подвижногоузла, плунжер 6 сместится вправо,увеличивая щель 25 и уменьшая щель26 - происходит неуправляемый расходжидкости, зависящий от образовавшегося выходного давления, меньшего 0,5от давления питания.Величина выходного давления, равная 0,5 от давления питания, является нижним пределом управляемого давления данного электрогидравлическогопреобразователя,При подаче по входному управляющемуканалу 5 в обмотку 4 аналоговогоэлектрического сигнала смещаетсявправо якорь 7 электромагнита 3 ссопряженным плунжером 6, вместе скоторым отжимаются упругие мембраны20 и 2 И пропорционально усилиямэлектромагнита, при этом щель 25 увеличивается, а щель 26 уменьшается.35увеличивается давление в выходнойполости 22. При увеличении выходногодавления, которое передается такжеи в кольцевую полость И 5 уравнителя 40ИИ усилий, золотник И 2 смещается .впра-во, увеличивая щель 27, уменьшаетсяподпор давления в сливной полости24 и в торцовой полости И 7 уравнителя ИИ в такоймере, чтобы суммарноеосевое усилие в выходной 22 и сливной24 полостях оставалось равным осевому усилию в напорной полости 23, Сповышением напряжения электрического управляющего сигнала возрастаютусилие электромагнита 3, ширина щели 5 О25 и давление в выходной полости 22,уменьшается щель 26 и увеличиваетсящель 27, давление подпора в сливнойполости 24 уменьшается. При полномоткрытии лели 25 щель 26 уменьшаетсядо нуля, подпор давления в сливной 44 Иполости 24 прекращается, а выходноедавление становится максимальцьи,равным 0,9-0,97 от давления питания(соответственно отношению площадиперпендикулярного оси сечения напорной полости 23 к подобной же площадивыходной .полости 22. Это верхнийпредел управляемого давления преобразователя. Таким образом, управляемый диапазон давления, возможный вданном преобразователе, может располагаться от 507 давления питанияпри малом сигнале до 90-9 П давленияпитания при максимальном сигналеуправления,Благодаря наличию уравнителя усилий разгруженный от гидравлическихсил электрогидравлическцй преобразователь может иметь большую пропускнуюспособность, чем известные гидравлически управляемые дроссели, например, может иметь обычную пропускнуюспособность золотников диаметромдо И 5-20 мм и более. По 1 тому оцможет применяться в одцоступенчатыхуправляющих системах для непосредственного управления потоками жидкости в одном направлении пропорционально входному электрическому сигналу, например для управления подачей жидкого топлива н химическихкомпонентов в котлах, нагревательных печах, в химических установкахи т.п. 11 ри этом необходимо учитывать,что при давлении нагрузки менее 503от питающего давления преобразователь це имеет управления, жидкостьвыдается с насыщением по расходу, чтоограничивает использование преобразователя, однако может быть и полезнымФнапример, в случаях, когда с помощьюгидропривода сначала выполняетсяподвод рабочего органа к рабочемуместу с полной скоростью при маломдавлении, затем при повышении давления включается управление скоростью,а также в случаях заполнения резервуаров с насыщением по расходу жидкости с последующим переходом к управлению подачей жидкости.Предлагаемый преобразователь имеетхорошее быстродействие при динамичных процессах и может применятьсяв качестве первой ступени в двухступенчатых системах управления крупнымиобъектами, например для управлениябольшими клапанами и задвижками.