Электрогидропневмопреобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУ БЛИН 19) 111) 5 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 44ит ехниче скийина льство ССС /14, 1978. ласт едя, и.браеоб 173 У СУДАРСТ 8 ЕННЫЙ. НОМИТЕТ СССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИИ(57) Изобретение относится к машиностроения, в частности к : ствам автоматического управл может быть использовано для п зования управляющего электрическогосигнала в выходной пневматическийили 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. Камераразделена диафрагмой 3 на две полос- ати 10 и 11, которые заполнены диэлектрической жидкостью. В устройстве увеличивается значение мощностивыходного сигнала, что приведет красширению области применения прразователя. 1 ил.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 электропневматичес" ких или электрогидравлических системах управления промьппленных роботов, 10 манипуляторов, машин-автоматов и другого технологического оборудования.Цель изобретения - увеличение мощности выходного сигнала преобразователя. 15На чертеже изображен предлагаемый электрогидропневмопреобразователь.Устройство содержит параллельно установленные подвижный и перемещающийся относительно него элементы. Не подвижный элемент представляет собой токопроводящие пластины 1 и 2, а также диафрагму 3, разделенные между собой диэлектрическими кольцами 4 и 5. Подвижный элемент вьполнен 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 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. 40Пластины 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 сопротивление 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; пластинойи 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 изменениеЗаказ 6271/37 Тираж 652 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 314410 давления и расхода рабочей среды на выходе преобразователя.В устройстве суммарная сила, дей" ствующая на подвижный элемент скла5 дывается из четырех сил, действующих в четырех межэлектроных промежутках:+ Р + Р+ РФ оЕв 8 ЕВ+ + ЕвЕ Е1 ОЗдесь, кроме обозначенных выше величин, имеются Е - 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, 20Отношение электростатических пондеромоторных сил в предлагаемом и известном решениях приводит к выражению;25РФ аЕвЯЕ у + ЕфЕхБЕ кРЕ,Ев 8 ЕвФЕж Е+ еЕг Принимая во внимание, что относи- ЗО тельная проницаемость для ацетона, используемого в устройстве Ев.=20,74, а для воздуха в известном - Ев= 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 ви- детЬ, что электростатическая сила, 4 О действующая на подвижный элемент в 894предлагаемом устройстве более, чем в 2000 раз больше, чем в известном.Использование полярной диэлектрической жидкости в подвижном элементе преобразователя позволяет многократ" но увеличить значение мощности его выходного сигнала.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 изобретенияЭлектрогидропневмопреобразователь, 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, о т л и ч а ю щ и й с я 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.