Пневмогидравлическое дифференциальное вычислительное устройство

Союз СоветскинСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 752357(5. л б 06 6 5/00 Гоеударстеенный комитет по ленам изобретений и открытий(54) ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОЕ ДИффЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОИзобретение относится к области приборостроения и предназначено для использования в пневмогидравлической автоматике, например авиационных гаэотурбинах двигателей для вычисления величины вы 5 ходного сигнала в виде хода, пропорционального производной входного сигнала давления, что позволит применять устройство в системах автоматического регулирования ГТД, в качестве дифференциаль- тп ных корректирующих звеньев или звеньев некоторых автоматов разгона, программы которых инвариантны к внешним условиям.Известны пневматические дифференцирующие устройства, предназначенные для использования в промышленной пневмоавтоматике 11,Однако принцип этих устройств не позволяет создать работоспособные гидравлические аналоги (они получаются автоколе- щ бательными), кроме того эти устройства существенно инерционны и выдают выходной сигнал в виде давления, что наряду со специфической конструкцией не позволяет использовать их в САР авиационного назначения.Наиболее близким к предлагаемому является пневмогидравлическое устройство прямого предварения сигнала давления, содержащие пневмогидравлический усилитель с симметричными дросселями, емкостное звено, выходной рычаг с противоположна размещенными на рабочем конце заслон. кой переменного дросселя усилителя и преобразователем входного сигнала в виде пневмогидравлического редуктора с симметричным дросселем на входе и поплавковымна выходе, конический поплавок которого соединен вершиной с рычагом 21. Такие устройства не обладают перечисленными недостатками устройств, построенных из пневмоусилителей системы УСЭППА, но вычисляют не дифференциальный выходной сигнал, а дифференциально-пропорциональный выходной сигнал, что отвечает практическому назначению, отличающемусяот назначения дифференцируюшего устройства.Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей, т.е, обеспечениевычисление величины выходного сигнала ввиде хода, пропорционального производнойвходного сигнала давления, и расширениятем самым области применения устройства.Поставленная цель достигается тем,что отношения рабочих площадей входного 10и выходного дросселей пневмогидравлического усилителя и преобразователя входного сигнала выбраны равными, причем питающие входы пневмогидравлического усилителя и преобразователя входного сигнала соединены одним и тем же источникомвходного давления,На чертеже представлена схема устройства.Устройство содержит пневмогидравлический усилитель 1, на питающем входекоторого установлен постоянный входнойсимметричный дроссель 2, на выходе -переменный выходной симметричный дроссель 3, и емкостное звено 4, подключенное к проточной камере 5 усилителя. Заслонка 6 переменного дросселя 3 и преобразователь 7 входного сигнала размещены противоположно друг другу на выходном рычаге 8, установленном на опоре 9 З 0в полости слива 10, Преобразователь 7входного сигнала представляет собой пневмогидравлический редуктор, на питающемвходе которого установлен входной постоянный симметричный дроссель 11, на выходе - выходной постоянный поплавковыйдроссель 12, содержащий втулку 13 иразмещенный аксиально внутри нее конический поплавок 14, соединенный вершиной с выходным рычагом 8 так, что ось 40поплавка 14 совпадает с осью заслонки,а эффективная плошадь его основания равна аффективной плошади заслонки. Питающие каналы 15 и 16, подведенные к входным дросселям усилителя и редуктора, сое динены с источником входного давления РПри этом отношения рабочих площадей входных и выходных дросселей усилителя 1 иредуктора 7 равны. Причем5,/б 5 /5Устройство работает следующим обраЭомеК питающим входам усилителя 1 и ре55 дуктора 7 подведено рабочее тело под пе-. ременным давлением Р, производную которого требуется вычислить в виде хода ры. чага 8, Давление Р редуцируется в редук. 74торе 7 до значения Р, причем зависимость между давлением Р и входным давлением Р определяется иэ баланса расхода через дроссели редуктора, который выражается следунхпим образомгде б и э - рабочие плошади постоянных отверстийдросселей 11, 12; ррР и р 1 Рк ) - некоторые функннн давлений Р и Р 9,входящие в математические выражения массовых расходов через дроссели 11 и 12 и зависящие по виду от агрегатного состояния рабочего тела и режима истечения, При этом уравнение (1) справедливо для ряда частных случаев, преобладающих на практике, а именно: а) для случая введения гидравлического рабочего тела, когда Р выработано избыточным над давлением уровня Р,кр-сооМ б) дл.ч случая введения пневматического рабочего тела при надкритических режимах истечения на дросселях или при подкритических, но при Рр -сопМ .Работа усилителя 1 отличается от работы редуктора 7, Поступающее в него через дроссель 2 рабочее тело при изменении внутреннего давления Р расходуется как через выходной дроссель 3, так и на изменение массы емкостного звена 4.Так как заслонка 6 и противоположный ей поплавок 14 представляет собой единый элемент сравнения сигнала давления Р и Р,1, который перемещается по рассогласованию (разности) давлений Р и Р настлько малому по значению (оно представляет собой в основном силу инерции рычага с укрепленным на нем элементом), что практически представить следую- справедливым равенствоф 4(2) Перемещение заслонки 6, изменяя проходное сечение дросселя 3, регулирует баланс расхода через усилитель 1, который можно математически представить следующим уравнением:где б - рабочая площадь (дросселирую 3щего отверстия) постоянногодросселя 2;Ь, , - рабочая плошадь переменногодросселя 3;Ч) - масса рабочего тела в объемеемкостного звена.752357 дписное Тираж 751 ЦНИИПИ Заказ 4 Ужгород ул. Пр филиал ППП "Патент яе пневмогидравлический усилитель с симметричными дросселями на входе и выходе,емкостной элемент, соединенный,.е проточной камерой пневмогидравлического усилителя, выходной рычаг с размещенными на 5его рабочем конце:заслонкой переменногодросселя и противоположно ей преобразователем входного сигнала, включающим проточную камеру с симметричным входнымдросселем и выходным поплавковым дросселем, содержащим конический поплавок,размещенный во втулке, прикрепленныйвершиной к выходному рычагу соосно с заслонкой переменного дросселя и имеющийравную с ней аффективную площадь, о т в . 15л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения функциональных возможностей устройства, отношения рабочих плошадей входного и выходного дросселей пневмогидравлического усилителя и преобразователя входного сигнала выбраны равными, причем питакщие входы пневмогидравлического усилителя и преобразователя входного сигнала соединены с источником входного давления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Беренде Т. К, и др, Элементы иИсхемы пневмоавтоматики. М., Машиностроение", с. 52, 1968,2. Авторское свидетельство СССР позаявке %2553422/24, кл, О 06 С 5/00,13. 12.77 (прототип).