Способ управления электрогазогидродинамическими элементами автоматики и устройство для его осуществления

(19) (11) 021 51)4 Г.15 С 1 О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИС ЗОБРЕТЕНИЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО Ф 48 илиал расног нститу аратовского Знамени ный В.С.азодинамиНагор трог томат ки. 58(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕН МАТИКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ Е ЛЕНИЯ(57) Изобретение относитс тическому управлению и пр но для использования в ус пневмогидроавтоматики. Сп равления включает операци плотности объемного заряд КТРОГАЗОАМИ АВТОО ОСУЩЕСТВк автома дназначе- ройствах соб уп- изменени прото(71) Балаковский фордена Трудового Кполитехнического и(56) Денисов А,А. иЭлектрогидро- и элеческие устройства аМашиностроение, 197 ной части от сосредоточенных источников, расположенных с максимальнымрасстоянием между соседними источниками, при котором объемная плотностьзаряда от соседних источников уменьшается до величины большей, чем минимально необходимая для изменениярежима течения. Устройство содержитустановленные в проточной части электроды, к которым подключены блокиизмерения плотности зарядов, а также блоки определения функции спадания заряда, блок определения изменения выходного параметра, блок памятии блок сближения источников. Размещение электродов на оптимальном удалении друг от друга и использованиеаппаратуры для определения этогооптимального удаления приводят к увеличению выходной мощности электрогидрогазодинамических элементов и повышению КПД их работы. 2 с.п.ф-лы,2 ил28,)21 эобретецце ггцосится к ацтомаги ческому управлецию и предназначено дцц использования в элементах гидрав.Нических цепей.Цель изобретения - увеличеие вы - ходцой мощности электрогазогидродицамическпх элементов автоматики и увеличение КПД устройства.Способ заключается в том, что управляющее напряжение подают на любую 10 пару электродов, размещенных в проточной части элемента автоматики. Предпочтительнее подавать вначале напряжение на ту пару электродов, которая располагается в зоне максимального влияния заряда на режим течения. Эта зона определяется или исходя из теоретических соображений, или простым перебором эффективности включений всех пар электродов на 20 осНове экспериментов, Электроды являются генераторами - источниками униполярцого объемного заряда в жидкости. Эта операция является основой получения пондеромоторных движу щих электрических сил в рабочей среде. Согласно предлагаемому способу сосредоточенные источники могут быть распределены по всему обьему проточной части произвольным образом, При 30 подаче напряжения ца любую пару электродов (сосредоточенный источник заряда) последние создают униполярный объемный заряд. Эта операция аналогична операции согласно известному способу, Разница заключается в том, что согласно известному способу напряжение подается на единственно имеющиеся электроды, а согласно предлагаемому способу - на любые 40 из множества имеющихся в проточной части, пространственно-распределенные по всему объему,Затемизмецяют плотность объемного электрического заряда пространственно-распределенным 45 образом от сосредоточенных источников, расположенных в зависимости от режима течения в проточной части в местах с таким максимальным расстоянием между соседними источниками, при котором объемная плотность заряда от соседних источников уменьшается до величины большей, чем минимально необходимая для изменения режима течения в данном месте, Для этого измеряют плотность объемного заряда в местах установки электродов, на которые еще не подано управляющее напряжение; определяют электроды, у которых измереннаяплотность заряда составляет, например, 3-57 от плотности заряла источника соседнего от того, ца которыйподано управляющее напряжение, подают управляющее напряжение на электроды, расположенные на минимальномрасстоянии от того, ца который напряжение было подано ранее и на которых плотность заряда составляет3-5% от плотности заряда источникасоседнего от того, на который подано управляющее напряжение, фиксируют изменение выходного параметра(расхода, давления), сближают электроды, на которые подают управляющее напряжение до того момента,когда рост выходного параметра прекращается; заполняют все пространство проточной части электродами с управляющим напряжением при соблюдении роста выходного параметра. Врезультате такого способа пространственного распределения источниковзаряда получается максимальная выходная мощность, При искусственномсближении источников заряда на расстояния меньшие, чем зона спаданияплотности объемного заряда, эффектувеличения выходной мощности спадает, Указанная процедура определенияи назначения места нахождения сосредоточенных источников характернатолько для переходного момента, дотех пор, пока объемный заряд не заполнит не с совсем полным спаданиемвесь объем проточной части элементаавтоматики. В стационарном установившемся режиме при заданном теченииработают несколько сосредоточенныхпространственно-распределенных источников и определяют выходную мощность элемента автоматики, Результат здесь зависит от первоначальновыбранного источника, на которое управляющее напряжение подано в первуюочередь. Однако даже несколько произвольных включений могут определитьнаиболее эффективное место установки первого источникаЭтот участоки является объектом первоначальноговключения управляющего напряжения,На фиг.схематически изображено устройство, реализующее способ управления электрогазодинамическими элементами автоматики, на фиг. 2 - кривая зависимости плотности заряда от удаления.Устройство состоит из проточной части (трубопровода в простейшем случае), в которой пространственно распределены и сосредоточенных источников объемного заряда (п электро дов типа игла - плотность) 1,1 1. Имеется п источников высокого напряжения 2, 2 , , 2 , подключенных к электродам 1, 1 . 1 соответственно, Высоковольтные источни ки управляются блоком 3 управления высоковольтными источниками. Каждый высоковольтный электрод соединен с выходом высоковольтного источника и входом блока 4 измерения плотности заря да. В качестве его может быть использован обычный кулонометр или электростатический киловольтметр. Каждый из источников 22 цсоединен с блоком 5 определения Функции спа дания. Выходы 4 также соединены с , блоком 5, который представляет собой вычислительное устройство на п аналоговых входов и и ключевых входов и вычисляет разность плотностей зарядов соседних электродов (фактически разность сигналов соседних аналоговых входов), а также вырабатывает сигнал на блок 3 для включения источника с минимальным номером из сосед них, где определенная плотность заряда не превышает 3-57 от максимальной (максиальная плотность находится в месте установки первого соседнего от электрода, на который уже подано 35напряжение). Блок 3 управляется отблока 5 и блока 6 сближения источников через дополнительный блок 7 управления, который является ключом на два входа с запретом по одному 40 из них. Если есть сигнал включения блока 5 на первом входе, второй вход блока 7 блокируется. Блок 8 определения изменения выходного параметра представляет собой или мано метр, или расходомер с аналоговым электрическим выходом, фиксируемьм блоком 9 памяти, Блок 8 включается на выходе элемента автоматики. Блок 9 соединен и запускает блок 6, если величина предыдущей записи выходного параметра меньше последующей,Устройство работает следующим образом.Блок 3 включает первый источник, который наиболее эффективно воздействует на рабочую среду в проточной части элемента. Этот источник может быть легко определен или простым перебором включений, или теоретически. Пусть это - источник 2, подающий напряжение на электроды 1, . Все блоки 4 начинают определять плотность заряда у электродов 1 - 1 соответственно. Блоки 4 выполняются в виде обычных электрометров. Блок 5 сопоставляет величины заряда, полученного с каждого блока 4, и вычисляет разность заряда с соседних электродов 1; и 1 , Определяется пара электродов, наиболее близко расположенная к 1, у которой разница в плотности заряда составляет 2-5 Е по отношению к друг другу. Поскольку плотность спадания заряда от 1, по течению имеет тенденцию резкого спада, то отличие соседних плотностей заряда на 2-5 Е друг от друга означает, что функция спадания заряда вышла на пологий длительный спадающий участок (фиг, 2). Пусть такой парой электродов оказались 1 и 1 В таком случае блок 5 формирует сигнал через блок 7 на блок 3 и включает источник 2. На 1 з подается напряжение, и в окрестности 1 з возникает объемный заряд, спадающий опять по длине канала (пунктирная кривая на фиг, 2). При этом блок 8 фиксирует изменение выходного параметра (расхода или давления) и записывает его в блок 9 (предыдущее значение выходного параметра тоже записано в БП), При этом выходной параметр возрастает, так как 1 и 1 работают практически как незави 5симые источники заряда и выходной параметр является суммой двух воздействий. Блок 6 начинает сближение источников заряда: через блок 7 блок 3 включает источник 2 , отключая при этом 2 з. Если при этом выходной параметр опять вырастает (что фиксируется блоком 8), то блок 6 переключает еще более близко расположенный к 1, источник заряда или оставляет 1, если более близкого к 1, нет. Такое сближение осуществляется до того момента, пока выходной параметр не начинает уменьшаться. Очень близкое расположение электродов - источников заряда 1 между собой уменьшает выходной параметр. Это происходит из-за взаимовлияниязаряда от предыдущего по течению электрода на физику образования заряда на нижеследующем по течению электроде, Слишком большое отдале12802 ние источников заряда друг от другатоже не эффективно, так как выходной параметр падает из-за наличиябольшой мертвой зоны , т,е. зоныпроточной части, не охваченной объемным зарядом. По указанному алгоритмупосле включения второго источниказаряда включаются последующие черезблоки 4 и 6 и заполняется пространственно-распределенным образом вся 10проточная часть элемента. Таким образом, способ управления заключается втом,что на спадающем участке плотностизаряда предыдущего элемента 1; выбирается точка М (фиг. 2), минимальноудаленная от источника заряда 1удаление бт которой по каналу 1 влюбую сторону уменьшает выходной па,раметр. Плотность зарядац в этойточке больше, чем минимально необходимая для изменения режима теченияв данном месте (факт определения минимально необходимого заряда, способного изменить режим течения в данном месте, констатируется блоком 8по этапу сближения источников заряда),Точность определения точки М определяет и эффективность элемента. Однако формула изобретения включает всебя любую точность определения точки 30И. Если имеется один класс точностивсех блоков (фиг. 1), то с этойточностью определяют и точку М. Повышение класса точности приборов ведетк более точному определению точки М,однако неизменным остается одно."располагать соседние источники заряда надо на максимальном расстоянии,при котором объемная плотность заряда соседних источников уменьшается 40до величины большей , чем минимально необходимая для изменения режима течения в данном месте. 1 З 6Формула изобретения1. Способ управления электрогазогидродинамическими элементами автоматики путем изменения плотностиобъемного заряда в проточной части отсосредоточенных источников, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюувеличения выходной мощности электрогазогидродинамических элементов автоматики, изменение плотности объемного электрического заряда осуществляют пространственно-распределеннымобразом от сосредоточенных источников, расположенных в зависимостиот режима течения в проточной частив местах с таким максимальным расстоянием между соседними источниками, при котором объемная плотностьзаряда от соседних источников уменьшается до величины, большей, чемминимально необходимая для изменения режима течения в данном месте.2, Устройство для управленияэлектрогазогидродинамическими элементами автоматики, содержащее установленные в проточной части электроды, подключенные к соответствующим источникам высоковольтного напряжения, связанным с выходами блока управления, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличенияКПД устройства, оно содержит подключенные к электродам блоки измеренияплотности зарядов, связанный с ихвыходами и выходами источников высоковольтного напряжения блок определения функции спадания заряда, включенные последовательно блок определения изменения выходного параметра,блок памяти, блок сближения источников и дополнительный блок управления,второй вход которого связан с выходом блока определения функции спадания заряда, а выход - с входом блокауправления,1-8023 ф Составитель Б, Шевчена Техред В.Кадар ктор С, Л 1 уск оррект 61 Заказ 7040/3 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и от113035, Москва, Ж, Раушская дприятие, г. Ужгород, ул, Проектн роиз венно-полиграфическ Подписноитета СССРрытийнаб д, 4/5