Устройство для регулирования расхода жидкости

(51) ПЬСТВУ ратовског асов во СССР1985СССР1975,ОВАНИЯ идетельс 5 С 1/О В 78348(57) Изотическому к автома назначен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИ.88. Бюл. Р 43овский Филиал Сеского институтВиштак, В.В. Влисов25(088.8)ское св ое свидетельств кл. Г 15 С 1/04 ИСТВО ДЛЯ РЕГУЛИР ЖЩКОСТИетение относитс управлению и пр для использования в элементах гидралических цепей, Цель изобретенияувеличение выходной гидравлической мощности н точности регулированиярасхода, Устройство имеет корпус свходным 1 и выходным 9 каналами,рабочие электроды 2-4, элемент 5трибоэлектризации, проточную часть6, контактный винт, источник 8 управляющего напряжения. Проточнаячасть 6 образована диэлектрическимибоковыми стенками корпуса и рабочимиэлектродами 2-4, устройство такжесодержит источник 12 поляризационного напряжения, усилитель 3 и резистор 14 обратной связи, 5 ил.Изобретение относится к автоматическому управлению и предназначенодля использования в элементах гидравлических цепей,5Цель изобретения - увеличение выходной гидравлической мощности и точности регулирования расхода,На фиг, 1 приведена структурнаясхема устройства на фиг, 2 - разрезА-А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез Б-Бна фиг. 1; на фиг. 4 - график зависимости тока при изменении расхода; нафиг. 5 - экспериментальная статическая характеристика устройства, 15Устройство содержит входной канал 1, первый рабочий электрод 2,электрически изолированный от неговторой рабочий электрод 3, третий рабочий электрод 4, выполненный в виде 2 Ометаллического параллелепипеда, элемент 5 трибоэлектризации жидкости,проточную часть 6, контактный винт 7и источник Я управляющего напряже-ния. Выходной канал 9 предназначен 25для отвода рабочего потока жидкостив нагрузку или сливную магистраль.Проточная часть 6 образована диэлектрическими боковыми стенками 10 и 11корпуса и рабочими электродами 2 и 3,30из которых первый рабочий 2 и электрически изолированный от него второйрабочий электрод 3 являются крышкойи основанием корпуса, и внутреннимтретьим рабочим электродом 4 с укрепленным на нем элементом .5 трибоэлектризации. Первый рабочий электрод2 соединен с одним из выходов источника 12 поляризационного напряже-ния. Второй выход источника 12 соеди Онен с входом усилителя 13 и заземленчерез резистор 14 обратной связи.Второй рабочий электрод 3 заземлен,Третий внутренний электрод 4 соединен с выходом сумматора 15, один извходов которого соединен с выходомусилителя 13, а второй вход соединенс высоковольтным выводом источника 8управляющего напряжения, другой вы.вод которого заземлен, 5 ОУстройство работает следующим образом.Рабочий поток жидкости подаетсяв устройство по входному каналу 1,далее поток попадает в проточнуючасть б. Проточная часть 6 образована диэлектрическими боковыми стенками 1 О и 11 корпуса и рабочими электродами 2-4, При подаче поляризационного напряжения на электроды 2 и 3 создается электростатическое поле. В результате возникновения электростатического поля диэлектрическая жидкбсть в проточной части поляризуется, так как рабочие жидкости, используемые в устройствах гидроавтоматики (например, масло "индустриальное" трансформаторное масло дизельное топливо), являются практически неполярными диэлектриками и под действием внешнего электрического поля в них наблюдается электронная поляризация. Таким образом, под действием сил внешнего электрического поля в диэлектрической жидкости наблюдается упорядочивание в пространстве электрически заряженных частиц, вызывающих образование некоторого электрического момента, как у каждой отдельной частицы, так и у всего объема диэлектрика. Эти связанные заряды создают в диэлектрике электрическое поле, которое направлено противоположно внешнему полю, т,е. за счет поля свя,занных зарядов поляризованной жидкости противоположной направленности происходит ослабление внешнего поля, Это ослаблениеполя выражается в том, что источник 12 должен отдавать в цепь электродов 2 и 3 дополнительную энергию, причем величина этого тока зависит от величины расхода жидкости в проточной части. Чем больше расход жидкости, тем больше увеличивается поле связанных зарядов, тем больше требуется энергии от источника 12 на компенсацию поля связанных зарядов, тем больше поляризационный ток, протекающий в межэлектродном промежутке между электродами 2 и 3Как показали многочисленные эксперименты, при нулевом расходе рабочей жидкости ток, протекающий между электродами 2 и 3, имеет некоторое значение, равное току проводимости диэлектрической жидкости (который обусловливается очень незначительным количеством примесей, а не основным веществом диэлектрика). При увеличении расхода рабочей жидкости наблюдается значительное уменьшение результирующего тока между электродами 2 и 3, который определяется током проводймости и током противоположной направленности, индуцируемым поляризованнымя связанными зарядами. Зави 1439540симость тока (фиг. 4) дана при изменении расхода рабочей жидкости от О до 40010 и /с при Б = 20 кВ.Результирующий ток протекает через резистор 14 обратной связи, создает на нем падение напряжение Ю пропорционально этому току, далее поток рабочей жидкости протекает между электродами 3 и 4При протекании рабочей жидкости между электродами 3 и 4 даже при отсутствии внешнего управляющего напряжения происходит процссс электризации жидкости, так как нейтральная диэлектрическая жидкость приобретает потенциал одного знака за счет вырывания заряда жидкости из нити и становится заряженной, Таким образом, при протекании рабочей жидкости в проточной части за счет трибоэлектризатора образуется объемный униполярный заряд. При приложении управляющего напряжения между электродами 4 и 3 возникает электрическое поле, причем образованные за счет электрокинетических сил ионы отталкиваются от электрода 4 и притя" гиваются к электроду 3, так как знак потенциала электрода 4 выбирается такой же, как и знак заряда, образующегося при трибоэлектризации в жидкости, т,е. создается условие для направленного движения ионов жидкости от трибоэлектризатора к электроду 3, Этот направленный поток ионов совершает при своем движении работу, увлекая за собой нейтральные молекулы рабочей жидкости, Результатом этого является возникновение поперечного потока рабочей жидкости в проточной части 6 от электрода 4 к электроду 3, который, взаимодействуя с основным продольным потоком, изменяет характер течения, следовательно, увеличивается гидравлическое сопротивление, а значит, выходная управляющая мощность в нагрузке, Плоскопараллельная система электродов позволяет повышать величину управляющего напряжения до допробойных значений для увеличения выходной управляющей гидравлической мощности.Экспериментальная статическая характеристика (фиг. 5) устройства получена гри следукяцих условиях: масло "индустриальное", ширина проточной части 5 мм, высота проточной части 2,5 мм (между электродами 3 и 4, фиг, 3), трибоэлектризующий материалвинол модульный ИВМ, Величина управляемой гидравлической мощности в нагрузке определяетсяна он )Уфгде Ь Р - перепад давления на гидравлической нагрузке при10 отсутствии управляющегонапряжения, 3 = 0;ЬР - перепад давпейия на гидравлической нагрузке приОО15 О - расход через проточнуюочасть при 0 = О;- расход через проточнуючасть при Б Ф О.Таким образом, при изменении на 20 пряжения Б можно изменять напряженэность электрического поля между электродами 3 и 4 и, в конечном итоге,изменять гидравлическое сопротивлениемежэлектродного промежутка и регули 25 ровать мощность потока в проточнойчасти,Стабилизация рабочего потока жидкости в проточной части 6, т.е. увеличение точности регулирования рас 30 хода диэлектрической жидкости осуществляется следующим образом.опустим что Оу = Уу = сопя 1 изадает режим в проточной части, соответствующий расходу Я, В такомЗ 5 состоянии проходное сечение проточнойчасти между электродами 3 и 4, определяемое деформацией нитей трибоэлектризатора, составляет Б . При изменении расхода, например, прп уменьше 40 нии расхода рабочей жидкости по любой причине (например, при изменениидавления за счет изменения температуры), уменьшается поляризационныйток, протекающий через электроды 245 и 3, а следовательно, увеличиваетсярезультирующий ток через резистор 14обратной связи.Это увеличение напряжения 11, послеусиления усилителя 13 на отрицатель 50 ном входе сумматора 15 дает большуювеличину напряжения, поэтому напряжение У 10 - Б уменьшается приЦБсопят. При этом нити три 8 Рбоэлектризатора деформируются меньбб ше в силу описанного механизма действия электростатических сил, и про"ходное сечение в проточной части между электродами 3 и 4 становится Бпричем Я, ) Я,. В результате такогоуменьшения гидравлического сопротивления проточной части расход увеличивается и устанавливается на прежнем уровне, который определяется 11. Таким образом, напряжение Б является задающим для устройства и расхода жидкости проточной части, который подлежит стабилизации и регулированию и определяется величиной этого напряжения,Формула изобретенияУстройство для регулирования расхода жидкости, содержащее корпус с входным и выходным каналами, рабочие электроды и проточную часть, источник поляризационного напряжения, источник управляющего напряжения, один вывод которого соединен с общей шиной, а другой вывод - с первым входом сумматора второй вход которого соединенУчерез усилитель с первым выводом резистора обратной связи, второй вывод которого соединен с общей шиной, о т-личающееся тем, что, спельюувеличения выходной гидравлическоймощности и точности регулированиярасхода, в нем проточная часть образована диэлектрическими боковыми стен.ками корпуса и рабочими электродами,из которых первый рабочий электрод 10 расположен на одной стороне корпуса,а электрически изолированный от неговторой рабочий электрод расположен наэтой же стороне корпуса и противоположной, третий рабочий электрод рас положен внутри корпуса и снабженэлементом трибоэлектризации, причемпервый рабочий электрод соединен содним выводом источника поляризационного напряжения, второй вывод ко торого соединен с входом усилителя ипервым выводом резистора обратнойсвязи, второй рабочий электрод сое.динен с общей шиной, а третий внутренний рабочий электрод соединен с 25 выходом сумматора.1439540 ХрЮ А Составитель В, Пр Техред И.Ходанич Корректо Романен Редактор О. Юрковец 6 аказ 6075 46 н рственного к зобретений .и Ж, Раушск предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Производс-полиграфическо Тир НИИПИ Госуда по делам и 35, Москва, Подписитета СССРткрьгийнаб., д, 4/