Магнитострикционный электрогидравлический усилитель
Изобретение предназначено для управления гидравлическими исполнительными механизмами различных машин. Усилитель состоит из источника рабочей жидкости 1, гильзы из немагнитного материала 2, разделительной перегородки 3, двух сопел 4, 5, линий подвода рабочей жидкости 6, 7, постоянных дросселей 8, 9, магнитострикционных исполнительных элементов 10, 11 с заслонками в форме стакана 12, 13, управляющих обмоток 14, 15 и двух частей блока управления 16, 17. Технический результат: повышение точности и надежности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относиться к гидроавтоматике и может быть использован для управления исполнительными гидравлическими механизмами различных машин.
Известен электрогидравлический усилитель, который содержит два коммутатора, генератор колебаний, электронный ключ, по два электронных усилителя и пьезокерамических электромеханических преобразователя, распределительный механизм типа "сопло-заслонка", состоящего из двух сопел и разделяющих их заслонки, силового элемента в виде обоймы с запрессованным по периметру в ней пьезокерамическим стержнем [1]. Известное устройство имеет сложную структуру исполнительного механического механизма, что ведет к снижению точности и быстродействия преобразования, технологичности, надежности, повторяемости выходных рабочих характеристик, к увеличению стоимости изготовления. Так, например, на точность преобразования сильное влияние оказывает линейная длина рычаговой заслонки дифференциальных сопел из-за наличия вибрационной составляющей погрешности, которая однозначно возрастает с увеличением ее длины. Это усугубляется еще и тем, что данный узел работает в шаговом режиме, дискретно перемещая заслонки между соплами по сигналам электронного блока управления устройства. Кроме того, влияние температуры окружающей среды, наличие вибраций промышленной частоты (100-120 Гц) увеличивает погрешности преобразования исполнительного механического узла из-за наличия кинематических соединений, имеющих, как известно люфт [1]. Быстродействие данного устройства также недостаточно, т.к. перемещение осуществляется дискретно и зависит от частоты и амплитуды управляемого сигнала, что несомненно ниже, чем в аналогичных устройствах с прямым аналоговым управлением, а не через возбуждение продольных колебаний в носителе, как имеет место в [1]. Выполнение исполнительных элементов из пьезокерамики снижает устойчивость к механическим импульсам (ударам), требует применения высоковольтных источников вторичного питания (U > 2,5 кВ) и должной диэлектрической защиты элементов конструкции. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является электрогидравлический преобразователь, выбранный в качестве прототипа [2] . Он содержит две винтовые цилиндрические пружины из пьезокерамического материала, поворотную заслонку, расположенную между двух сопел, два постоянных дросселя, золотник и электрическую цепь для подключения источника переменных сигналов (колебаний). При всей своей технической простоте построения и технологичности известное устройство имеет недостаточные точность и быстродействие преобразования. Это объясняется следующим. Предложенная конструкция электромеханического преобразователя содержит дифференциальные исполнительные пружины из пьезокерамического материала, которые упираются в поворотную заслонку, имеющую ось вращения. Такая конструкция имеет люфт, снижающий точность и чувствительность устройства. Этому способствует радиальное перемещение рычаговой заслонки между дифференциальными соплами, ее линейная длина. С другой стороны, частотное управление пьезокерамическими дифференциальными пружинами снимает быстродействие устройства в целом. Кроме того, использование в данном устройстве элементов из пьезокерамики снижает его устойчивость к механическим ударам, вибрациям, нуждается в применении высоковольтных источников вторичного питания [см., например, Джагупов Р.Г., Ерофеев А.А. Пьезокерамические элементы в приборостроении и автоматике. - Л.: Машиностроение, 1986. - 256 с.], что по мнению авторов можно отнести к недостаткам или особенностям пьезокерамических исполнительных устройств. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение точности и быстродействия преобразования сигнала. Это достигается тем, что в магнитострикционный электрогидравлический усилитель, содержащий источник рабочей жидкости, подключенный к дифференциальным соплам через первую и вторую линии подвода рабочей жидкости с постоянными дросселями, и блок управления, состоящий из двух частей, введена гильза, разделенная перегородкой на две равные части, поверх которой неподвижно установлены первая и вторая управляющие обмотки, закрепленные по ее оси на торцевых поверхностях, введены первый и второй магнитострикционные исполнительные элементы, смежные концы которых жестко соединены с перегородкой гильзы, а противоположные - с первой и второй заслонками, выполненные в форме стакана, соответственно. Кроме того, в магнитострикционный электрогидравлический усилитель дополнительно введен элемент подмагничивания в виде постоянного магнита, состоящего из двух паритетных частей и закрепленного соосно с первой и второй управляющими обмоток по всей их длине. Структурные схемы магнитострикционного электрогидравлического усилителя приведены на фиг. 1 и 2. Магнитострикционный электрогидравлический усилитель содержит источник 1 рабочей жидкости, цилиндрическую гильзу 2 из немагнитного материала с разделительной перегородкой 3, дифференциальные сопла 4, 5 с линиями 6, 7 подвода рабочей жидкости и постоянными дросселями 8, 9, два паритетных прямолинейных магнитострикционных элемента 10, 11 с заслонками 12, 13 в форме стакана и управляющими обмотками 14, 15, и блок управления, представленный двумя частями 16, 17. Источник 1 рабочей жидкости через первую и вторую линии 6, 7 подвода рабочей жидкости с постоянными дросселями 8, 9 подключен к дифференциальным соплам 4, 5. Они жестко закреплены по геометрическому центру цилиндрической гильзы 2 из немагнитного материала с разделительной перегородкой 3 на ее торцевых плоскостях. В рабочей плоскости гильзы 2 между дифференциальными соплами 4, 5 установлены паритетные прямолинейные магнитострикционные исполнительные элементы 10, 11, одни концы которых жестко закреплены с разделительной перегородкой 3, а на других - однотипные заслонки 12, 13, выполненные в форме стакана. Поверх цилиндрической гильзы 2 от ее разделительной перегородки 3 по всей рабочей длине закреплены первая и вторая управляющие обмотки 14, 15, имеющие соединения с выводами одноименных частей 16, 17 блока управления усилителя и работающих в противофазе. Кроме того, в магнитострикционный электрогидравлический усилитель дополнительно введен элемент подмагничивания, состоящий из двух радиальных магнитов 18, 19, закрепленных соосно с первой и второй управляющими обмотками 14, 15. Магнитострикционный электрогидравлический усилитель работает следующим образом. В исходном состоянии заслонки 12, 13 усилителя (фиг. 1) находятся в состоянии равновесия и занимают оптимальное положение, при котором сопротивления дифференциальных сопел 4, 5 уравниваются. При подаче токового сигнала управления, который может быть промодулирован высокочастотной составляющей, на одну из управляющих обмоток 14 или 15 с соответствующей части 16 или 17 блока управления устройства, последняя наведет продольное магнитное поле, которое через стенку гильзы 2 воздействует на одноименный прямолинейный (стержневой) магнитострикционный исполнительный элемент 10 или 11, вызывая изменение его первоначальных размеров (эф. Джоуля). Следует пояснить, что величина и направление (сжатие, растяжение) этих изменений определяется типом магнитострикционного ферромагнетика, т.е. его константами. Например, если ферромагнетик имеет положительный коэффициент магнитострикции +![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/247.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/955.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8776.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
Формула изобретения
1. Магнитострикционный электрогидравлический усилитель, содержащий источник рабочей жидкости, подключенный к дифференциальным соплам через первую и вторую линии подвода рабочей жидкости с постоянными дросселями, и блок управления, состоящий из двух частей, отличающийся тем, что в него введена гильза, разделенная перегородкой на две равные части, поверх которой неподвижно закреплены первая и вторая управляющие обмотки, закрепленные по ее оси на торцевых поверхностях, установлены первый и второй магнитострикционные исполнительные элементы, смежные концы которых жестко соединены с перегородкой гильзы, а противоположные - с первой и второй заслонками, выполненными в форме стакана соответственно. 2. Магнитострикционный электрогидравлический усилитель по п.1, отличающийся тем, что в него дополнительно введен элемент подмагничивания в виде постоянного магнита, состоящего из двух паритетных частей и закрепленного соосно с первой и второй управляющими обмотками по всей их длине.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Гидравлический усилитель-преобразователь // 2162169
Гидравлический пресс // 2162032
Пневмогидравлический насос-мультипликатор // 2156383
Изобретение относится к машиностроению, в частности к гидравлическим насосам-мультипликаторам с пневмоприводом, и может быть использовано в качестве мобильного источника гидропитания, в частности для гидроиспытания сосудов и аппаратов
Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах гидроавтоматики в качестве гидрораспределительного устройства
Пневмогидравлическая станция // 2133888
Изобретение относится к станкостроению, а именно к пневмоприводам, и может быть использовано для привода гидрофицированных механизмов технологического оборудования
Мультипликатор давления // 2131063
Повыситель давления // 2119596
Изобретение относится к источникам воды высокого давления объемного типа и, прежде всего, к устройствам для повышения давления воды, которые используются в гидросистемах, работающих при высоких и сверхвысоких давлениях, например, в устройствах для разрушения горных пород, резания различных материалов, очистки поверхностей с применением воды высокого давления
Гидромеханический преобразователь усилия // 2106542
Изобретение относится к механизмам, преобразующим силы и перемещения, и может использоваться в конструкциях гидропрессов
Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах гидроавтоматики в качестве гидрораспределительного устройства и регулятора давления
Гидравлический усилитель // 2180056
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в гидроприводе, в частности в электрогидравлических следящих системах с многокаскадными преобразователями-усилителями
Изобретение относится к области машиностроительной гидравлики и может быть использовано в системах управления различных машин, судов, летательных аппаратов, технологического оборудования и др
Насосная система подачи рабочего тела // 2211368
Изобретение относится к насосным установкам технологического оборудования и может быть использовано для точно дозированной подачи двух компонентов рабочего тела (среды, жидкости, смесей жидкостей или топлива и т.п.) под высоким давлением в исполнительный орган-смеситель в различных отраслях техники
Гидравлический сервоусилитель // 2211961
Изобретение относится к системам управления и может быть применено при управлении транспортными машинами
Электрогидроусилитель // 2218485
Изобретение относится к системам общего назначения с передачей текучей среды, главным образом газов, изменением ее давления и последующего преобразования в кинетическую энергию тела (рабочего органа, снаряда и т.д.)
Гидравлический сервоусилитель // 2224915