CZ307825B6 - Způsob převodu elektrického řídicího signálu na změnu průtoku plynu a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Při provádění způsobu převodu elektrického řídicího signálu na změnu průtoku plynu se zavádí na dvojicí elektrod elektrický napěťový rozdíl odpovídající zesílenému elektrickému vstupnímu signálu. Na elektrický oblouk, který se vytvoří mezi aktivními konci obou elektrod, se působí magnetickým polem magnetického obvodu se vzduchovou mezerou uvnitř, které se oblouk vytváří a tím se působí na plazma vytvořené v oblouku z molekul plynu silou vyvolávající dopad na citlivou oblast napájecího proudu tvořeného výtokem plynu, zejména vzduchu, z napájecí trysky a tímto dopadem se způsobí zakřivení trajektorie tohoto napájecího proudu, aby se jeho plyn zachytil ve změněném poměru v dvojici vývodů, kde výtok plynu jedním z nich odpovídá svým časovým průběhem průběhu elektrického vstupního signálu. Zařízení k provádění tohoto způsobu je opatřeno dvojicí elektrod (4a, 4b) proti sobě obrácených svými aktivními konci a napojených přes elektrické zesilovací ústrojí na zdroj vstupního signálu. Aktivní konce obou elektrod, první elektrody (4a) a druhé elektrody (4b), jsou uvnitř vzduchové mezery magnetického obvodu obsahujícího nejméně jeden magnet (2) a ve směru kolmém ke spojnici aktivních konců obou elektrod (4a, 4b) je ústí napájecí trysky (11) a proti tomuto ústí ve směru výtoku z něj jsou vstupy do nejméně dvou výstupních vývodů, buď jednak přímého vývodu (15) a jednak skloněného vývodu (13), nebo dvou skloněných vývodů.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká soustav, zejména pneumatických, v jejichž vnitřních dutinách protéká elektricky neutrální tekutina, zejména plyn, a to především konkrétně vzduch, a přitom jde o takové soustavy, jejichž funkce má být řízena elektrickými signály.

Předmětem tohoto vynálezu jsou jednak způsob měnění velikosti průtoku tekutiny účinkem přivedeného elektrického řídicího signálu a jednak zařízení k provádění tohoto způsobu, tedy provedené jako řídicí ventil ovládaný zvnějšku přivedeným elektrickým signálem.

Přitom jde v tomto vynálezu hlavně o takové soustavy u nichž se požaduje aby měly minimum pohyblivých mechanických součástek, popřípadě nejlépe aby vůbec neměly žádné pohyblivé nebo při provozu deformovatelné součástky, což je z řady důvodů značná výhoda. Předpokládá se především uplatnění tam, kde významnými požadavky na členy soustavy jsou co možná malé celkové rozměry, malá celková hmotnost, nenáročnost na údržbu a obsluhu, vysoká rychlost odezvy na přivedený řídicí signál a zejména také nízký potřebný řídicí příkon v porovnání s výkonem jaký přenáší jím protékající tekutinou.

Dosavadní stav techniky

U soustav pracujících s protékající tekutinou bývá stále častějším častým požadavkem jejich ovládání elektronickým automatickým řídicím systémem. Je to proto, že elektronické provedení řídicích systémů je velmi výhodné tam, kde mají být složitěji zpracovány informace, zejména informace o stavu systému a o vnějších podmínkách, ve kterých se systém nachází. Zpracováním těchto informací spolu se zadanými měnícími se požadavky na funkci systému se pak v řídicí soustavě rozhoduje o tom zda, jak a kam má tekutina protékat. Průtok plynu může sice sám provádět některé logické řídicí operace, ale s rostoucí složitostí zpracovávaných informací je účelné jejich provádění v elektronickém systému, který je obvykle mnohem menší, lehčí a také vzhledem k hromadné výrobě cenově příznivější. Konkrétní působení elektroniky na tekutinu je provedeno ústrojím označovaným jako elektro/fluidický převodník. Lze jej také označovat jako elektricky ovládaný řídicí ventil.

Významným omezujícím faktorem při návrhu a konstrukci takových převodníků pro elektrické řízení průtoku plynů, je ta skutečnost, že plyny jsou vesměs po elektrické stránce zcela neutrální, tj. nereagují na změny intenzity elektrického nebo magnetického pole. Proto se dnes návrh a konstrukce elektricky ovládaného proudění vzduchu obchází mechanickým mezipřevodem. Přicházející elektrický signál je nejprve převeden na pohyb nějaké mechanické součástky. Ta pak podle své změny polohy nebo změny tvaru, způsobené jejím elastickým deformováním, buď tekutině průtok danou cestou umožňuje, nebo jej naopak znemožňuje, popřípadě spojitě mění jeho velikost ve výstupním vývodu.

K pohybu nebo deformaci zmíněné součástky je ovšem zapotřebí působit určitou přestavující sílou. Ta může být zvláště velká jde-li o pohyb proti silovým účinkům tekutiny nacházející se pod přetlakem. Převod přivedeného řídicího elektrického signálu na tuto přestavující sílu potom ovšem vyžaduje značný elektrický příkon. Velmi často je současně s přemístěním průtok ovládající součástky ještě také deformována pružina, jejíž úlohou je zajistit, aby se součástka po ukončeném působení vstupního elektrického signálu navrátila do své původní polohy. Síla generovaná v převodníku musí tedy kromě výše zmíněných odporových sil překonávat i odpor této deformované pružiny a o to je potřebný elektrický příkon ještě větší. Z praktických důvodů je téměř vždy elektro/mechanický převod umístěn mimo ty dutiny ventilu, které jsou protékány

- 1 CZ 307825 B6 tekutinou. To ovšem znamená, že mechanické pohyby musí být dovnitř ventilu přenášeny přes těsnicí součástky, například táhlo procházející těsnicí ucpávkou. V ucpávce nebo jiném těsnění pak ovšem zpravidla také vzniká velká třecí síla, jíž je také nutno navíc ještě také překonávat a o to je potřebný příkon větší. Velkým překonávaným silám při otevírání a zavírání ventilu a přiváděným příkonům musí ovšem odpovídat i celková robustnost konstrukce převodníku. Důsledkem je pak i jeho značná váha, resp. hmotnost. Alternativně může ovšem místo deformované pružiny provádějící zpětný pohyb součástky řídicí průtok být použit ještě druhý protisměrně působící převodník zajišťující zpětný pohyb přemisťovaného orgánu. Jsou tam pak převodníky dva, každý pro jeden směr pohybu přestavované součástky. V tomto případě mohou sice být působící síly o něco menší, neboť odpadá síla působící na deformovanou pružinu, ale úspory na hmotnosti a velikosti se nedosáhne, neboť dva převodníky mají nevyhnutelně větší hmotnost než převodník jeden. Navíc vzroste i celková cena.

Problém s velkou hmotností ventilu a k němu příslušných výkonových pohonů je nepříznivým faktorem zejména při použití ventilu v dopravních prostředcích jako jsou letadla nebo automobily, kde jsou kladeny požadavky na výslednou celkovou hmotnost soustavy.

Významným atributem ovlivňujícím použitelnost elektricky řízeného ventiluje nutnost údržby a obsluhy. Zmíněná ucpávka nebo jiné těsnění se postupně ve své těsnicí části opotřebovává a je tedy nutné v periodických intervalech ucpávku dotahovat popřípadě vyměňovat. Pohybující se součástky ventilu musí být vedeny v mechanickém vedení nebo ložisku, a to také zpravidla vyžaduje občasné mazání třecích ploch nebo ložisek. Přesto se vedení může po dlouhodobém fungování vyběhat a je nutné jej při obsluze vyměnit. Problém tření v ucpávkách se někdy obchází tím, že pohybující se táhlo je upevněno na jednom konci deformovaného vlnovce nebo membrány. Vzniká pak ale nebezpečí únavového poškození deformovaného materiálu, tedy prasknutí vlnovce, opět vyžadující jeho výměnu.

Důležitým faktorem zejména u automatických řídicích systémů je rychlost odezvy na přivedený řídicí signál. Tato rychlost je v dosud známých elektricky řízených ventilech limitována na značně nízké hodnoty. Je to důsledek setrvačnosti přemisťovaných součástek. Průtok řídicí mechanická součástka musí být schopna v krajní poloze zcela zakrývat jeden z protékaných vývodů ventilu. Znamená to, že vykonává pohyb po relativně dlouhé dráze. Vzhledem k velkým překonávaným silám a navíc vzhledem nutnosti dosti velkého prostorového přemisťování jde o urychlované a poté zpomalované pohyby relativně velkých součástek se značnou hmotností, které nemohou reagovat tak rychle, jak rychle se mění řídicí elektrické signály nebo jak rychle se mění průtoky v čistě fluidickém ventilu bez pohyblivých součástek. Převodník je tedy z hlediska dynamicky kritickým místem celé soustavy.

Existují i jiná alternativní uspořádání převodníků elektrického signálu na přestavování ventilu, ale jejich vlastnosti jsou ve zmíněných ohledech, jako jsou hmotnost, rozměry, potřebný příkon a dynamické vlastnosti, vesměs ještě nepříznivější. Může například jít o uspořádání s elektromotorem, jenž ovládá pohybový mechanismus přemisťující zmíněnou součástku, ale tam je reakce na signál ještě pomalejší s ohledem na dobu rozběhu elektromotoru a na setrvačnost obvykle nezbytných mechanických převodů s ozubenými koly. Jinou známou alternativou je elektrohydraulické přestavování ventilu, kde se účinkem vstupního signálu ve formě střídavého elektrického proudu mění poměry v hydraulickém obvodu, jehož částí je lineární hydraulický motor s pístem posouvajícím se ve válci, působící prostřednictvím mechanických mezičlenů na přestavovanou součástku ve ventilu. Je zřejmé, že takové uspořádání je nevyhnutelně nákladné. Vzhledem ke složitosti několikanásobného převodu signálů, které jsou elektrické, hydraulické a posléze mechanické, je také větší nebezpečí možných poruch a ovšem také hmotnost takové soustavy nemůže být právě malá.

Některé výše uvedené nedostatky dosud obvyklých elektricky řízených ventilů do podstatné míry odstranil vynález způsobu a zařízení k jeho provádění podle patentu CZ 305352 o názvu Způsob a zařízení k rozvádění tekutiny v závislosti na elektrickém řídicím signálu'. Jeho podstatnou je,

-2CZ 307825 B6 že tekutina, zejména vzduch, se přivádí do dutiny rozváděcího kanálu, kde se výtokem z napájecí trysky vytváří tekutinový proud a ten účinkem Coandova jevu přilnutí proudu tekutiny ke stěně, jakož i účinkem pozitivní zpětné vazby, která se vyvolá působením žlábku na dělicím klínu, přilne k jedné stěně z dvojice navzájem protilehlých přídržných stěn. Touto stěnou se pak tekutina vede obvykle do odpovídajícího jednoho vývodu z nejméně dvou existujících vývodů. Při požadované změně průtoku se na tekutinu v interakční dutině krátkodobě působí mezi dvěma tvarově různými elektrodami a vřazeným dielektrikem elektrickým polem střídavého vysokého napětí řádu kilovoltů. Dochází tak k dielektrickému bariérovému výboji. Jím se v tekutinou protékané dutině uvnitř převodníku vytvoří nosiče nábojů a ty se pohybují od uzemněné úzké elektrody vystavené tekutině k ploché elektrodě nacházející se za dielektrickou přepážkou. V důsledku vzájemných kolizí molekul vzduchu a pohybujících se nosičů náboje se uvede do pohybu i vzduch v proudu opouštějícím napájecí trysku. Tím se mění charakter proudění, které je tak vedeno do jiného výstupního vývodu. Dosaženou výhodou tohoto uspořádání je celková jednoduchost, neboť běžné tvary fluidických ventilů jsou pouze doplněny o dvojici zmíněných elektrod, přičemž dielektrickou přepážkou může být i část tělesa ventilu provedeného ze vhodného dielektrického materiálu. Výhodou jsou i malé rozměry a snadnost výroby moderními postupy vyvinutými pro výrobu fluidických prvků a obvodů.

Nelze však naproti lomu přehlédnout některé nedostatky tohoto řešení problému elektro/fluidického převodu. Je to v prvé řadě malá rychlost proudění vyvolaného dielektrickým bariérovým výbojem. Jedná se o rychlosti pouze řádu 10° m/s. Není snadné takto pomalým prouděním ovládat průtoky plynů v soustavách, v nichž je tekutinový proud tvořen obvykle výtokem z trysek dosahujícím velikosti rychlosti řádu 10² m/s, tedy o dva desítkové řády vyšší. Vhodné funkční poměry lze nastavit pouze v celkem úzkém rozmezí hodnot průtoku plynu a hodnot napětí na elektrodách.

Byly proto hledány jiné cesty zachovávající výhody principu generování nosičů náboje elektrickým polem, tedy jednoduchosti, malých rozměrů a rychlé odezvy, ale přitom dosahující podstatně vyšší rychlosti pohybu tekutiny.

Podstata vynálezu

Uvedený problém je řešen podle tohoto vynálezu, jenž se týká způsobu převodu elektrického řídicího signálu na změnu průtoku tekutiny, při němž se zavádí na dvojicí elektrod elektrický napěťový rozdíl odpovídající zesílenému elektrickému vstupnímu signálu, a který probíhá tak, že na elektrický oblouk, který se vytvoří mezi aktivními konci obou elektrod, se působí magnetickým polem magnetického obvodu se vzduchovou mezerou uvnitř které se oblouk vytváří a tím se působí na plazma vytvořené v oblouku z molekul plynu silou vyvolávající dopad na citlivou oblast napájecího proudu tvořeného výtokem plynu, zejména vzduchu, z napájecí trysky a tímto dopadem se způsobí zakřivení trajektorie tohoto napájecího proudu, aby se jeho tekutina zachytila v nejméně jednom z dvojice vývodů, kde výtok plynu z jednoho z nich odpovídá svým Časovým průběhem průběhu elektrického vstupního signálu.

Alternativně může výše uvedený způsob probíhat tak, že na citlivou oblast napájecího proudu vytékajícího z trysky se působí kromě plazmatem vytvořeným v oblouku z molekul plynu rovněž molekulami téhož plynu, které se přivádějí skrze přisávací kanál tak, že Lorentzovou silou je urychlováno plazma a ejektorovým efektem přisávána okolní tekutina směrem k napájecímu proudu srážkami s předtím ve vzduchové mezeře urychleným plazmatem.

Takto popsaný způsob převodu elektrického signálu může být zejména prováděn v zařízení s dvojicí elektrod proti sobě obrácených svými aktivními konci, napojených přes elektrické zesilovací ústrojí na zdroj vstupního signálu podle tohoto vynálezu, jehož podstatou je, že aktivní konce obou elektrod, první elektrody a druhé elektrody, jsou uvnitř vzduchové mezery magnetického obvodu obsahujícího nejméně jeden magnet a ve směru kolmém ke spojnici

-3CZ 307825 B6 aktivních konců obou elektrod je ústí napájecí trysky a proti tomuto ústí jsou vstupy do nejméně dvou výstupních vývodů, jednak přímého vývodu a jednak skloněného vývodu.

Alternativně může být zařízení k provádění výše popsaného způsobu provedeno podle vynálezu, jehož podstatou je, že vzduchová mezera magnetického obvodu je propojena přisávacím kanálem s velkou dutinou vyplněnou plynem, přičemž touto velkou dutinou může být atmosféra.

Objasnění výkresů

Na připojených celkem třinácti obrázcích je znázorněno sedm příkladů uskutečnění elektro/fluidického převodníku jako typického zařízení podle tohoto vynálezu, kde jedno z těchto provedení, je nakresleno na obr. 1, 2, 3, 4 a 5.

Druhé provedení, nakreslené na obr. 6 a 7, je provedeno tak, aby umožnilo zvláště názorné vysvětlení fyzikální podstaty funkce převodníku podle vynálezu.

Třetí příklad provedení je znázorněn na obr. 8 a 9. Jeho významnou vlastností je, že na rozdíl od předcházejících dvou příkladů uskutečnění u něj není přisáván další vzduch z atmosféry do převodníku. Provedení je nakresleno na obr. 8 jednak celkově v perspektivním pohledu, jednak ve zvětšeném detailu ústřední části. Na obr. 9 je pak znázorněna interakční dutina převodníku a její bezprostřední okolí.

Čtvrté uspořádání je nakreslené na obr. 10 také jednak v celku, jednak se zvětšeným detailem interakční dutiny a jejího okolí. Je uzpůsobeno pro jiný mechanismus vnitřního působení na protékající plyn.

Páté uspořádání na obr. 11 ukazuje detail provedení magnetu, kterým je, na rozdíl od předchozích provedení s permanentním magnetem, v tomto příkladě elektromagnet. Ten je také použit v šestém příkladu provedení na obr. 12 uzpůsobeném tak, aby bylo možné napájení střídavým elektrickým proudem, měnícím směr souhlasně ve vinutí elektromagnetu i v oblouku, čímž výsledná síla působící na plazma vytvořené elektrickým obloukem má vždy stejný směr.

Konečně na posledním sedmém příkladu, zobrazeném na obr. 13, je alternativní provedení fungující na principu fluidického oscilátoru se zpětnovazební smyčkou.

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad 1

První příklad provedení převodníku je zobrazen na obr. 1, 2, 3, 4 a 5. Všechny obrázky jsou nakresleny ve stejném perspektivním pohledu a liší se navzájem různými stadii postupného odebírání nakreslených součástek a u obr. 3 také ještě myšleným řezem rovinou procházející převodníkem.

Na obr. 1 je pohled na popisovaný převodník zvnějšku. Jeho těleso 1 má hranolovitý tvar a je provedeno z elektricky nevodivého materiálu. Jsou v něm dutiny vytvořené pro průtok vzduchu jako zahloubení do tělesa 1 překrytá svrchu krycí deskou 33. Elektrický signál přiváděný na přívodní svorky 30 působí uvnitř tělesa 1 najím procházející průtok vzduchu.

Těleso 1 má dva vstupní otvory pro přívod vzduchu. Jeden z nich je sice naznačen na obr. 1 nakreslenou šipkou 10 napájecího průtoku levé straně převodníku, ale vzhledem k úhlu pohledu je z této šipky 10 napájecího průtoku viditelná jen její malá část. Je proto vhodné se orientovat

-4CZ 307825 B6 podle šipky 10 napájecího průtoku nakreslené na dalším obr. 2. Vzduch je tam přiváděn pod přetlakem. Druhý přívod vzduchu do převodníku je přisávací kanál 14 pro přívod vzduchu přisávaného z atmosféry. Pro výstup vzduchu ven z převodníku slouží dva otvory na pravé straně obrázku. Je to jednak přímý vývod 15, jednak výše nad ním umístěný druhý otvor, z něhož na obrázku vyčnívá nakreslená šipka 20 výstupního průtoku. Na horní straně z tělesa 1 také ještě částečně vyčnívá permanentní magnet 2. Pak jsou ještě také na obr. 1 patrné dva přívodní otvory. Jsou to první přívodní otvor 17a a druhý přívodní otvor 17b. Do těchto otvorů jsou dole u jejich dna přístupné elektrody, z nichž na obr. 1 je ale viditelná jen z malé části druhá elektroda 4b ve druhém přívodním otvoru 17b.

Více je na viditelné na obr. 2, kde je převodník nakreslen s odejmutou krycí deskou 33. Vlevo je patrné, jak podle šipky 10 napájecího průtoku vstupuje vzduch do napájecí trysky 11. Z ní prochází skrze vzduchovou mezeru v magnetu 2 do interakční dutiny. Ta je nahoře ohraničena odlehlou stěnou 12 a vpravo pak z ní na obr. 2 vychází dvojice vývodů. Jsou to jednak přímý vývod 15 a jednak skloněný vývod 13. Oba jsou od sebe navzájem odděleny děličem 18 majícím zde jednoduchý tvar s konstantní tloušťkou. V obou přívodních otvorech pro elektrický vstupní signál, což jsou první přívodní otvor 17a a druhý přívodní otvor 17b, jsou na obr. 2 dobře rozpoznatelné části obou elektrod, první elektrody 4a a druhé elektrody 4b. Obě jsou provedeny jako přímé úseky wolframového drátu. Dutiny pro průtok vzduchu mají u tohoto uspořádání všude stejnou výšku 9. Je to dáno tím, že tyto dutiny jsou zhotoveny vyříznutím laserem v ploché desce mající výšku 9. Vyříznuté součástky jsou připevněny k tělesu 1 tak, že s ním tvoří jeho nerozbíratelnou část.

Na následujícím obr. 3 je nakreslen převodník podle tohoto vynálezu v myšleném rovinném řezu. Rovina řezu je vedena v jedné polovině výšky 9 nad hranolovitou základnou tělesa 1. Je to právě výška 9, ve které se nacházejí na obr. 3 dobře viditelné obě elektrody, tedy první elektroda 4a druhá elektroda 4b. Jeden jejich konec je přístupný v přívodních otvorech 17a a 17b. Tam jsou na elektrody 4a, 4b připevněny elektrické vodiče sloužící pro přívod elektrického řídicího signálu z přívodních svorek 30 podle obr. 1. Elektrody jsou umístěny tak, že na svých opačných aktivních koncích mají mezi sebou mezeru. Oba tyto aktivní konce tam vystupují z tělesa 1 a vyčnívají do přisávacího kanálu 14. Na obr. 3 je také zakreslena silnou čarou trajektorie vzduchu vytékajícího z napájecí trysky 11. Je to přímá trajektorie 60. Ta pokračuje ve stejném přímém směru z napájecí trysky 11 do přímého vývodu 15.

Na následujícím obr. 4 jsou ve stále stejném úhlu pohledu znázorněny součásti převodníku podle tohoto vynálezu, když je z něj odebrána i hranolovitá základna tělesa 1 takže nakonec z tělesa 1_ zbývají jen desky o výšce 9 vytvořené již zmíněným laserovým řezáním. Tímto vypuštěním základny tělesa 1 se dosáhlo toho, že na obr. 4 jsou rozeznatelné ty části převodníku, které vytvářejí potřebné magnetické pole. V prvé řadě je takovou součástkou permanentní magnet 2. Má oválný tvar, na jedné ze stran oválu přerušený vzduchovou mezerou 3. Na obrázku je patrná i část stěny 8 vzduchové mezery 3. Dá se i rozpoznat, že zakótovaná šířka vzduchové mezery 3 v magnetu 2 je rovná výšce 9 desek vytvořených laserovým řezáním.

Ještě více je ze stěny 8 vzduchové mezery 3 v magnetu 2 vidět na obr. 5, kde jsou z nakreslených součástek odebrány i desky o výšce 9. Zbývá tam tedy již pouze magnet 2 a obě elektrody 4a, 4b. Důležitá je spojnice 7 aktivních konců elektrod. Tato spojovací čára se celá nachází uvnitř vzduchové mezery 3 mezi póly magnetu 2 a také uvnitř přisávacího kanálu 14. Dále jsou ještě na obr. 5 zakresleny trajektorie vzduchového proudu vytvořeného výtokem z napájecí trysky 11. Vzduch v tomto případě sleduje pouze jednu z nich, buďto přímou trajektorii 60 nebo odkloněnou trajektorii 61.

Zatímco u dosud nejlepšího známého elektro/fluidického převodníku podle patentu CZ 305352 způsobuje přivedený signál v podobě vysokého střídavého napětí dielektrický bariérový výboj, pro který je důležitá mezi oběma elektrodami umístěná dielektrická přepážka, u nyní popisovaných příkladů uskutečnění tohoto vynalezu žádná taková přepážka není.

-5CZ 307825 B6

Nepracuje se zde s dielektrickým bariérovým výbojem, ale s jiným výbojem označovaným jako elektrický oblouk. Z toho vyplývá první zřejmá výhoda, neboť je známo, že pro obloukový výboj postačuje výrazně nižší elektrické napětí. Výhodou je také malá náročnost na přesné nastavení funkčních poměrů. Problémem jinak výhodných již dříve známých převodníků provedených podle patentu CZ 305352 je omezený rozsah poměrů za kterých je možné dosáhnout žádoucí funkce s dobře definovanými průtokovými pulzy ve výstupu převodníku. Jde o to, že při obvyklých malých rychlostech proudění nosičů náboje vyvolaného bariérovým výbojem se dostanou nízké hodnoty Reynoldsova čísla proudění mezi dvěma přídržnými stěnami. Při těchto nízkých hodnotách nemusí docházet ke zcela spolehlivému přilnutí k jedné z těchto stěn, tedy ke Coandovu jevu, na němž je založena funkce převodníku. Potíže mohou zejména vyvstat u velmi malých provedení bistabilních ventilů, jaké se vyskytují v oboru mikrofluidiky. Poměry u bistabilního přilnutí za nízkých hodnot Reynoldsova čísla popisuje zejména článek. Tesař V., Bandalusena H.: Bistable diverter valve in microfluidics, Experiments in Fluids, svazek 50, stránky 1225 - 1233, roč. 2011. Proudění v převodníku musí proto být nastaveno tak, aby se nacházelo právě v poměrně úzkém pásmu režimů. Jen tak mají generované průtokové pulzy správný časový průběh. Zlepšení tvaru pulzů je možné dosáhnout zvýšením rychlosti výtoku z napájecí trysky, a tedy zvýšením Reynoldsova čísla, neboť tím se dostává lepší a spolehlivější přilnutí proudu ke stěnám a také potom zase jednoznačný odskok od stěny. Nicméně zkušenosti ukazují, že pak při velkých Reynoldsových číslech zase mohou nastat problémy s potřebným velmi vysokým elektrickým napětím. Naproti tomu uspořádání podle nyní popisovaného vynálezu dovoluje práci v širším pásmu Reynoldsových čísel při stále dobré funkci a přitom bez problémů s velmi vysokými napětími.

Na obě elektrody, první elektrodu 4a a druhou elektrodu 4b, je přiváděn napěťový rozdíl tak velký, aby se mezi proti sobě obrácenými aktivními konci obou elektrod 4a, 4b po přivedení řídicího signálu vytvořil elektrický oblouk. Podstatným rozdílem oproti dříve známým uspořádáním je pak přítomnost magnetického pole působícího na nosiče náboje v oblouku. Magnetické pole je vytvářeno ve vzduchové mezeře 3 magnetického obvodu účinkem magnetu 2 podle obr. 4. Toto pole způsobí vyvolání Lorentzovy síly 100. Tento silový účinek nepřímo působí i na elektricky neutrální molekuly vzduchu, neboť dochází k jejich nevyhnutelným mnohonásobným kolizím s nosiči náboje z elektrického oblouku. Výsledkem silového působení je zakřivení trajektorie napájecího vzduchového proudu potom co opustí napájecí trysku 11. Zatímco bez elektrického signálu tento vzduchový proud pokračuje v přímém směru a tedy vstupuje do přímého vývodu 15, po vyvolání Lorentzovy síly 100 se trajektorie napájecího proudu zakřiví. Jde o tak velké silové účinky a tak velké rychlosti pohybu nosičů náboje převodníku, že funguje i při velkých Reynoldsových číslech žádoucích pro vyvození velkých Reynoldsových čísel. Zakřivení odkloněné trajektorie 61 vede ovšem k tomu, že vychýlený vzduchový proud z napájecí trysky 11 proudí do skloněného vývodu 13. Vzduch tedy vytéká z převodníku, jak je na obrázcích naznačeno šipkou 20 výstupního průtoku. Střídavým zapnutím a vypnutím zdroje elektrického signálu se na výstupu převodníku dostávají opakované průtokové pulzy. Důležité je pak zejména to, že tyto pulzy jsou generovány aniž by došlo v celém zařízení k nějakým mechanickým pohybům některé součástky.

Příklad 2

Toto druhé uspořádání je nakresleno na obr. 6 a 7. Jde o uspořádání záměrně zvolené a uzpůsobené tak, aby se na něm mohl dobře vysvětlit mechanismus probíhajících dějů, a to i třeba za cenu o něco menší účinnosti převodu. Kromě obrázku celého převodníku na obr. 6, nakresleného tam v myšleném řezu vedeném svislou rovinou, je na dalším obr. 7 detail centrální části stejného provedení, avšak se zakreslenými trajektoriemi proudění a s charakteristickými vektory různých uplatňujících se silových působení.

Pro elektrické vstupní pulzy slouží dvojice elektrod 4a, 4b. Obě jsou provedeny jako krátké přímé úseky kovových drátů. Jejich k sobě obrácené aktivní konce jsou od sebe vzdáleny o délku spojnice 7. Tyto aktivní konce obou elektrod 4a, 4b se nacházejí ve vzduchové mezeře 3, kterou

-6CZ 307825 B6 je přerušen magnetický obvod sestavený v tomto případě z dvojice permanentních magnetů 2. Vzhledem k tomu, že přední z obou magnetů 2 se nachází před rovinou svislého řezu převodníkem na obr. 6, je na tomto obrázku vidět jen druhý zadní magnet 2. Oba magnety 2 mají tvar písmene C a jsou v převodníku umístěny proti sobě tak, že se dotýkají dole přímo svými opačnými póly, zatímco nahoře je mezi jejich póly vzduchová mezera 3. Z vnitřků obou protilehlých písmen C je tak mezi oběma magnety 2 vytvořena dutina, na obou svých koncích, tedy vpravo i vlevo na obr. 6, otevřená do atmosféry. Spojnice 7 obou aktivních konců obou elektrod 4a, 4b se nachází právě na spodním okraji stěn 8 vzduchové mezery 3. Určitou představu o uspořádání magnetického obvodu může také ještě přinést indukční čára 6 nakreslená v pravé části obr. 6. Je to uzavřená čára procházející oběma permanentními magnety 2, z nichž ovšem je zde vidět jen jeden, a také procházející vzduchovou mezerou 3. V horní části tělesa 1_ převodníku na obr. 6 jsou vytvořeny další dutiny pro průtok vzduchu. Jednak je vzduch přiváděn pod přetlakem zleva jak je naznačeno šipkou 10 napájecího průtoku vedoucí do napájecí trysky 11. Dále může být vzduch ještě přisáván zvnějšku přes vzduchovou mezeru 3 přisávacím kanálem 14 do interakční dutiny.

Napájecí tryska 11 se ve směru proudění zleva doprava zužuje tak, že se v ní tlaková energie vzduchu mění na energii kinetickou. Proti ústí napájecí trysky 11 jsou pak z interakční dutiny vyvedeny dvě alternativní cesty pro další proudění. V prvé řadě je to ve směru výtoku z napájecí trysky 11 se nacházející přímý vývod 15. Na rozdíl od předchozího příkladu z obr. 1 až 5 je to právě tento přímý vývod 15 na nějž se v tomto druhém příkladu uskutečnění připojuje navazující fluidický systém. Jako druhá cesta je nahoře na tělese 1 ventilační vývod vyvedený do okolní atmosféry. Kromě toho, že jde u přímého vývodu 15 o neměnící se směr proudění, je také ještě přímá dráha vzduchového proudu do přímého vývodu 15 zajištěna tím, že u ústí napájecí trysky 11 je umístěna přídržná stěna 19, k níž protékající vzduchový proud přilne Coandovým jevem. Mezi touto přídržnou stěnou 19 a ústím napájecí trysky 11 je ještě úzká štěrbina horního konce přisávacího kanálu 14. Do tohoto přisávacího kanálu 14 může vstupovat vzduch z atmosféry zleva i zprava kolem obou elektrod 4a, 4b, Všechny dutiny pro proudění vzduchu v horní části tohoto převodníku jsou i v tomto případě překryty krycí deskou 33, která ovšem na obr. 6 a 7 není kreslena, neboť se nachází před rovinou myšleného vertikálního řezu.

Elektrické řídicí pulzy jsou po zesílení přiváděny jako napěťový rozdíl na aktivní konce obou elektrod 4a, 4b. Není-li přítomen tento elektrický vstupní signál, prochází vzduch z napájecí trysky 11 přímým vývodem 15, jak to na obr. 7 ukazuje zakreslená přímá trajektorie 60. Přivedeli se ovšem na aktivní konce obou elektrod 4a, 4b dostatečně vysoký napěťový rozdíl, uplatní se volné elektrony ve vzduchové mezeře 3 které tam jsou například v důsledku kosmického a jiného ionizujícího záření. Také může být plyn v mezielektrodové mezeře udržován v ionizovaném stavu, například průchodem velmi malého elektrického proudu. Začnou se ihned pohybovat od první elektrody 4a ke druhé elektrodě 4b. Přitom dochází k jejich srážkám z molekulami vzduchu a je-li napětí dostačující, nastává ionizace těchto molekul a objeví se další volné elektrony. Jejichž počet během zlomků sekundy exponenciálně narůstá až je omezen impedancí vnějšího elektrického zdroje. Zdroj elektrického signálu dodává další elektrony takže se rychle vyvine elektrický oblouk. Dráhy nosičů elektrického náboje sledují zhruba spojnici 7 aktivních konců obou elektrod 4a, 4b. Typická je spíše zakřivená a poněkud chaotická trajektorie proudu v oblouku 40. Ovšem účinkem magnetického pole, jehož účinky na obr. 6 a 7 naznačuje vektor 5 intenzity magnetického pole směřující mezi oběma stěnami 8 vzduchové mezery 3, vzniká Lorentzova síla 100. Ta působí na pohybující se nosiče náboje v elektrickém oblouku a je kolmá jak k lokální tečně k trajektorii pohybu elektronů v oblouku 40, tak je také kolmá k vektoru intenzity magnetického pole 5. Znamená to, že na obr. 7 působí Lorentzova síla 100 směrem vzhůru. Interakcí pohybujících se nosičů elektrického náboje v oblouku 40 s okolním prostředím jsou spolu s nimi strhávány i neutrální molekuly všech komponent, z nichž vzduch sestává. Na obrázcích jsou naznačeny odpovídající proudnice 50 přisávaného vzduchu přicházejícího dole zprava i zleva kolem obou elektrod 4a, 4b. Získanou setrvačností pokračuje v tomto uspořádání směrem vzhůru, tedy ve směru původní Lorentzovy síly 100, až po výtoku z přisávacího kanálu 14 naráží na kolmo k němu proudící proud vzduchu vytékající z napájecí trysky 11. Hybnostní

-7 CZ 307825 B6 interakcí Lorentzovy síly 100, setrvačností proudícího vzduchu z prisávacího kanálu 14 a průtočnou hybností proudu vzduchu vytékajícího z napájecí trysky 11 je výsledné proudění zaktivováno jak ukazuje na obr. 7 naznačená zakřivená odkloněná trajektorie 61. Vzduch je tak vyveden do atmosféry, takže do navazujících částí fluidického systému se přes přímý vývod nedostane. To je situace jaká nastává v časové mezeře mezi výstupními průtokovými pulzy. Opět i zde je z uvedeného popisu vidět, že se celého děje nezúčastňuje žádná mechanická pohyblivá nebo deformovaná součástka.

Ionty a elektrony z oblouku mají ovšem tendenci rychle rekombinovat, takže na ně pak již účinek magnetického pole nepůsobí. Je proto žádoucí, aby délka proudění skrze přisávací kanál 14 mimo stěnu 8 vzduchové mezery byla co možná krátká. Nejlepší účinnost převodu se dosáhne tedy, působí-li Lorentzova síla 100 ještě u ústí napájecí trysky 11. To by ovšem vedlo k tomu, že obrázky jako obr. 6 a 7 by se staly velmi nepřehlednými a popis jejich funkce by byl obtížný.

Příklad 3

Jde-li ovšem o efektivitu elektro/fluidického převodu a nikoliv názornost po popisu, je užitečný příklad provedení podle obr. 8 a 9, dosahující vyšší efektivitu přeměny zejména tím, nespoléhá na setrvačnost proudění vzduchu ale přímo na Lorentzovu sílu 100, která je generována v interakční dutině vytvořené před ústím napájecí trysky 11. Z obou dalších obrázků první obr. 8 ještě sestává ze dvou částí. Je to jednak jeho spodní část zobrazující v perspektivním řezu svislou rovinou celý převodník, jednak horní část zobrazující nej důležitější detaily ve středu převodníku. Následující obr. 9 pak ukazuje ve velkém zvětšení právě tuto středovou část, navíc v perspektivním pohledu se zakreslenými šipkami znázorňujícími směry pohybů a účinků.

Těleso 1 převodníku, jak ukazuje obr. 8, je hranolovitého tvaru. Pro průtok vzduchu jsou v něm vytvořeny vyhloubené dutiny mající charakter protékaných kanálů. Svrchu jsou tato zahloubení pak překryta na těchto obrázcích nakreslenou krycí deskou 33. Dno těchto kanálů je rovinné, okolní plochy nad něj vystupují ve stálé výšce 9. Pro přívod vzduchu je na levé straně obr. 8 napájecí tryska 11. Na protilehlé pravé straně je možný výtok buď prvním skloněným vývodem 13a skloněným od osy napájecí trysky 11 směrem vzhůru nebo druhým skloněným vývodem 13b. Ten je od osy napájecí trysky 11 skloněn směrem dolů. Napájecí tryska 11 se ve směru průtoku postupně zužuje, naopak skloněné vývody 13a, 13b se jako difuzory postupně směrem doprava rozšiřují. Uvnitř napájecí trysky 11 před jejím ústím je ve spodní straně stěny trysky vložena kovová první elektroda 4a. Ta je elektricky spojena s jednou z přívodních svorek 30. Za ústím napájecí trysky 11 ve směru proudění je interakční dutina nahoře vymezena odlehlou stěnou 12 a dole vymezena přídržnou stěnou 19. Na zadní straně interakční dutiny vidět plochá stěna 8 vzduchové mezery 3 magnetu 2. Do přídržné stěny 19 je vsazena kovová druhá elektroda 4b pojená elektricky s druhou z obou přívodních svorek 30.

Při absenci elektrického vstupního signálu na přívodních svorkách 30 je vzduchový proud tvořený výtokem z ústí napájecí trysky 11 skloněn směrem dolů, takže vstupuje do prvního skloněného vývodu 13a. Je to především účinkem Coandova jevu přilnutí k přídržné stěně 19. Tento preferovaný sklon je zejména usnadněn také tím, že na horní straně je odlehlá stěna 12 mnohem více vzdálena od ústí napájecí trysky 11 a přilnutí k ní proto v základním stavu převodníku nenastává.

Je-li na přívodních svorkách 30 přivedeno k tomu dostačující elektrické napětí, vytvoří se mezi aktivními konci elektrod 4a, 4b elektrický oblouk. Účinkem magnetického pole permanentního magnetu, 2 z nějž je na obrázcích viditelná pouze stěna 8 nacházející se na jednom z jeho pólů, je vyvolána Lorentzova síla 100 působící na plazma oblouku. Může být například účelné, aby magnet 2 byl uspořádán podobně jako je tomu u výše popsaných obr. 4 a 5, tedy ve tvaru písmene C s mezerou 3 mezi póly. Na obr. 9 je účinek magnetického pole naznačen vektorem intenzity magnetického pole 5. Ve směru kolmém k tangentě k typické čáře proudu v oblouku 40 a současně kolmé k vektoru 5 intenzity magnetického pole se tak vyvolá Lorentzova síla 100. Na

-8CZ 307825 B6 obr. 8 a 9 působí tato síla směrem vzhůru a tím nadzdvihuje trajektorii 61 pohybu vzduchu proudícího z napájecí trysky 11.

Příklad 4

Celé uspořádání tohoto příkladu provedení je nakresleno na obr. 10. Podobně jako u předcházejícího příkladu na obr. 8 i uspořádání na obr. 10, sestává ze dvou částí. Je to jednak spodní Část zobrazující v řezu svislou rovinou celý převodník elektrického signálu na fluidický signál přenášený proudící tekutinou, jednak je to horní část zobrazující nej důležitější střed převodníku. Těleso 1 převodníku zde na obr. 10 zase hranolovitého tvaru a i uspořádání dutin v něm je podobné jako u výše popisovaných případů. Je to tedy tak, že pro průtok vzduchu jsou v tělese 1 vytvořeny dutiny mající charakter kanálů protékaných ve svém souhrnu odleva doprava. Dno těchto kanálů je rovinné, okolní plochy nad něj vystupují ve stálé výšce 9 podle obr. 2. Jsou překryty na obrázku nekreslenou krycí deskou 33. Pro vstup vzduchu do dutin je na levé straně obr. 10 napájecí tryska 11. Na protilehlé pravé straně pak je možný výtok buď prvním skloněným vývodem 13a odkloněným směrem vzhůru od osy napájecí trysky 11. nebo druhým skloněným vývodem 13b, který je od osy napájecí trysky 11 skloněn směrem dolů. Napájecí tryska 11 se ve směru průtoku postupně zužuje pro urychlení vzduchu před vchodem do interakční dutiny. Naopak skloněné vývody 13a. 13b se jako difůzory postupně směrem doprava rozšiřují a kinetická energie vzduchu se přitom přeměňuje nazpět na energii tlakovou, jak je to vůbec obvyklé u fluidických ventilů proudového typu. Za ústím napájecí trysky 11 je ve směru proudění interakční dutina. Taje nahoře vymezena odlehlou stěnou 12, zatímco dole je vymezena přídržnou stěnou 19. V rovině této přídržné stěny 19 je vsazena do tělesa 1_ první elektroda 4a spojená elektricky s jednou z dvojice přívodních svorek 30. Elektrody 4a, 4b zde mají plochý rovinný tvar. Druhá elektroda 4b vsazena do stěny děliče 18 nacházejícího se mezi oběma skloněnými vývody 13a, 13b. Je elektricky spojena s druhou z obou přívodních svorek 30. Na zadní straně interakční dutiny je na obr. 10 vidět pól magnetu 2. Rozkládá se v místech kde jsou obě elektrody 4a, 4b, celá jedna polovina interakční dutiny i vtok do prvního skloněného vývodu 13a.

Pokud není na přívodních svorkách 30 přiveden elektrický signál, je vzduchový proud tvořený výtokem z ústí napájecí trysky 11 skloněn směrem dolů, tedy do prvního skloněného vývodu 13a. Děje se to v důsledku Coandova jevu přilnutí tekutinového proudu k přídržné stěně 19. Tomuto preferovanému sklonu pomáhá také to, že na horní straně interakční dutiny je odlehlá stěna 12 mnohem více vzdálena od ústí napájecí trysky 11. než přídržná stěna 19. Magnetické pole magnetu 2 ovšem v tomto režimu na elektricky neutrální vzduch nepůsobí.

Po přivedení elektrického napětí mezi přívodní svorky 30 a tedy i mezi elektrody 4a, 4b dojde ke změně. Jde o tak velké napětí, že mezi elektrodami 4a, 4b vznikne elektrický oblouk. Na obr. 10 je nakreslena typická čára proudu v oblouku 40. Je patrné, že v tomto případě oblouk 40 probíhá napříč ke vtoku do prvního skloněného vývodu 13a. Jako u výše popsaných provedení interakcí pohybujících se nosičů náboje s magnetickým polem magnetu 2 vzniká Lorentzova síla 100 orientovaná jednak kolmo k čárám proudu v oblouku 40, jednak je kolmá k vektoru intenzity magnetického pole 5. Tento vektor je ovšem kolmý k rovině nákresny obrázku. Jak je naznačeno nakreslenou odkloněnou trajektorií 61, je účinkem Lorentzovy síla 100 vtok do prvního skloněného vývodu 13a blokován. Je tím změněn směr proudu vzduchu opouštějícího napájecí trysku 11. neboť ten je v tomto druhém režimu veden do druhého skloněného vývodu 13b.

Příklad 5

Tento příklad provedení, nakreslený na obr. 11, zcela odpovídá výše popsanému příkladu provedení zobrazenému na obr. 1, 2, 3, 4 a 5, a sice zejména na obr. 5. Tam jsou po postupném odebírání jednotlivých částí převodníku zakresleny pouze obě elektrody 4a, 4b a permanentní magnet 2. Nyní je na obr. 11 viditelná zcela stejná a ve stejném pohledu znázorněná část elektro/fluidického převodníku. Rozdíl je v tom, že nyní nejde o permanentní magnet 2, ale o

-9CZ 307825 B6 elektromagnet. Ten je vytvořen tak, že na feromagnetické nebo ferimagnetické jádro ve tvaru písmene C je navinuto vinutí 22. Elektrický proud jím procházející tak vyvolá ve vzduchové mezeře 3 mezi póly elektromagnetu stejný vektor 5 intenzity magnetického pole a tedy stejnou Lorentzovu sílu 100. Vzniká tak provedení, které má dvě alternativní možnosti pokud jde o volbu elektrického vstupního signálu. Elektromagnet může být svým vinutím 22 napojen trvale na zdroj stejnosměrného napětí a vstupní signál je zaváděn na elektrody 4a, 4b.

Příklad 6

Toto uspořádání zobrazené na obr. 12 zcela odpovídá předcházejícímu příkladu z obr. 11. Liší se tím, že elektrody 4a, 4b a vinutí 22 spolu spojeny do série. Pro některá uspořádání totiž může být účelné napájet elektromagnet střídavým proudem. To ovšem vyvolá periodicky se střídající orientace vektoru 5 intenzity magnetického pole. Ovšem i u stejným proudem napájených elektrod se střídá i směr elektrického proudu v oblouku. Znamená to, že se tak vyvolává Lorentzova síla 100 stále stejného směru. Indukčnost elektromagnetu také může tvořit kmitavý obvod s kapacitou ve vnějším elektrickém obvodu, využije se tak energie akumulovaná dočasně v magnetickém poli elektromagnetu 2.

Příklad 7

Tento poslední příklad provedení je nakreslen na obr. 13. V zásadě jde o uspořádání velmi obdobné příkladu provedení zobrazenému na obr. 1, 2, 3, 4 a 5. Není zde však přisávací kanál 14 spojující vzduchovou mezeru 3 s atmosférou. Namísto toho se generuje Lorentzova síla 100 na nosiče náboje v elektrickém oblouku orientovaném napříč vzduchovému kanálu tvořícímu smyčku 70. Je to kanál vytvořený v tělese 1 tak, že spojuje horní a dolní část interakční dutiny nacházející se před ústím napájecí trysky 11. Jsou zde tedy tentokrát dvě rovnocenné pridržné stěny, z nichž na obr. 12 je vidět první pridržná stěna 19a. Stejně jako na obr. 3 jsou zde uspořádané i obě elektrody 4a, 4b. Konfigurace je tedy, až na obě elektrody 4a, 4b, zcela symetrická vzhledem k ose napájecí trysky 11. Vzduch tedy z převodníku vystupovat zcela stejně jedním zobou skloněných vývodů 13a, 13b, jak označují shodně první šipka 20a výstupního průtoku i druhá šipka 20b výstupního průtoku. Uspořádání na obr. 12, až ovšem na obě elektrody 4a, 4b a permanentní magnet 2, tak zcela odpovídá známému samobuzenému fluidickému oscilátoru, jak jej například ukazuje Obr. 6 vlevo nahoře v publikovaném článku Tesař V.: Taxonomie Trees ofFluidic Oscillators , EPJ Web of Conferences Vol. 143, 02128, 2017.

Je-li tedy uspořádání z obr. 13 v situaci, kdy právě není přítomen elektrický budicí signál, funguje uspořádání jako obvyklý fluidický oscilátor generující symetrické výstupní průtokové pulzy odpovídající střídavému přilnutí a odtržení proudu vzduchu od přídržných stěn. Oscilace jsou spojeny se střídajícím se směrem proudění ve smyčce 70. Přivede-li se na elektrody 4a, 4b signál schopný vyvolat mezi jejich aktivními konci elektrický oblouk, pak v interakci s polem magnetu 2 vzniká ve smyčce 70 Lorentzova síla 100. Ta působí jen v jednom směru a způsobuje tedy asymetrii generovaných oscilací. V jednom směru trvá průtokový pulz déle a v opačném směru trvá méně. Je ovšem možné použít konfiguraci se zapojením z obr. 12, kdy se střídají směry Lorentzovy síly 100 podle polarity proudu přiváděného na vinutí elektromagnetu a v generátoru se pak se změnami intenzity elektrického proudu mění pouze frekvence oscilací spolu se šířkou průtokových pulzů. Taková uspořádání jako je toto mohou být zvlášť vhodná pro řízení průtoku tekutiny v režimu pulzní šířkové modulace.

Průmyslová využitelnost

Předmět tohoto vynalezu najde uplatnění zejména ve fluidických systémech, pracujících se vzduchem, aniž by se v nich děje účastnily nějaké pohyblivé mechanické součástky, a které jsou řízeny signály elektronických řídicích soustav, které ovšem také pohyblivé mechanické součástku

- 10CZ 307825 B6 nemají. Tento vynález tedy umožní vyhnout se nepříznivým důsledkům pohyblivých součástek při převodu mezi oběma druhy soustav.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (5)

1. Způsob převodu elektrického řídicího signálu na změnu průtoku plynu, při němž se zavádí na dvojicí elektrod elektrický napěťový rozdíl odpovídající zesílenému elektrickému vstupnímu signálu, vyznačující se tím, že na elektrický oblouk, který se vytvoří mezi aktivními konci obou elektrod, se působí magnetickým polem magnetického obvodu se vzduchovou mezerou uvnitř které se oblouk vytváří a tím se působí na plazma vytvořené v oblouku z molekul plynu silou vyvolávající dopad na citlivou oblast napájecího proudu tvořeného výtokem plynu, zejména vzduchu, z napájecí trysky a tímto dopadem se způsobí zakřivení trajektorie tohoto napájecího proudu, aby se jeho plyn zachytil ve změněném poměru v dvojici vývodů, kde výtok plynu jedním z nich odpovídá svým časovým průběhem průběhu elektrického vstupního signálu.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že na citlivou oblast napájecího proudu tvořeného výtokem plynu z napájecí trysky se u ústí této napájecí trysky působí jednak plazmatem vytvořeným v elektrickém oblouku z molekul plynu a jednak také molekulami téhož plynu, přičemž oboje se přivádí skrze přisávací kanál tak, že plazma urychlená Lorentzovou silou také srážkami s molekulami tohoto plynu urychluje tento plyn směrem k napájecímu proudu.

3. Zařízení k provádění způsobu podle nároku 1, s dvojicí elektrod proti sobě obrácených svými aktivními konci a napojených přes elektrické zesilovací ústrojí na zdroj vstupního signálu, vyznačující se tím, že aktivní konce obou elektrod, první elektrody (4a) a druhé elektrody (4b), jsou uvnitř vzduchové mezery (3) magnetického obvodu obsahujícího nejméně jeden magnet (2) a ve směru kolmém ke spojnici (7) aktivních konců obou elektrod (4a, 4b) je ústí napájecí trysky (11) a proti tomuto ústí ve směru výtoku z něj jsou vstupy do nejméně dvou výstupních vývodů, buď jednak přímého vývodu (15) a jednak skloněného vývodu (13), nebo dvou skloněných vývodů (13a, 13b).

4. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vzduchová mezera (3) magnetického obvodu je propojena přisávacím kanálem (14) s velkou dutinou vyplněnou plynem, což může být atmosféra.

5. Zařízení podle nároku 3, vyznačující se tím, že vzduchová mezera (3) magnetického obvodu je propojena na jedné straně s prostorem u přídržné stěny (12) před ústím napájecí trysky (11) a současně je smyčkou (70) propojena na druhé straně před ústím téže napájecí trysky (11) s prostorem u odlehlé stěny (19).