RU2065090C1

RU2065090C1 - Hydraulic booster

Info

Publication number: RU2065090C1
Application number: RU93039969A
Authority: RU
Inventors: Э.Г. Берестовицкий; Н.С. Бычек; Г.Г. Простова; Ю.М. Черепашенец
Original assignee: Берестовицкий Эрлен Григорьевич
Priority date: 1993-08-06
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1996-08-10

Abstract

FIELD: hydraulic automation; automatic control systems. SUBSTANCE: electrohydraulic booster has housing with passages for supply and discharge of working medium, drain chamber and two control chambers where bellows connected with damper are mounted, first and second groups of opposing nozzles located on either side of damper; damper is provided with through holes located over circumference at equal pitch in circular projection of each nozzle on damper; ratio of total area of holes located over circumference and circular area of end of respective nozzle is equal to 0.5. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гидроавтоматики и может быть использовано в системах автоматического регулирования. The invention relates to the field of hydraulic engineering and can be used in automatic control systems.

Известен гидравлический усилитель, содержащий корпус с каналами подвода и выхода среды, со сливной и двумя управляющими камерами, в каждой из которых установлен сильфон, сопло, и заслонку (1). A hydraulic amplifier is known, comprising a housing with media inlet and outlet channels, with a drain and two control chambers, each of which has a bellows, a nozzle, and a shutter (1).

Техническим недостатком усилителя является низкая устойчивость. The technical disadvantage of the amplifier is its low stability.

Известен также гидравлический усилитель, содержащий корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, камерой слива и двумя камерами управления, в которых установлены сильфоны, соединенные с заслонкой, а также первую и вторую группу сопл, встречно расположенных по обе стороны заслонки. A hydraulic amplifier is also known, comprising a housing with channels for supplying and discharging a working medium, a drain chamber and two control chambers in which bellows are installed connected to the shutter, as well as the first and second group of nozzles located opposite to each other on the shutter.

Техническим недостатком известных усилителей является высокая виброактивность и шум при возникновении автоколебаний заслонки. A technical disadvantage of the known amplifiers is the high vibration activity and noise in the event of self-oscillations of the damper.

Это обусловлено неоднозначностью типа течения среды (жидкости) в зазоре между торцем сопла и заслонкой (отрывного и безотрывного) в зависимости от величины зазора, что вызывает переменное силовое воздействие на заслонку, сопровождающееся резким возрастанием вибрации, шума и ускоренным выходом из строя подвижных частей усилителя. This is due to the ambiguity of the type of medium (liquid) flow in the gap between the nozzle end and the shutter (tear-off and non-tear-off), depending on the size of the gap, which causes a variable force action on the shutter, which is accompanied by a sharp increase in vibration, noise and accelerated failure of the moving parts of the amplifier.

Технической задачей изобретения является улучшение виброакустических характеристик усилителя за счет устранения автоколебаний заслонки. An object of the invention is to improve the vibro-acoustic characteristics of the amplifier by eliminating self-oscillations of the damper.

Сущность изобретения состоит в том, что в усилителе, содержащем корпус с каналами подвода и отвода рабочей среды, камерой слива и двумя камерами управления, в которых установлены сильфоны, соединенные с заслонкой, а также первую и вторую группу сопл, встречно расположенных по обе стороны заслонки, заслонка выполнена со сквозными отверстиями, размещенными по окружности с равным шагом в кольцевой проекции каждого сопла на заслонку, причем отношение суммарной площади отверстий, размещенных по окружности, к кольцевой площади торца соответствующего сопла выполнено равным 0,5. The essence of the invention lies in the fact that in an amplifier containing a housing with channels for supplying and discharging a working medium, a drain chamber and two control chambers in which bellows are installed connected to the shutter, as well as the first and second group of nozzles, located opposite on both sides of the shutter , the shutter is made with through holes arranged around the circle with equal steps in the annular projection of each nozzle onto the shutter, the ratio of the total area of the holes arranged around the circumference to the annular end face area, respectively uyuschego nozzle configured to 0.5.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема гидравлического усилителя, на фиг. 2 разрез А А на фиг.1. In FIG. 1 shows a structural diagram of a hydraulic amplifier, in FIG. 2 section A a in figure 1.

Усилитель содержит корпус 1 с каналом 2 подвода рабочей среды и каналами 3, 4 отвода среды, с камерой 5 слива и двумя камерами 6, 7 управления, в каждой из которых установлены сильфоны 8, 9, соответственно заслонку 10, первую группу сопл 11, расположенных над заслонкой 10, вторую группу сопл 12, расположенных под заслонкой 10. Давление в канале 2 равно Р_н, давление в каналах 3, 4 Р_сл.The amplifier contains a housing 1 with a channel 2 for supplying a working medium and channels 3, 4 for discharging a medium, with a drain chamber 5 and two control chambers 6, 7, in each of which bellows 8, 9, a shutter 10, and a first group of nozzles 11 located above the shutter 10, the second group of nozzles 12 located under the shutter 10. The pressure in the channel 2 is equal to R _n , the pressure in the channels 3, 4 R _sl .

Сильфон 8 поджат пружиной 13. Регулирующие органы (не изображены) подключены к камерам 6, 7. В заслонке 10 выполнены сквозные отверстия 14, размещенные по окружности на равных расстояниях между собой в проекции кольцевой площади торца каждого сопла групп 11, 12 на заслонку 10, отношение суммарной площади которых к кольцевой площади торца 15 каждого сопла групп 11, 12 составляет 0,5. The bellows 8 is spring-loaded 13. The regulating bodies (not shown) are connected to the chambers 6, 7. In the shutter 10, through holes 14 are made, arranged around the circumference at equal distances between each other in the projection of the annular area of the end face of each nozzle of groups 11, 12 onto the shutter 10, the ratio of the total area of which to the annular area of the end face 15 of each nozzle of groups 11, 12 is 0.5.

Усилитель работает следующим образом. The amplifier operates as follows.

От регулирующего органа в камеру 6 и камеру 7 поступают входные сигналы с давлениями Р_вх ₁ и Р_вх ₂. Разность давлений двух входных сигналов соответствует значению настройки усилителя и уравновешивается усилием предварительного сжатия пружины 13. При этом заслонка 10 занимает среднее положение, которому соответствуют одинаковые зазоры между заслонкой 10 и первой группой сопл 11 и между заслонкой 10 и второй группой сопл 12. Сильфоны 8,9, основания которых жестко соединены с подвижной заслонкой 10, имеют одинаковую предварительную деформацию. Рабочая среда к усилителю поступает через канал 2 подвода и, пройдя через зазоры, образованные заслонкой 10 и торцами сопл первой группы 11, попадает в камеру 5, аналогично, пройдя через зазоры, образованные заслонкой 10 и торцами сопл второй группы 12, также попадает в камеру 5 слива.From the regulatory body in the chamber 6 and the chamber 7 receives input signals with pressures P _I ₁ and P _I ₂ . The pressure difference of the two input signals corresponds to the setting of the amplifier and is balanced by the pre-compression force of the spring 13. At the same time, the shutter 10 occupies a middle position, which corresponds to the same gaps between the shutter 10 and the first group of nozzles 11 and between the shutter 10 and the second group of nozzles 12. Bellows 8, 9, the bases of which are rigidly connected to the movable shutter 10, have the same preliminary deformation. The working medium flows to the amplifier through the supply channel 2 and, passing through the gaps formed by the shutter 10 and the ends of the nozzles of the first group 11, enters the chamber 5, similarly, passing through the gaps formed by the shutter 10 and the ends of the nozzles of the second group 12 also enters the chamber 5 plum.

Внутренние полости сопл групп 11,12, расположенных равномерно по окружности над и под заслонкой 10, сообщаются между собой и с каналами 3,4 отвода. При среднем положении заслонки 10 давление в каналах 3,4 одинаково и равно значению

Отклонение перепада давления двух входных сигналов от номинального значения вызывает смещение заслонки 10 от среднего положения на величину, пропорциональную отклонению перепада давления входных сигналов от номинального значения.The internal cavities of the nozzles of groups 11,12, arranged uniformly around the circumference above and below the shutter 10, communicate with each other and with the channels 3.4 of the outlet. With the middle position of the shutter 10, the pressure in the channels 3.4 is the same and equal to the value

The deviation of the differential pressure of the two input signals from the nominal value causes the valve 10 to move from the middle position by an amount proportional to the deviation of the differential pressure of the input signals from the nominal value.

Например, при увеличении перепада давления входных сигналов Р_вх ₁ P_вх ₂ заслонка 10 смещается вниз от среднего положения. Зазоры между заслонкой 10 и соплами второй группы 12 уменьшаются, расход среды через сопла второй группы 12 в камеру 5 уменьшается, а давление Р_вых ₂ в канале 4 усилителя увеличивается.For example, with an increase in the pressure drop of the input signals P _in ₁ P _in _{2, the} shutter 10 moves down from the middle position. The gaps between the shutter 10 and the nozzles of the second group 12 are reduced, the flow rate through the nozzles of the second group 12 to the chamber 5 is reduced, and the pressure P _o ₂ in the channel 4 of the amplifier increases.

При изменении зазора между соплом и заслонкой 10 один режим течения среды переходит к другому. Площадь кольцевой щели в зазоре между соплом и заслонкой изменяется. При малых зазорах она расширяется незначительно и в ней создаются условия для прилипания потока среды к торцу сопла (течение безотрывное), а при больших зазорах расширение становится существенным, поток к торцу сопла прилипнуть уже не может (течение безотрывное). When changing the gap between the nozzle and the shutter 10, one mode of flow of the medium goes to another. The area of the annular gap in the gap between the nozzle and the damper changes. At small gaps, it expands slightly and conditions are created in it for the medium flow to adhere to the nozzle end (continuous flow), and for large gaps, the expansion becomes significant, the flow can no longer stick to the nozzle end (continuous flow).

Величина зазора не является однозначной, а зависит от направления движения заслонки 10. При удалении заслонки 10 от сопла переход от безотрывного режима течения к отрывному происходит при больших значениях зазора, чем переход от отрывного режима течения к безотрывному при приближении заслонки 10 к соплу. При этом давление на заслонке 10 в области кольцевой щели переменное: оно то плавно уменьшается (при отрывном течении), то может принимать и отрицательные значения (при безотрывном течении). Это могло бы привести к неоднозначности силового воздействия на заслонку 10 и вызывать ее автоколебания, ухудшающие виброакустические характеристики гидравлического усилителя. The size of the gap is not unambiguous, but depends on the direction of movement of the shutter 10. When the shutter 10 is removed from the nozzle, the transition from the continuous flow to the breakaway mode occurs at larger values of the gap than the transition from the breakaway flow to continuous flow when the shutter 10 approaches the nozzle. In this case, the pressure on the shutter 10 in the region of the annular gap is variable: it either gradually decreases (with a tear-off flow), it can also take negative values (with a tear-free flow). This could lead to the ambiguity of the force acting on the shutter 10 and cause its self-oscillations, which worsen the vibro-acoustic characteristics of the hydraulic amplifier.

Наличие сквозных отверстий 14 в заслонке 10, размещенных по окружности на равных расстояниях между собой в проекции кольцевой площади торца 15 каждого сопла на заслонку 10, обеспечивает при указанном выше соотношении площадей выравнивание переменного давления в области кольцевой щели в зазоре между торцем сопла и заслонкой 10, приближая его к давлению, имеющемуся за пределами зазора. В результате устраняется переменная сила на заслонке, вызывающая его автоколебания, и обеспечивается снижение уровня вибрации и шума при работе гидравлического усилителя. The presence of through holes 14 in the shutter 10, arranged circumferentially at equal distances between each other in the projection of the annular area of the end face 15 of each nozzle onto the shutter 10, provides, when the ratio of the areas is indicated above, equalization of the alternating pressure in the annular gap in the gap between the end of the nozzle and the shutter 10, bringing it closer to the pressure outside the gap. As a result, the variable force on the damper causing its self-oscillations is eliminated, and the level of vibration and noise during the operation of the hydraulic amplifier is reduced.

Claims

A hydraulic amplifier comprising a housing with channels for supplying and discharging a working medium, a drain chamber and two control chambers in which bellows are installed connected to the shutter, as well as the first and second groups of nozzles located opposite on both sides of the shutter, characterized in that the shutter is made with through holes located around the circle with an equal pitch in the annular projection of each nozzle onto the valve, the ratio of the total area of the holes placed around the circumference to the annular end face area corresponding its nozzle is 0.5.