SU832139A1

SU832139A1 - Electrohydraulic intensifier

Info

Publication number: SU832139A1
Application number: SU782606751A
Authority: SU
Inventors: Юрий Михайлович Ефремов; Аркадий Георгиевич Кашин; Михаил Трофимович Костылев; Эдуард Давидович Магнер; Александр Анатольевич Фалькнер
Original assignee: Опытно-Конструкторское Бюро"Теплоавтомат"
Priority date: 1978-04-21
Filing date: 1978-04-21
Publication date: 1981-05-23

Description

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано в электрогидравлических системах автоматического регулирования произвол- » ственными процессами.The invention relates to hydraulic automation and can be used in electro-hydraulic systems for automatic regulation of arbitrary processes.

Известен электрогидравлический усилитель, содержащий электромеханический преобразователь, двухкаскадный гидроусилитель, первый каскад которого выполнен в виде элемента соплозаслонка, подключенный гидролиниями к источнику питания, сливу и исполнительному механизму, и устройство упругой обратной связи,, подключенное ’ к гидролинии, связанной с исполнитель-15 ным механизмом fl] .A known electro-hydraulic amplifier containing an electromechanical converter, a two-stage hydraulic booster, the first stage of which is made in the form of a nozzle damper element, connected by hydraulic lines to a power source, a drain and an actuator, and an elastic feedback device connected to a hydraulic line connected to the executing mechanism 15 fl].

Недостаток известного усилителя низкие динамические характеристики вследствие многократного преобразования сигнала обратной связи и слож- 20 ность конструкции устройства обратной связи.A disadvantage of the known amplifier is its low dynamic characteristics due to multiple conversion of the feedback signal and the complexity of the design of the feedback device.

Цель изобретения - улучшение динамических характеристик и упрощение конструкции. ²⁵ The purpose of the invention is the improvement of dynamic characteristics and simplification of the design. ²⁵

Указанная цель достигается тем, что .устройство обратной связи выполнено’в виде мембранного узла, состоящего из двух мембран различной эффективной площади, . связанных жестки- 30 ми центрами между собой и с заслонкой первого каскада, взаимодействующей с соплом, установленным с возможностью перемещения.This goal is achieved by the fact that the feedback device is made in the form of a membrane unit, consisting of two membranes of different effective area,. connected by rigid 30 centers between each other and with the shutter of the first cascade interacting with a nozzle mounted with the possibility of movement.

На чертеже изображен электрогидравлический усилитель.The drawing shows an electro-hydraulic amplifier.

Усилитель содержит электромеханический преобразователь 1,якорь 2 которого воздействует на мембрану 3 узла упругой обратной связи, жесткий центр которой связан с жестким центром второй мембраны 4 узла и с заслонкой 5 первого каскада гидроусилителя, взаимодействующей с соплом 6. Второй каскад гидроусилителя выполнен в виде блока, состоящего из двух мембран 7 и 8 различной эффективной площади с соотношением площадей 1:2,5 Гидроусилитель подключен гидролинией 9 к источнику питания (на чертеже не изображен), гидролинией 10 к сливу и гидролинией 11 к исполнительному механизму (на чертеже не изображен). При этом в жестком центре второго каскада выполнено .слнзкс-с сопло 12, сообщенное с гидролинией 10 и напорное сопло 13, шарик 14 является заслонкой сливного и напорного сопел 12 и 13. Для питания усилителя в момент включения предназна чен дроссель '15. Сопло 6 связано со сливом через дроссель 16. Сопло 6 · установлено с возможностью перемещения, чем обеспечивается изменение коэффициента усиления электрогидравлического усилителя для согласования выходного усилия электромеханического преобразователя 1 и усилия, развиваемого устройством отрицательной обратной связи.The amplifier contains an electromechanical converter 1, the anchor 2 of which acts on the membrane 3 of the elastic feedback unit, the rigid center of which is connected with the rigid center of the second membrane 4 of the unit and with the shutter 5 of the first cascade of the hydraulic booster interacting with the nozzle 6. The second cascade of the hydraulic booster is made in the form of a block, consisting of two membranes 7 and 8 of different effective area with an area ratio of 1: 2.5 The hydraulic booster is connected by a hydraulic line 9 to a power source (not shown in the drawing), a hydraulic line 10 to a drain and a hydraulic line 11 to spolnitelnomu mechanism (not illustrated). At the same time, in the rigid center of the second cascade, a nozzle 12 is connected, connected to the hydraulic line 10 and the pressure nozzle 13, the ball 14 is a flap of the drain and pressure nozzles 12 and 13. To supply the amplifier at the time of switching on, the throttle '15 is intended. The nozzle 6 is connected to the drain through the throttle 16. The nozzle 6

Изменение коэффициента усиления при перемещении сопла происходит вследствии изменения’эффективной площади мембранного узла обратной связи, обусловленного изменением положения жестких центров мембран относительно плоскостей защемления. В статическом режиме положение заслонки остается неизменным.The change in the gain during the movement of the nozzle occurs due to a change in the effective area of the feedback membrane unit due to a change in the position of the rigid centers of the membranes relative to the pinch planes. In static mode, the shutter position remains unchanged.

Электрогидравлический усилитель работает следующим образом.Electro-hydraulic amplifier operates as follows.

Входной сигнал (ток) подается на электромеханический преобразователь 1, на якоре 2 создается усилие, пропорциональное силе·тока. Это усилие передается на мембранный узел обратней связи и уравновешивается усилием, создаваемым давлением рабочей жидкости в камере между мембранами 3 и 4. В эту камеру жидкость поступает через напорное сопло 13 из гидролинии 9, сливается через зазор между заслонкой 5 и соплом 6 и поступает в камеру над мембраной 7.The input signal (current) is supplied to the electromechanical converter 1, at the armature 2, a force is created proportional to the current · force. This force is transmitted to the membrane feedback unit and balanced by the force created by the pressure of the working fluid in the chamber between the membranes 3 and 4. In this chamber, the fluid enters through the discharge nozzle 13 from the hydraulic line 9, merges through the gap between the shutter 5 and the nozzle 6 and enters the chamber above the membrane 7.

При' изменении входного сигнала (например, увеличении) сила, развиваемая якорем 2 перемещает мембранный узел обратной связи, изменяя (увеличивая) зазор между соплом 6 и заслонкой 5. Давление в камере над мембраной 7 увеличивается, мембранный блок второго каскада гидроусилителя смещается, приоткрывая напорное сопло 13. Давление в камере между мембранами 3 и 4 и в гидролинии 11 изменяется (увеличивается) так, что усилие мембранного узла обратной связи уравновешивает усилие якоря 2.When the input signal changes (for example, an increase), the force developed by the armature 2 moves the feedback membrane assembly, changing (increasing) the gap between the nozzle 6 and the shutter 5. The pressure in the chamber above the membrane 7 increases, the membrane block of the second power cascade moves, opening the pressure head nozzle 13. The pressure in the chamber between the membranes 3 and 4 and in the hydraulic line 11 is changed (increased) so that the force of the membrane feedback node balances the force of the armature 2.

Таким образом, осуществляется прямая зависимость выходного давления от величины входного сигнала (тока). Величина выходного давления прямо пропорциональна величине тока входного сигнала и обратно пропорциональ на эффективной площади узла обратной связи, равной разности эффективных площадей мембран 3 и 4.Thus, a direct dependence of the output pressure on the magnitude of the input signal (current). The value of the output pressure is directly proportional to the current value of the input signal and inversely proportional to the effective area of the feedback node, equal to the difference between the effective areas of the membranes 3 and 4.

Аналогично работает усилитель при изменении нагрузки на исполнительном механизме. В гидролинии 11 изменяется (например, увеличивается) давление. При этом оно возрастает в камере между мембранами 3 и 4, зазор между соплом 6 и заслонкой 5 изменяется (уменьшается), мембранный блок второго каскада перемещается, приоткрывая сливное сопло 12, давление жидкости в гидролинии 11 и камере между мембранами 3 и 4, соответственно, изменяется (уменьшается). Изменение прекращается после достижения положения равновесия.The amplifier works similarly when the load on the actuator changes. In the hydraulic line 11, the pressure changes (for example, increases). Moreover, it increases in the chamber between the membranes 3 and 4, the gap between the nozzle 6 and the shutter 5 changes (decreases), the membrane block of the second cascade moves, opening the drain nozzle 12, the fluid pressure in the hydraulic line 11 and the chamber between the membranes 3 and 4, respectively, changes (decreases). Change stops after reaching equilibrium.

Применение данного изобретения позволяет улучшить динамические характеристики и упростить конструкцию электрогидравлических систем автоматического регулирования производственных процессов.The use of this invention allows to improve dynamic characteristics and simplify the design of electro-hydraulic systems for automatic control of production processes.

Claims

The invention relates to hydraulics and can be used in electro-hydraulic systems for automatic control of production processes. A electrohydraulic amplifier containing an electromechanical transducer is known, a two-stage hydraulic booster, the first cascade of which is made as an element of a nozzle valve connected to the power source, drain and actuator, and an elastic feedback device connected to the hydraulic line connected to the performer. mechanism l. The disadvantage of the known amplifier is low dynamic characteristics due to multiple conversion of the feedback signal and the complexity of the design of the feedback device. The purpose of the invention is to improve the dynamic characteristics and simplify the design. This goal is achieved by the fact that the feedback device is designed as a membrane assembly consisting of two membranes of different effective area. connected with rigid centers and with each other and with the gate of the first cascade, which interacts with the nozzle, which is installed with the possibility of movement. The drawing shows an electro-hydraulic amplifier. The amplifier contains an electromechanical transducer 1, the measles 2 of which acts on the membrane 3 of the elastic feedback node, whose hard center is connected to the rigid center of the second membrane 4 of the node and to the valve 5 of the first power steering stage, interacting with the nozzle 6. The second power steering stage is designed as unit consisting of two membranes 7 and 8 of various effective areas with an area ratio of 1; 2.5 The hydraulic booster is connected by hydroline 9 to a power source (not shown), by hydroline 10 to a drain and hydroline 11 to an actuator (not illustrated). At the same time, in the rigid center of the second cascade, a nozzle 12 is connected, communicated with the hydraulic line 10 and the pressure nozzle 13, the ball 14 is a valve for the drain and pressure nozzles 12 and 13. The choke 15 is designed to power the amplifier at the moment of switching on. through the throttle 16. The nozzle b is mounted for movement, which provides a change in the gain of the electro-hydraulic amplifier to match the output force of the electromechanical transducer 1 and the force developed by the negative device hydrochloric feedback. A change in the gain when the nozzle is moved occurs due to a change in the effective area of the membrane feedback node, due to a change in the position of the rigid centers of the membranes relative to the pinching planes. In static mode, the position of the valve remains unchanged. Electro-hydraulic amplifier works as follows. The input signal (current) is applied to the electromechanical transducer 1, and a force proportional to the strength of the current is created on the core 2. This force is transmitted to the membrane coupling assembly and balanced by the pressure created by the pressure of the working fluid in the chamber between membranes 3 and 4. Fluid enters this chamber through a pressure nozzle 13 from the hydraulic fluid 9, is drained through the gap between the flap 5 and the nozzle 6 and posts into the chamber above the membrane 7. When the input signal changes (for example, increasing), the force developed by the core 2 moves the membrane feedback unit, changing (increasing) the gap between the nozzle 6 and the gap 5. The pressure in the chamber above the membrane 7 increases membrane nny blo second stage intensifier Offset is, opening the discharge nozzle 13, pressure in the chamber between the membranes 3 and 4, and hydraulic line 11 is changed (increased) so that the force meme rannogo node feedback force balances the armature

2. Thus, the feed pressure is directly dependent on the input signal (current). The output pressure is directly proportional to the input signal current and inversely proportional in the effective section of the feedback node, equal to the difference between the effective areas of the membranes 3 and 4. Similarly the amplifier works when the load on the actuator changes. In line 11, pressure changes (e.g., increases). At the same time, it increases in the chamber between the membranes 3 and 4, the gap between the nozzle b and the flap 5 changes (decreases), the membrane unit of the second cascade moves, slightly opening the drain nozzle 12, the fluid pressure in the hydroline 11 and the chamber between the membranes 3 and 4, respectively , varies (decreases). The change ceases when the equilibrium position is reached. The application of this invention allows to improve the dynamic characteristics and simplify the design of electro-hydraulic systems for automatic control of production processes. Claims of the invention Electro-hydraulic amplifier containing an electromechanical transducer, a two-stage hydraulic booster, the first stage of which is made as an element of a nozzle-flap connected to the power source, drain and actuator, and an elastic feedback device connected to the hydroline connected to an actuator, characterized in that, in order to improve the dynamic characteristics and simplify the design, the feedback device is designed as a membrane device evil, consisting of two membranes of different effective areas, connected by rigid centers between themselves and the first cascade flap, interacting with a nozzle mounted for movement. Sources of information taken into account in the examination. 1. USSR author's certificate No. 389291, cl. 15V 3/00, .1971 ..

0 V; (one

P

15

YU

No. / 3 V