Файл: Лебедев И.В. Элементы струйной автоматики.pdf

находим

'^_ (Ro + а д 1 + R1)р2

Р22 (i+Ro)(Ro + Ri)

Вычисляя коэффициент усиления kv как тангенс угла накло­

на статической характеристики элемента, получим

графиком, представленным на рис. 92, б, на котором приведена экспериментальная зависимость коэффициента усиления от ве­ личины R o , совпадающая с формулой (326).

Элемент с двумя диафрагмами. Рассмотренный способ повы­ шения чувствительности для элементов, выходные камеры кото­ рых с одной стороны ограничены соплом, вызывает существен­ ное усложнение схемы усилительного каскада. Кроме того, усилительное устройство, выполненное по схеме, показанной на рис. 92, а, требует точного подбора сопротивлений. Поэтому

представляет интерес элемент, камера которого с двух сторон отделена от сопел диафрагмами. При этом выходное давление не оказывает обратного влияния на давление перед соплами.

характерных положений радиального потока, когда выход эле­ мента соединен с глухой камерой. Максимальное давление в при­ емной камере устанавливается, если давления перед соплами р [

и р 2 равны (рис. 93, б). Радиальное течение при этом образует­ ся на диафрагмах. Если давления р[ и р'2 отличаются, то ра­

диальный поток смещается в одну из сливных камер в сторону того сопла, где давление стало меньше. При равноудаленном положении радиального потока в сливной камере давление в приемной камере минимально. Минимальное давление выхода будет равно давлению слива в камере, где радиальный поток отсутствует (рис. 93, ß). При этом расстояния между соплами и диафрагмами, как указывалось выше, равны 2,4dc.

213

Элемент, который подключен по схеме, показанной на рис. 94, а, выполняет функцию сравнения двух давлений р\ и р2.

нулю. Это сопротивление будет сказываться незначительно, если сливные каналы объединить в общий канал, так как одновре­ менное изменение давления в сливных камерах не вызывает перемещения радиального потока.

Кривая 1 (рис. 94, б) относится к элементу с толщиной диа­ фрагм 0,5dc. Чтобы получить более пологую статическую харак­

теристику в области максимума, гидравлическое сопротивление диафрагм следует увеличить путем увеличения их толщины до l,5rfc (кривая 2).

Элементы с симметричной характеристикой можно использо­ вать только в отдельных случаях, например, в приборах для экстремального регулирования. Обычно для операционных уси­ лителей с обратной связью необходимы элементы с монотонно возрастающей или убывающей характеристикой. Для получения такой характеристики необходимо, чтобы перемещение радиаль-

214

ного потока происходило в пределах только одной сливной ка­

сопла 2 или повернуть сопло 1 на 3°— 5° так, чтобы его ось пере­ секла общую ось в плоскости диафрагмы 3. Такое конструктив­

ное изменение предотвращает переход радиального потока из одной сливной камеры в другую, так как струя, вытекающая из сопла 1, не может пройти через две диафрагмы. Смещение соп­

ла на величину, большую указанной, может привести к появле­ нию релейного эффекта.

Так как радиальный поток перемещается только в сливной камере со стороны сопла 1, то расстояние от этого сопла до диафрагмы 3 было выбрано также равным 2,4Д0, а расстояние от сопла 2 до диафрагмы 4 в 2 раза меньше — 1,2dc.

Отверстия в диафрагмах выполняются коническими, с углом раскрытия 13° и сужением конуса в сторону сопла /; диаметр

215

отверстия на диафрагме 3 равен l,3äc, а на диафрагме 4 — l,0dc при толщине диафрагмы 0,5dc.

Конические отверстия в диафрагмах способствуют свободно­ му проходу через диафрагмы струи, вытекающей из сопла 2, и

препятствуют проходу противоположной струи.

Элемент можно выполнить н с соосными соплами. Однако

мало меняться при изменении выходного давления. Это можно

кости из приемной камеры направлено от сопла 2 в сторону соп­ ла 1. Это препятствует переходу радиального потока из одной

сливной камеры в другую.

Величину сопротивления R n при определенном значении дав­ ления ра необходимо выбирать такой, чтобы диапазон изменения

выходного давления уменьшился незначительно. Это объясняет­ ся тем, что с уменьшением сопротивления дросселя R n мини­

мальное значение выходного давления растет быстрее, чем его максимальное значение.

В качестве примера на рис. 95, б показано несколько стати­

Давления в сливных камерах были постоянны и равны нулю. Кривая 1 относится к случаю, когда источник давления от­

ключен от приемной камеры, т. е. при R u = оо. Для кривых 2 и 3 значения R f, = 350 и Rn = 41 соответственно.

Если выход элемента связан, например, с мембранной каме­ рой, то соединять его с источником давления наиболее удобно. Так как диаметры отверстий диафрагм различны, то минималь­ ное значение выходного давления ниже нуля. В приемной камере при равноудаленном положении радиального потока от сопла 1 и диафрагмы 3 создается разряжение.

всем диапазоне изменения выходного давления. Согласно опы­ там, изменение выходного давления происходит практически

216

Чі

В)

5)

Рис.96.Расчетныесхемыэлементасдвумядиафрагмами:

а — общ ая схем а; б — схем а д ля случая, когда р = р '0; в — схема для случая,

когда р в ~ О

линейно, поэтому зависимость выходного давления от давлений р[ и Ро можно представить следующим образом:

где

Р-2= Р2 ІР2 И Рв = Рв/Р2-

Чтобы определить значения коэффициентов а2 и Ь2, восполь­

зуемся граничными условиями.

где величина относится к соединительному каналу сливной ка­ меры, где расположено сопло 2. Расход через диафрагму при

этом равен нулю. Жидкость течет от источника через сопротив­ ление R2, сопло 2 и сопротивление R c2 (рис. 96, б).

Из граничных условий можно определить значения коэффи­

217

1 и прилегающей к нему сливной камере).

При этом жидкость течет от источника только через сопротив-

.ление R\, сопло 1 и сопротивление R ci.

2. Если рв — 0, то радиальный поток занимает в сливной

камере среднее положение между соплом и диафрагмой. В этом случае расход жидкости через диафрагму должен быть равным расходу через сопло 1, тогда расчетную схему можно предста­

вить так, как показано на рис. 96, а. Согласно этой схеме, при

.турбулентном течении

218