Гидравлические и пневматические решающие усилители

Гидравлические решающие усилители, как и электрические предназначены для выполнения таких операций как например суммирование, интегрирование, дифференцирование, умножение на постоянный коэффициент, а также в специальном исполнении для возведения в степень, нахождение тригонометрических функций.

Гидравлический решающий усилитель состоит из собственно усилителя 1, который называется гидравлическим операционным усилителе, сопротивления обратной связи 2 и входных сопротивлений 3, которые являются гидравлическими. В качестве сопротивлений в гидравлических решающих усилителях, применяются так называемые активные гидравлические сопротивления. Тип используемых сопротивлений зависит от частоты пропускаемой усилителем: если частоты высокие – используются линейные ламинарные гидродроссели; если частоты не высокие – линейные турбулентные гидродроссели и реактивные гидравлические сопротивления, в основном емкостные, к которым относятся гидроаккумуляторы (пружинные, мембранные).

Гидравлические операционные усилители в зависимости от конструкции принятол делить на мембранные, золотниковые, струйные и комбинированные.

Мембранные – однокаскадный операционный усилитель содержит две рабочие камеры, образованные корпусом 7, эластичными мембранами 4 и 10 и двумя дисками 3 и 6, жестко связанными между собой стойкой 8. Пропорциональность между перемещением регулируемого элемента распределителя 9, связанного с диском 3 стержнем 2, и приращением давления в управляющей верхней камере обеспечивается за счет жесткости пружины 1 и жесткости мембран 4 и 10. Давление может быть подведено, например от редукционного клапана 5.

Достоинством данного операционного усилителя является возможность работы на слабо очищенных жидкостях. Размер механических загрязнений зависит от зазоров в распределителе в среднем 100 – 300 мкм. Также ограниченный ресурс и диапазон температур рабочей жидкости. Их используют при давлении до 0,3 Мпа.

Струйный усилитель.

Струйные усилители в своей работе используют принципы струйной техники. Струйный аналоговый усилитель с поперечным взаимодействием струй представляет собой сложную плоскую полость ограниченную с двух сторон плоскими пластинами. Поток питания, поступающий через отверстия1 и 2, попадает в ограниченной длины насадок и струя, вытекающая из него попадает в приемные каналы, соединенные соответственно с отверстиями 5 и 6. Отверстия 4 и 7 являются сливными. Отклонение струи потока питания производится потоками, вытекающими из каналов управления соединенных отверстиями 3 и 8. Коэффициент усиления струйных усилителей с поперечным взаимодействием струи имеет место при ширине приемных окон на 30 – 40% больше, чем ширина сопла питания и при расстоянии между соплом питания и приемными окнами составляющем примерно 4 –5 ширины сопла питания. Для увеличения коэффициента усиления струйные усилители соединяют последовательно. Указанные усилители работают при сравнительно низких давлениях, что снижает их быстродействие и потребляют энергию за счет утечек.

Этого недостатка лишены золотниковые гидравлические операционные усилители. В корпусе 4 размещен золотник 1 двухщелевого дросселирующего распределителя и плунжер толкатель 3. Пропорциональность между положением золотника 1 и приращением давления в камере управления 6 обеспечивается жесткостью пружин 2 и 5. Операционные усилители данного типа могут применяться при высоких значениях давления питания в системах с высокими требованиями к быстродействию.

Основными струйными элементами на которых строятся логические схемы, являются струйные усилители. В этих усилителях как управляющие так и выходные сигналы могут принимать только два дискретных значения: минимальный единичный уровень сигнала, условно обозначаемый 0(нулем) и максимальный единичный уровень сигнала обозначаемый 1 (единицей).