Устройство для регулирования расхода

 

i. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА, содержащее корпус с входным и выходным каналами, над которыми установлен регулирующий орган в виде диска, свободно разме .щенный в тороидальной камере, в ,: стенке которой, со стороны входно- f го канала выполнен вертикальный паз, . и управляющий элемент, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения, диапазона регулирования, управляющий элемент выполнен в виде штока, установленного в выходном канале ; в плоскости симметрии устройства и кинематически связанного с диском, на котором со /стороны выходного канала выполнены два расположенных под углом одно к другому ребра, ось симметрии которых лежит.в плоскости симметрии устройства, а над диском на внутренней поверхности тороидальной камеры выполнены упоры. 2.Устройство по п.1, о т л и i ч а ю щ е е с. я тем, что тороидальная камера снабжена вкладышем, ус (Л тановленным в пазу. 3.Устройство по П.1, отлиС чающееся тем, что управляющий шток установлен в шарнирных опорах . 4: СО о о 00

(19) (П1.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) 6 05 Р 7 01

gPPQ 1 fQQ нн 1 Е)у.я Цэ) «Õ.ß Ù ó, Ййй.(ЯЩ ) „;,:,,4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3287716/18-24 (22) 18.05. 81 (46) 23.09.83. Бюл. Р 35(72) Ю.Б.Юферев, А.A.Ìàëûõ, С.Н.Фомин, и С.П.афанасьев (71) Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт теплоэнергетического приборостроений (53) 621 « 646.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .

В 744487, .кл: G 05 D 7/Ol, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР .по заявке Р 2832096,кл.G 05 D 7/01, 1980 (прототип). (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕХУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА, содержащее корпус с входным и выходным каналами, .над которыми установлен регулирующий орган в виде диска, свободно разме,щенный в тороидальной камере, в стенке которой. со стороны входного канала выполнен вертикальный паз, и управляющий элемент, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона регулирования, управляющий элемент выполнен в виде штока, установленного в выходном канале в плоскости симметрии устройства и кинематически авязанного с диском, на котором со стороны выходного канала выполнены два расположенных под углом одно к другому ребра, ось симметрии которых лежит.в плоскости симметрии устройства, а над диском на внутренней поверхности тороидальной камеры выполнены упоры.

2. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е,е с я тем. что тороидаль- 4 ная камера снабжена вкладышем, установленным в пазу.

3. Устройство по п.l, о т л и— ч а ю щ е е с .я тем, что управляющий шток установлен в шарнирных опорах.

«

° .а

1043603

Изобретение относится к автомати, ческому регулированию расхода жид,кости или газа и может быть использовано в системах автоматического регулирования теплотехнических параметров Для непрерывных законов регу- 5., лирования.

Известно регулирующее устройствО с плавающим диском, размещенным в ци- линдрической, наклонной или тороидальной камере, снабженной подводящим, отводящим и управляющим .каналами (1 ).

Недостатком этого устройства является наличие дополнительных элементов в виде управляющих клапанков и управляющих каналов, необходимых для обеспечения работоспособности устройства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регулирования расхода, содержащее корпус с входным и выходным каналами, над которыми установлен регулирующий орган в виде диска свободно размещенный в тороидальной камере, в стенке которой со стороны входного канала выполнен вертикальный паз и управляющий элемент C2 ).

Однако наличие .дополнительных утечек рабочей жидкости через на-. правляющие управляющего элемента, выполненного в виде заслонки, и на- 30 . личие в них трущихся поверхностей снижают надежность устройства и сужают область его применения.

Целью изобретения является повышение надежности .и расширение диапазона регулирования устройства .

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управляющий элемент выполнен в виде штока, установленного в выходном канале в плос" кости симметрии устройства и кинематически связанного с диском, на котором со стороны выходного канала выполнены два расположенные под углом одно к другому ребра, ось сим-. метрии которых лежит в плоскости симметрии устройства, а над диском на внутренней поверхности тороидальной камеры выполнены упоры.

При этом торондальная камера снабжена вкладышем.,установленным, 50 в. пазу.

1

Кроме того, управляющий шток. установлен в шарнирных опорах.

На фиг.1 изображена принципнальная схема устройства для регулирования расхода; на фиг.2 - разрез A-A на фиг.1..

Устройство для регулирования расхода содержи корпус. 1 с входным .

2 и выходным 3 каналами, над которы- 60 ми установлен . регулирующий:орган (в виде диска) 4, свободно размещенный с зазором d, в тороидальной камере 5,. в стенке б которой со стороны входного канала 2 выполнен g5 вертикальный паз 7, и управляющий элемент 8, выполненный в виде штока, установленного в выходном канале 3 в плоскости симметрии устройства 9 и кинематически связанного с дис" ком 4, на котором со стороны выходного канала выполнены два расположенных под углом один к другому ребра 10 и 11, ось 12 симметрии которых лежит в плоскости симметрии устройства. Над .диском на внутренней поверхности 13 тороидальной камеры, напротив входного канала, выполнены упоры 14. В пазу 7 установлен вкладыш 15, который кинематически связан с регулировочным элементом 1б.

Управляющий шток 8 установлен в шарнирных опорах 17 и 18. Тороидальная .камера со стороны выходйбго ка- нала имеет посадочную кромку 19, а между входным 2 н выходным 3 кана- лами выполнена разделительная перегородка 20.

Наддисковая часть тороидальной камеры через зазор d 8 постоянно сообщена с входным каналом 2, а

Йри наличии зазора % она сообщена с выходным каналом 3 через эазорд ь„<, Устройство работает следующим образом;

При нулевом .перемещении штока.8

Ь=О (фиг,1) диск.. 4 прижат к посадочной кромке 19 выходного канала .3 усилием р=йр5 < ., где 9 4@эффективная площадь выходного канала под диском; др- перепад давления на диске между, давлением и наддисковой частью тороидальной камеры 5 Р1 и давлением в выходном канале реь х

При закрытом диске р„ = р „, При перемещении штока 8 между диском и уплотняющей кромкой выходно- . го канала образуется зазор Ь70, через который жидкОсть из наддисковой части тороидальной.камеры сливается в выходной канал. При этом давление р в наддисковой части тороидальной камеры уменьшается за счет дросселирования во входном зазоре о,„ давления р „. Таким образом, давлення. на нижней и верхней поверхностях диска.перераспределяются, благодаря чему диск всплывает, поворачиваясь вокруг точки М штока 8, соединяя. входной и выходной каналы. При зна-. чениях 67 0 и установившемся положении диска постоянно сохраняется соОтношение Р х>Р >Рзь х, т.е. при открытом диске на него всегда действует момент сил, который стремится прижать край диска против вы-; ходного канала к штоку 8.

При перемещении части диска, на- ходящегося над входным капралом,sse другая часть диска, находящЫ7ся правее точки М, перемещается вниз, уменьшая зазорп ° При дополнитель. М44 36 03

3 ном увеличении Ъ опять увеличивается площадь сливного зазора, что -ведет к увеличению слива рабочей среды иэ надМисковой части тороидальной камеры, уменьшению давления р„ - в наддисковой:камере и дополнитель « - 5 ному открытию диска., которое приводит к уменьшению сливного зазора. Этим.: обеспечивается отрицательная обрат - : ная связь по положению диска в ка-: ". мере. -:.;. 10

В любом установившемся положе» нии. диска расход Рабочей среды, втекавший. в надцисковую часть тороидальной камеры, уравнивается с ее,:

) сливом, т.е,, выполняется условие .:-::

Q =8 ., Для выполнения его диск все. время следит за положением величи-, ", ны Ь, т.е, эа положением штока 8. --;

Для обеспечения поступления ре -". - гулируемой среды в наддисковую частф. тороидальной камеры при максимаЛьй4иа подъеме диска на внутренней повеРХ-.:.. : ности 13 тороидальной камеры выпол-, -. . нены упоры 14.

Равновесие диска на штоке в на правлении, перпендикулярном плос-, кости рисунка; обеспечивается сим . летричностью сформированного потока среды при течении его через разделительную перегородку 20. В слу-.: чае, если по каким-либо причинам один край диска перпендикулярный движению потока, опустится, то с ., этой стороны он оказывает большее . сопротивление движуцемуся потоку й:,: испытывает его большее силовое воз . .З5 действие, благодаря чему поток воэ-

-врацает диск. в исходное положение,, Работа диска в -этом плане подобна работе пластины, глиссирующей по поверхности жидкости, 40

Очевидно, что диск, кроме верти . кальных,составляющих сил, которые являются подъемными силами, испыты- " вает горизонтальное .Усилие со сторо -, ны движущегося потока, котоРое чеРез 45 шток 8 вЬспринимается шарнирными опорами 17 и 18, Опоры 17 и 18 пре- дусмотрены для снятия сил трения при перемещении штока 8, что уве. -:. личивает чувствительность устройс 5@ ва.

Диск ничем не ограничен от вра=.;-. :,,щения в свбей плоскости относитель,-:: но точки контакта его со штоком в=, " пРеделах зазоРа Р, поэтому может .,,. . происходить эатирание края диска в".., камере, что ведет к повышению не ц в-". ствительности устройства, Для предотвращения затирания jj@i -.;" ка в камере на нижней его поверх " "-. ности выполнены ребра 10 и 11, pi положенные под углом один к друго"-," му, ось 12 симметрии которых лежиФ,; в .плоскости симметрии устройства :9!

Сформированный поток под диском .следит за поперечными поворотамк . . 65 диска. и возвращает его в первона.чальное положение. Диск без. ребер хорошо следит за положением управ- . ляющего элемента при углах открытия

oL>5о. При меньших углах открытия протечки иэ наддисковой части тороидальной камеры в выходной канал через сливной зазор не позволяет ему закрыться полностью, даже при воэврацении штока в исходное положе ние и нарушении.его контакта с диском, Ъ

Это объясняется тем, что перепады давлений на диске против входного и выходного каналов распределяются неравномерно (Рвк- М« „- V»Ä).

Для обеспечения условия Ян =Я необходимо увеличить площадь входного зазора. При малых углах открытия диска площадь входного зазора ограничена размерами входного канала.

По мере открытия диска, он располагается под некоторым углом к набегайщему потоку, в результате чего границы разделения потоков йс и Q сдвигаются в сторону выходного кана.- ла, т.е. длина входного зазора увеличивается, а сливного уменьшается. При углах открытия диска о 5 условие равенства расходов выполняется автоматически, что мешает полному закрытию диска.

Ребра 10 и 11 в этом случае при малых углах открытия диска,заходят в выходной канал на пути движения потока, частично отклоняют его к стенкам тороидальной камеры и еоэдают подпор в зазоре на большей его длине. Величина подпора при перемецениях .диска меняется плавно и однозначно, что способствует его четкому слежению за перемещениями што- ка и позволяет плавно и плотно за- крываться диску, I

Открытие"диска является функцией линейного перемецения штока

ok=9(4) и, чтобы получить пропорциональную расходную характеристику устройства, необходимо добиться пропорционального перемецения диска в зависимости от перемецения:штока.

В предлагаемом устройстве расходная характеристика близка к про - порциональной при сохранении посто- . янной (по мере подъема диска) площади входного зазора. Другие расходные характеристики получаются путем изменения, закона приращения плоцади входного зазора по мере подъема диска с помощью вкладыша. 15,, установленного в пазу 7 стенки б тороидальной камеры. Со стороны тороидальной камеры поверхность вкладыша профилирована.

Профилированная поверхность вкладыша изменяет площадь входного . сечения паза по.мере подъема диска, .что равносильно изменению площади .входного зазора. Вкладыш может быть выполнен подвижным.(фиг.2), в этом случае изменение площади входного

1043603 паза достигается при помощи регулировочного элемента 16.

Регулирующее устройство просто по конструкции и надежно, позволя5 ет получить любой закон регулирования и необходимую чувствительность.

Составитель В,Подражанский

Редактор Н.Бобкова Техред ЙМетелеьа корректор, A.Çèìoêîcoâ, Заказ 7335/49 .Тираж 874 Подписное

Вниипи Государственного комитета сссР по делам изобретений И Открытий

113035, Москва, Ж-95, Раушская! наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г..ужгород, ул, Проектная, 4