Регулятор расхода

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к автоматическим регуляторам расхода жидкости или газа, и может найти применение в гидравлических или пневматических системах, в которых требуется стабилизация расхода рабочего тела. Цель изобретения - повышение надежности при расширении диапазона регулирования за счет увеличения чувствительности при сохранении устойчивости формы эластичного затвора. Поставленная цель достигается тем, что в полости рабочего канала 8 регулятора . аксиально установлен обтекатель 4, выполненный в форме напорной трубки, например трубки Пито, полость которой образует камеру управления 5с упругой оболочкой 6, представляющей собой чувствительный элемент в виде эластичного затвора, проточная часть которого представляет собой сходящийся

(19) (111

СОЮЗ СОВЕТСКИХ, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 0 7/01

ГОСУДАРСТВЕ1НОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф Я.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4938934/24 (22) 24.05.91 (46) 07.06,93. Бюл. М 21 . (71) Комсомольский-на-Амуре политехнический институт (72) Г.Д.Шекун (56) Авторское свидетельство СССР hh 579600. кл. G 05 0 7/01, 1977.

Авторское свидетельство СССР

М 926622, кл. G 05 О 7/01 ° 1982. (54) РЕГУЛЯТОР РАСХОДА (57) Изобретение относится к машинострое..нию, в частности к автоматическим регуляторам расхода жидкости или газа, и может . найти применение в гидравлических или пневматических системах, в которых требуется стабилизация расхода рабочего тела.

Цель изобретения — повышение надежности при расширении диапазона регулирования за счет увеличения чувствительности при сохранении устойчивости формы эластичного затвора. Поставленная цель достигается тем, что в полости рабочего канала 8 регулятора аксиально установлен обтекатель 4, выполненный в форме напорной трубки, например трубки Пито, полость которой образует камеру управления 5 с упругой оболочкой 6, представляющей собой чувствительный элемент в виде эластичного затвора, проточная часть которого представляет собой сходящийся1820364 равления 5 предусмотрена возможность использования управляющего элемента в виде отверстия 10 с дроссельной шайбой 1, которые сообщают полость камеры 5 с вы-. ходным патрубком 3 или с расходящейся частью рабочего канала 8. 2 з.п. ф-лы, 1 ил, расходящийся регулируемый по проходному сечению рабочий канал, образованный наружной профилированной поверхностью чувствительного элемента 6 и внутренней профилированной поверхностью насадка

9, закрепленного в корпусе 1. В камере упИзобретение относится к машиностро- . ению, в частности к автоматическим регуляторам расхода газа или жидкости, и может найти применение в пневматических или гидравлических системах, в которых требу. ется автоматическое поддержание постоянного расхода рабочего тела, Цель изобретения — повышение надежности при расширении диапазона регулирования за счет увеличения чувствительности при сохранении устойчивости эластичного затвора,, На чертеже схематично представлен регулятор расхода, продольный разрез.

Регулятор содержит корпус 1 с входным

2 и выходным 3 патрубками, полый обтекатель 4 в форме напорной трубки с камерой управления 5 и эластичным затвором 6. По. лый обтекатель 4 со штангами 7 закреплен между входным 2 и выходным 3 патрубками и расположен аксиально в проточной части рабочего канала 8, который образован наружной поверхностью чувствительного элемента в виде эластичного затвора 6 и внутренней профилированной поверхностью насадка 9, закрепленного в корпусе 1.

Камера управления 5 может быть снабжена управляющим элементом в виде отверстия

10 с дроссельной шайбой 11 в торцевой .стенке или в виде отверстия 12 в боковой стенке обтекателя 4.

Регулятор работает следующим образом. При прохождении жидкости или газа от входного патрубка 2 к выходному патрубку

3 поток, проходя сужающуюся часть рабочего канала 8, разгоняется, т.е. его скорость и, . соответственно, кинетическая энергия (скоростной напор) возрастают, а потенциальная энергия (статический напор) уменьшается. В узком сечении рабочего канала 8 скорость потока максимальна, а статическое давление минимально. С увеличением площади проходного сечения в расширяющейся части рабочего канала 8 скорость потока уменьшается, а статическое давление возрастает.

На выходе потока из рабочего канала 8 в выходном патрубке 3 его потенциальная энергия и статическое давление в силу явления торможения становятся равными потенциальнои энергии и статическому давлению во входном патрубке 2 эа вычетом небольших гидравлических потерь энергии.

В полости обтекателя 4, выполненного в форме напорной трубки, поток полностью

5 . затормаживается и его вся кинетическая энергия превращается в потенциальную, а давление достигает своего максимального значения, так как скоростной напор преобразуется в статический напор. На чувстви10 тельный элемент, представляющий упругую оболочку в виде эластичного затвора 6, со стороны камеры управления 5 действуют силы, обусловленные торможением потока и повышением давления, а со стороны про15 точной части рабочего канала 8 действуют . силы, образуемые переменной статической составляющей давления потока. Максимальный градиент давления в упругой оболочке эластичного затвора б возникает в

20 месте минимальной площади проходного сечения рабочего канала 8, где скорость потока максимальна, а статическое давление — мини мально. B этом месте образуются значительные радиальные усилия, под действием ся, а площадь проходного сечения рабочего канала 8 в узком месте уменьшается.

30.

При уменьшении площади проходного сечения. рабочего канала 8 количество про. ходящей- жидкости или газа уменьшается, Скорость потока в рабочем канале 8 умень35 шается. а статическое давление возрастает.

Градиент давления, действующий на упругую оболочку чувствительного элемента камеры управления 5, снижается. Равновесное состояние наступает в момент, когда силы со

40 стороны жидкости уравновешиваются упругими силами, возрастающими при деформации (растяжении) материала чувствительного элемента. Площадь прохедного сечения в узкой части рабочего канала и расход являются

45. величинами постоянными для данного регулятора и объекта регулирования. Так как зластичный затвор образован чувствительным элементом, то выполняя его функцию, .он автоматически регулирует на изменение.

50 расхода.

25 которых упругая оболочка чувствительного элемента в виде эластичного затвора 6 растягивается, и эластичный затвор 6 расширяет1820364

Составитель Г. Шевкун

Техред М.Мрргентал Корректор Н. Гу1,ько

Редактор Т,. Федотов

Заказ 2030 Тираж ..: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Пройзводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Регулирование давления в камере управления 5 может быть осуществлено с применением управляющего элемента в виде отверстия 10 с дроссельной шайбой 11, расположенной в торцевой заглушке обтекателя 4. В этом случае в камере управления давление . будет меньше давления полностью затормо. женного потока, так как полость напорной . трубки сообщена с выходным патрубком 3 или расходящейся частью рабочего канала 8, Градиент давления, действующий на упругую оболочку, снижается. и автоматически поддерживается при изменении режима благодаря процессу дросселирования в управляющем элементе. Нагрузка на упругую оболочку чувствительного элемента снижается, что cnocc,áñòåóåò применению оболочки меньшей толщины и повышаетчувствительность эластичного затвора с сохранением его устойчивости.

При увеличении расхода жидкости или газа сверх расчетного возрастает скорость потока, что приводит к росту растягивающих сил, площадь проходного сечения в узком месте рабочего канала 8 автоматически уменьшается. Устанавливается новое равновесное состояние эластичного затвора 6 при стабилизации расхода в.заданных пределах.

При уменьшении расхода эластичный затвор 6 за счет упругих сил чувствительного элемента возвращается к исходному положению, увеличивая площадь проходного сечения в узкой части рабочего канала 8;

С целью уменьшения гидравлических . потерь, рабочий канал может быть образован профилированной поверхностью насадка, например, в виде трубки Вытури.

Преимуществом предлагаемого регулятора является повышение надежности и чувствительности вследствие большей величины радиального усилия, изменяющего проход5 ное сечение рабочего канала при сохранении в широком диапазоне изменения режима ус тойчивости эластичного затвора, так как упругая оболочка растягивается под действием сил, обусловленных торможением потока в

10 полости напорной трубки и повышением давления в полости регулируемой камеры.

Формула изобретения

15 . 1. Регулятор расхода, содержащий корпус,с входным патрубком и выходным патрубком, в котором установлен эластичный затвор, камеру управления, сообщенную с рабочим каналом, в котором закреплен осе20 вой обтекатель, отл ич а ю щи йс я тем, что эластичный затвор совмещен с осевым обтекателем и выполнен в виде эластичной. напорной трубки с заглушкой на одном иэ торцов, соорщенной с входным патрубком, 25 полость которой является управляющей камерой, а рабочий канал образован наружной профилированной поверхностью эластичной напорной трубки и внутренней поверхностью . цилиндрического профилированного насад30 ка, закрепленного в корпусе.

2. Регулятор по и. 1, о т л и ч а ю щ и й- . с я тем, что камера управления сообщена с выходным патрубком отверстием с регулируемой дроссельной шайбой, выполненным

35 в заглушке.

3. Регулятор по и, 1, о т л и ч а ю, щ и йс я тем, что профилированная поверхность насадка выполнена в виде трубки Вентури.