Регулятор расхода (варианты)

 

Изобретение относится к автоматическим устройствам для поддержания постоянного расхода текучих сред при различных перепадах давления. Сущность ия состоит в том, что регулятор расхода содержит корпус с входным и выходным клапанами, соединенными через регулирующий клапан, образованный окном-седлом и расположенной над ним упругой пластиной, один конец которой закреплен на корпусе, а другой, свободный, контактирует с опорной поверхностью элемента настройки упругой пластины, причем опорная поверхность выполнена плоской и расположена под углом относительно окна-седла. Опорная поверхность элемента настройки может быть выполнена в виде параболического профиля. Элемент настройки предусматривает возможность изменения положения опорной поверхности относительно окна-седла и кинематически связан с задатчиком расхода, с управляемым приводом. Регулятор расхода содержит также фиксатор начального прогиба упругой пластины в виде прижимного винта с регулируемым вылетом, установленного в средней части пластины. Свободный конец упругой пластины поджат к опорной поверхности элемента настройки пружинами, установленными с ее обеих боковых сторон. Изобретение улучшает эксплуатационные и функциональные характеристики регулятора. 2 с. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к автоматическим устройствам для поддержания постоянного расхода жидкости и газа при различных перепадах давления в топливоподающих магистралях авиационных и ракетных двигателей, а также может использоваться в других отраслях промышленности, где требуется регулирование расхода текучих сред.

Известен регулятор расхода, содержащий корпус с входным и выходным каналами, с размещенным в нем стаканом, дно которого обращено к входному каналу, а на цилиндрической поверхности стакана выполнено прямоугольное окно, над которым установлена упругая пластина, один конец которой закреплен в корпусе, а другой связан контактно с упором, выполненным в виде штока с основанием, установленным между пружиной и расположенной в замкнутой полости, выполненной в дне стакана, опорой [1] Однако данное устройство не позволяет с необходимой степенью точности поддерживать требуемую величину расхода рабочей среды, поскольку при такой схеме нагружения с фиксированным положением опоры свободного конца, упругая пластина не обеспечивает возможность изменения площади дросселирующего сечения по гиперболическому закону, т.е. пропорционально величине .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор расхода, содержащий корпус, между входным и выходным каналами которого расположена втулка с выполненным в ней окном, над которым установлена упругая пластина, один конец которой закреплен на втулке, и элемент настройки упругой пластины, выполненный в виде плоской пружины, один конец которой закреплен относительно корпуса, а другой связан со свободным концом упругой пластины.

Регулятор снабжен задатчиком расхода, выполненным в виде толкателя, связанного с плоской пружиной [2] Недостаток указанного регулятора заключается в том, что использование в качестве элемента настройки упругой пластины плоской пружины, обладающей линейной характеристикой деформации изгиба, не позволяет точно воспроизводить гиперболический закон регулирования в широком диапазоне изменения перепада давления.

Кроме того, регуляторы этого типа характеризуются повышенной склонностью к возникновению автоколебаний упругой пластины из-за возмущающих воздействий со стороны истекающего с высокой скоростью рабочего тела.

Изобретение реализует новые возможности регулятора с упругим дозирующим элементом и направлено на улучшение его эксплуатационных и функциональных характеристик.

Для достижения этого нового технического результата в регуляторе расхода, содержащем корпус с входным и выходным каналами, соединенными через регулирующий клапан, образованный окном-седлом и расположенной над ним упругой пластиной, один конец которой закреплен на корпусе, а другой, свободный, контактирует с опорной поверхностью элемента настройки упругой пластины. Опорная поверхность выполнена плоской и расположена под углом относительно окна-седла.

Другим вариантом исполнения регулятора расхода для более точного выполнения гиперболического закона регулирования предусматривается выполнение опорной поверхности элемента настройки упругой пластины в виде параболического профиля.

Элемент настройки может быть выполнен с возможностью изменения положения опорной поверхности относительно окна-седла и кинематически связан с задатчиком расхода, который снабжен управляемым приводом.

Кроме того, регулятор расхода может содержать фиксатор начального прогиба упругой пластины, выполненный в виде прижимного винта с регулируемым вылетом, установленного в средней части упругой пластины, свободный конец которой, в свою очередь, может быть поджат к опорной поверхности элемента настройки пружинами, расположенными с ее обеих боковых сторон.

При таком исполнении регулятора реализуется схема нагружения упругой пластины с двумя перемещающимися точками опоры, одновременно являющимися точками контакта пластины с дросселирующими кромками окна-седла и опорной поверхностью элемента настройки.

Указанная схема нагружения рассчитывается как статически неопределимая и позволяет путем согласования размеров упругой пластины (длины, ширины и толщины) и расположения опорной поверхности элемента настройки относительно окна-седла получить нелинейную зависимость изменения площади дросселирующего сечения регулирующего клапана в широком диапазоне изменения перепада давления, в том числе и по гиперболическому закону, т.е. обеспечивая постоянство расхода.

Для более точного выполнения гиперболического закона регулирования, опорную поверхность элемента настройки следует выполнять параболической.

Элемент настройки, выполненный с возможностью изменения положения опорной поверхности относительно окна-седла, позволяет осуществлять настройку регулятора на заданный расход, а кинематическая связь с задатчиком расхода, снабженным управляемым приводом, изменять режим работы регулятора в широком диапазоне расходов.

Использование фиксатора начального прогиба упругой пластины в виде прижимного винта с регулируемым вылетом, установленного в средней части упругой пластины, обеспечивает выход регулятора на режим без забросов по расходу в момент запуска двигателя.

Поджатие свободного конца упругой пластины к опорной поверхности элемента настройки пружинами, установленными с обеих боковых сторон пластины, за счет создания тарированной силы трения в месте контакта позволяет получить надежное демпфирование колебаний упругой пластины.

На фиг. 1 представлен регулятор расхода с плоской опорной поверхностью элемента настройки, продольный разрез; на фиг.2 вариант выполнения элемента настройки с опорной поверхностью в виде параболического профиля; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1.

Регулятор содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, регулирующий клапан, образованный окном-седлом 4 и расположенной над ним упругой пластиной 5, один конец которой закреплен на корпусе, а другой, свободный, контактирует с опорной поверхностью 6 элемента настройки 7, который кинематически связан с задатчиком расхода, выполненным, в частности, в виде толкателя 8 с управляемым приводом.

Регулятор работает следующим образом: при изменении перепада давления на регулирующем клапане чувствительный элемент упругая пластина 5 прогибается и изменяет площадь дросселирующего сечения, образованного упругой пластиной и кромками окна-седла 4 таким образом, что расход рабочего тела через клапан остается постоянным.

Настройка регулятора на заданный расход осуществляется изменением положения опорной поверхности 5 относительно окна-седла 4 за счет изменения ее наклона винтом 9 и перемещения элемента настройки 7 вдоль окна-седла.

В процессе работы по команде задатчика расхода происходит автоматическое изменение режима по расходу за счет изменения наклона опорной поверхности элемента настройки относительно окна-седла при движении толкателя 8.

Управляющее воздействие от задатчика расхода к элементу настройки может быть передано и другим способом, например, через реечную передачу.

Фиксатор 10 начального прогиба упругой пластины за счет ее предварительного натяжения обеспечивает такую степень перекрытия окна-седла, при которой выход регулятора на режим при пуске двигателя осуществляется без забросов по расходу. Установка предварительного натяжения пластины осуществляется регулировкой фиксатора при наименьшем рабочем перепаде давления на регулирующем клапане.

Цилиндрические пружины растяжения 11 поджимают свободный конец упругой пластины 5 к опорной поверхности 6 элемента настройки, создавая трущийся контакт в месте их соприкосновения. Для исключения перекоса упругой пластины относительно опорной поверхности элемента настройки пружины установлены по обе стороны пластины.

Формула изобретения

1. РЕГУЛЯТОР РАСХОДА (ВАРИАНТЫ), содержащий корпус с входным и выходным каналами, соединенными через регулирующий клапан, образованный окном-седлом и расположенной над ним упругой пластиной, один конец которой закреплен на корпусе, а другой, свободный, контактирует с опорной поверхностью элемента настройки упругой пластины, отличающийся тем, что опорная поверхность выполнена плоской и расположена под углом относительно окна-седла.

2. Регулятор расхода, содержащий корпус с входным и выходным каналами, соединенными через регулирующий клапан, образованный окном-седлом и расположенной над ним упругой пластиной, один конец которой закреплен на корпусе, а другой, свободный, контактирует с опорной поверхностью элемента настройки упругой пластины, отличающийся тем, что опорная поверхность выполнена в виде параболического профиля.

3. Регулятор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что элемент настройки упругой пластины выполнен с возможностью изменения положения опорной поверхности относительно окна-седла и кинематически связан с задатчиком расхода, причем последний снабжен управляемым приводом.

4. Регулятор по пп. 1 3, отличающийся тем, что содержит фиксатор начального прогиба упругой пластины в виде прижимного винта с регулируемым вылетом, установленного в средней части указанной пластины.

5. Регулятор по пп. 1 3, отличающийся тем, что свободный конец упругой пластины поджат к опорной поверхности элемента настройки упругой пластины пружинами, установленными с обеих боковых сторон упругой пластины.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3