Устройство для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя

 

Устройство предназначено для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя. Устройство содержит источник рабочей жидкости, связанный с прозрачной моделью золотникового гидрораспределителя, состоящей из золотникового плунжера и гильзы, образующих наливное и сливное дроссельные окна, а также наливную, рабочую и сливную камеры, аппарат для получения фиксированных изображений происходящих в прозрачной модели золотникового гидрораспределителя процессов и измеритель углов истечения потоков, при этом в рабочей и сливной камерах прозрачной модели золотникового гидрораспределителя установлены флажковые флюгеры, в своем основании жестко прикрепленные к серединам не менее двух растяжных элементов, при этом растяжные элементы флажкового флюгера, установленного в рабочей камере, одними своими концами крепятся к ближнему краю прилежащей к наливному дроссельному окну поверхности пояска золотникового плунжера, а другими своими концами - к удаленному вглубь рабочей камеры краю прилежащей к наливному дроссельному окну стенки гильзы, а растяжные элементы флажкового флюгера, установленного в сливной камере, одними своими концами крепятся к ближнему краю прилежащей к сливному дроссельному окну поверхности гильзы, а другими своими концами - к удаленному вглубь сливной камеры краю прилежащей к сливному дроссельному окну стенки пояска золотникового плунжера, при этом длина каждого из флажковых флюгеров превышает значение половины заданного максимального открытия соответствующего дроссельного окна и меньше половины значения глубины соответствующей камеры, а основание каждого из флажковых флюгеров обращено навстречу потоку рабочей жидкости, истекающей из соответствующего дроссельного окна, при этом измеритель углов истечения потоков является измерителем углов наклона флажковых флюгеров к оси золотникового плунжера. Технический результат - повышение точности определения углов истечения потоков. 2 ил.

Изобретение относится к гидроавтоматике и может быть использовано для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотниковых гидрораспределителей, используемых для расчетов гидродинамических сил, действующих на золотниковые плунжеры в процессе функционирования.

Известно устройство для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя [1], содержащее источник рабочей жидкости, связанный с прозрачной моделью дроссельного окна, аппарат для получения фиксированных изображений происходящих в дроссельном окне процессов и измеритель углов истечения потоков.

Недостатком этого устройства является низкая точность получаемых результатов, поскольку поток рабочей жидкости из дроссельного окна истекает в камеру неограниченных размеров и при этом совсем не учитывается влияние отраженных от стенок камеры потоков.

Известно устройство для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя - прототип [2] , содержащее источник рабочей жидкости, связанный с прозрачной моделью золотникового гидрораспределителя, состоящей из золотникового плунжера и гильзы, образующих наливное и сливное дроссельные окна, а также наливную, рабочую и сливную камеры, аппарат для получения фиксированных изображений происходящих в прозрачной модели золотникового гидрораспределителя процессов и измеритель углов истечения потоков.

Недостатком известного устройства-прототипа также является невысокая точность получаемых результатов, поскольку оно позволяет получать значения углов истечения, близкие к интегральным только по величине открытия дроссельного окна, так как при этом измеряется угол наклона средней линии факела потока, исходящий из середины сечения дроссельного окна, к оси золотникового плунжера. Однако известно, что по мере удаления от сечений дроссельных окон вглубь золотниковых камер углы истечения потоков из-за действия отраженных от стенок камер потоков и образующихся при этом вихревых зон могут сильно изменяться и даже менять свое направление на противоположное. Поэтому при расчетах гидродинамических сил, действующих на золотниковые плунжеры гидрораспределителей в процессе их функционирования, желательно использовать значения углов истечения потоков, близкие не только к интегральным по величине открытия дроссельных окон, но и близкие к интегральным по глубине камер.

Задачей изобретения является повышение точности определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотниковых гидрораспределителей за счет получения возможности определения значений углов истечения, близких к интегральным не только по величине открытия дроссельных окон, но и по глубине золотниковых камер.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя, содержащем источник рабочей жидкости, связанный с прозрачной моделью золотникового гидрораспределителя, состоящей из золотникового плунжера и гильзы, образующих наливное и сливное дроссельные окна, а также наливную, рабочую и сливную камеры, аппарат для получения фиксированных изображений происходящих в прозрачной модели золотникового гидрораспределителя процессов и измеритель углов истечения потоков, в отличие от известного устройства в рабочей и сливной камерах прозрачной модели золотникового гидрораспределителя установлены флажковые флюгеры, в своем основании жестко прикрепленные к серединам не менее двух растяжных элементов, при этом растяжные элементы флажкового флюгера, установленного в рабочей камере, одними своими концами крепятся к ближнему краю прилежащей к наливному дроссельному окну поверхности пояска золотникового плунжера, а другими своими концами - к удаленному вглубь рабочей камеры краю прилежащей к наливному дроссельному окну стенки гильзы, а растяжные элементы флажкового флюгера, установленного в сливной камере, одними своими концами крепятся к ближнему краю прилежащей к сливному дроссельному окну поверхности гильзы, а другими своими концами - к удаленному вглубь сливной камеры краю прилежащей к сливному дроссельному окну стенки пояска золотникового плунжера, при этом длина каждого из флажковых флюгеров превышает значение половины заданного максимального открытия соответствующего дроссельного окна и меньше половины значения глубины соответствующей камеры, а основание каждого из флажковых флюгеров обращено навстречу потоку рабочей жидкости, истекающей из соответствующего дроссельного окна, при этом измеритель углов истечения потоков является измерителем углов наклона флажковых флюгеров к оси золотникового плунжера.

Благодаря такой конструкции места креплений оснований флажковых флюгеров к растяжным элементам при любом положении золотникового плунжера относительно гильзы всегда оказываются посередине сечений соответствующих дроссельных окон и посередине глубины соответствующих камер, в результате чего флажковые флюгеры индицируют углы истечения, близкие к направлениям суммарных векторов скоростей потоков в этих точках камер, т.е. близкие к интегральным не только по величине открытия дроссельных окон, но и по глубине камер прозрачной модели золотникового гидрораспределителя.

Для того чтобы каждый флажковый флюгер при любом положении золотникового плунжера относительно гильзы всегда оказывался в пространстве потока, истекающего из дроссельного окна, и как можно большая часть этого потока оказывала силовое воздействие на флажковый флюгер, его длина должна быть больше половины величины максимального открытия соответствующего дроссельного окна, а чтобы габариты камеры не препятствовали его функционированию, необходимо, чтобы его длина была меньше половины глубины этой камеры, при этом требование по количеству растяжных элементов, т.е. не менее двух, диктуется необходимостью предотвращения закручивания флажкового флюгера в процессе проливки прозрачной модели золотникового гидрораспределителя.

Совокупность всех указанных существенных признаков устройства позволяет повысить точность определения углов истечения за счет возможности получения значений, близких к интегральным не только по величине открытия дроссельного окна, но и близких к интегральным по глубине золотниковой камеры. Так как заявленная совокупность существенных признаков устройства позволяет решить поставленную задачу, то заявленное устройство соответствуют критерию "изобретательский уровень".

Заявленное устройство для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя иллюстрируется фиг.1 и фиг.2.

На фиг. 1 изображено устройство для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя в целом.

На фиг.2 изображена прозрачная модель золотникового гидрораспределителя 2 в разрезе.

Устройство для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя состоит из источника рабочей жидкости 1, связанного с прозрачной моделью золотникового гидрораспределителя 2, включающей золотниковый плунжер 3 и гильзу 4, образующих наливное 5 и сливное 6 дроссельные окна, а также наливную 7, рабочую 8 и сливную 9 камеры, аппарата 12 для получения фиксированных изображений процессов, происходящих в прозрачной модели золотникового гидрораспределителя 2, и измерителя углов истечения потоков 14.

В рабочей камере 8 и в сливной камере 9 прозрачной модели золотникового гидрораспределителя 2 с помощью растяжных элементов 10 установлены флажковые флюгеры 11, располагаемые соответственно над серединами сечений наливного 5 и сливного 6 дроссельных окон и соответственно посередине глубины рабочей 8 и сливной 9 камер.

На фиг. 1 изображено также фиксированное изображение 13, получаемое с помощью аппарата 12.

В качестве аппарата 12 для получения фиксированных изображений происходящих в прозрачной модели золотникового гидрораспределителя 2 процессов может быть применен, например, комплект фотоаппаратуры, а в качестве измерителя углов истечения потоков 14 может быть использован, например, прозрачный транспортир.

В качестве растяжных элементов 10 могут быть применены, например, резиновые нити или тонкие пружины.

При включении источника рабочей жидкости 1 в наливную полость 7 прозрачной модели золотникового гидрораспределителя 2 начинает поступать рабочая жидкость. После установки золотникового плунжера 3 относительно гильзы 4 прозрачной модели золотникового гидрораспределителя 2 в положение, обеспечивающее заданные значения открытия наливного 5 и сливного 6 дроссельных окон, основание одного из флажковых флюгеров 11 по причине деформации растяжных элементов 10 оказывается практически посередине сечения наливного дроссельного окна 5 и посередине глубины рабочей камеры 8, а основание другого флажкового флюгера 11 по той же причине оказывается практически посередине сливного дроссельного окна 6 и посередине сливной камеры 9.

Потоки рабочей жидкости, поступающие через наливное 5 и сливное 6 дроссельные окна соответственно в рабочую 8 и сливную 9 камеры прозрачной модели золотникового гидрораспределителя 2, оказывают гидростатическое и гидродинамическое давление на флажковые флюгеры 11, в результате чего флажковые флюгеры 11 из-за малой упругости растяжных элементов 10 поворачиваются в рабочей 8 и сливной 9 камерах относительно мест крепления своих оснований к растяжным элементам 10 и принимают положения, очень близкие к направлениям суммарных векторов скоростей потоков.

В установившемся режиме с помощью аппарата 12 для получения фиксированных изображений происходящих в прозрачной модели золотникового гидрораспределителя 2 процессов получают фиксированное изображение 13 потоков вместе с флажковыми флюгерами 11, после чего с помощью измерителя углов истечения потоков 14 по фиксированному изображению 13 измеряют углы истечения потоков как углы наклона флажковых флюгеров 11 к оси золотникового плунжера 3.

В результате использования значений углов истечения потоков рабочей жидкости в дроссельных окнах золотниковых гидрораспределителей, получаемых с помощью предложенного устройства, повышается точность расчетов гидродинамических сил, действующих на золотниковые плунжеры в процессе функционирования при проектировании золотниковых гидрораспределителей за счет использования получаемых значений углов истечения потоков, близких не только к интегральным по величине открытия дроссельных окон, но и близких к интегральным по глубине золотниковых камер. Полученные преимущества позволяют рекомендовать заявленное техническое решение для использования в различных отраслях промышленности, где используются золотниковые гидрораспределители.

Источники информации 1. Захаров Ю. Е. К вопросу о гидродинамике золотников. Известия вузов СССР. Сер. "Машиностроение", 1960, 9, с. 45-58 (аналог).

2. Palczak E. Experimentelles Bestimmen der Durchflubzahlvon hydraulischen Wegeventilen/Maschinenmarkt, 1993, 99 N, с. 88, 90, 93 (прототип).

Формула изобретения

Устройство для определения углов истечения потоков рабочей жидкости в сечениях дроссельных окон золотникового гидрораспределителя, содержащее источник рабочей жидкости, связанный с прозрачной моделью золотникового гидрораспределителя, состоящей из золотникового плунжера и гильзы, образующих наливное и сливное дроссельные окна, а также наливную, рабочую и сливную камеры, аппарат для получения фиксированных изображений, происходящих в прозрачной модели золотникового гидрораспределителя процессов, и измеритель углов истечения потоков, отличающееся тем, что в рабочей и сливной камерах прозрачной модели золотникового гидрораспределителя установлены флажковые флюгеры, в своем основании жестко прикрепленные к серединам не менее двух растяжных элементов, при этом растяжные элементы флажкового флюгера, установленного в рабочей камере, одними своими концами крепятся к ближнему краю прилежащей к наливному дроссельному окну поверхности пояска золотникового плунжера, а другими своими концами к удаленному вглубь рабочей камеры краю прилежащей к наливному дроссельному окну стенки гильзы, а растяжные элементы флажкового флюгера, установленного в сливной камере, одними своими концами крепятся к ближнему краю прилежащей к сливному дроссельному окну поверхности гильзы, а другими своими концами к удаленному в глубь сливной камеры краю прилежащей к сливному дроссельному окну стенки пояска золотникового плунжера, при этом длина каждого из флажковых флюгеров превышает значение половины заданного максимального открытия соответствующего дроссельного окна и меньше половины значения глубины соответствующей камеры, а основание каждого из флажковых флюгеров обращено навстречу потоку рабочей жидкости, истекающей из соответствующего дроссельного окна, при этом измеритель углов истечения потоков является измерителем углов наклона флажковых флюгеров к оси золотникового плунжера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2