Регулятор расхода

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЗЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

»»857941 (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву (2) Заявлено 051079 (21) 2828222/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Опубликовано 23.0881. бюллетень Мо 31

Дата опубликования описания 230881 (51}pA. Nn 3

G 05 D 7/01

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53} УДК 6 21. 646. .3(088.6) (72) Автор изобретенил

Б,Я. Ладензон

Всесоюзный научно-исследовательск и прбектноконструкторский институт промышле ых гидроприводов - " и гидроавтоматики ! (7 1 ) За явит ель (54 ) РЕГУЛЯТОР РАСХОДА

Изобретение от носите я к гидроавтоматике н предназначено для регулирования величины расхода потока в гидросистемах машин с объемным гидроприводом.

Известен регулятор потока типа

ПГ 55-2, содержащий корпус с полостями подвода и отвода, первый дроссель, выполненный в виде втулки, торцовая кромка которой в сопряжении с кромками каплеобразного окна во втулке образует дроссельную щель, второй дроссель, образованный кромкой подпружинЕнного клапана и кромкой канавки корпуса и поддерживающий постоянный перепад давлений на дроссельной щели, а также механизм регулирования величины дроссельной щели, включающий валик, лимб и контргайку (1j., Известный регулятор обладает следующими недостатками.

Кромки каплеобразногo окна во втулке и торец втулки-дросселя, образующие дросселирующую щель, при определенной настройке регулятора в процессе работы остаются неподвижными, не имеют относительных смещений. Поэтому, в особенности при настройке регулятора на малые потоки (например 30-50 см /мин), когда

3 дроссельная щель очень мала, она частично зарастает" (проявляется свойство облитерации малых неподвижных щелей при прохождении через них потока минераоьного масла) и засоряется. Причем, в определенные моменты поток вычывает частички, перекрывавшие часть дроссельной щели, открывая полное проходное сечение. Таким образом, в процессе работы и меняется проходное сечение дроссельной щели, что приводит к нестабильности настроенного потока рабочей жидкости. Понятно, что когда предъявляют"

15 ся повышенные требования к точности работы регулятора, такое положение I неприемлемо.

Кроме того, поток рабочей жидкости, проходяций через дроссельную

20 цель, предварительно дросселируется на переменном дросселе клапана.Степень дросселирования, и следовательно, нагрева масла, зависит от разницы давлений до и после регулятора.

Эта разница в процессе работы аюжет изменяться, а значит будет изменяться и температура масла, проходящего через дроссельную щель. Величина же потока через регулятор зависит

30 от вязкости масла, которая, в свою

85 7941

S0

65 очередь, зависит от его температуры.

Это обстоятельство также является одной иэ причин нестабильности настроенного потока через известный регулятор.

Известный регулятор потока состоит иэ двух основных частей дросселя, образующего дроссельную щель и подпружиненного клапана, поддерживающего постоянный перепад давлений на этой щели. Наличие двух составных частей (собственно двух отдельных узлов) усложняет конструкцию и компоновку регуляторов потока, увеличивает их габариты и вес.

Известен также регулятор потока, содержащий корпус с полостями подвода и отвода, В одной расточке корпуса с возможностью кругового перемещения установлен первый дроссель, выполненный в виде глухой втулки и имеюций окно (паз) .

Кромки окца в сопряжении с кромками окна в корпусе образуют дроссельную щель. Хвостовик дросселя выведен наружу и скреплен с лимбом, имеющим рукоятку. На реэьбовом конце хвостовика установлена контргайка.

HQBopoToM рукоятки с лимбом, а следовательно, и дросселя, изменяют взаимное расположение окна и отверстия в корпусе и тем самым регулируют проходное сечение дроссельной щели.

Во второй расточке корпуса установлен подпружиненный клапан. Внутренний торец крайней шейки этого клапана образует с расточкой корпуса второй дроссель, проходное сечение которого автоматически изменяется в процессе работы регулятора. Полость перед дроссельной щелью соединена с наружным торцом крайней шейки и с внутренним торцом грибка клапана, Полость за дроссельной целью соед чена с пружинной полостью клапана. Благодаря автоматически действующему переменному дросселю (второму дросселю) на дроссельной щели (на первом дрос" селе) поддерживается постоянный перепад давлений, равный отношению усилия пружины к наибольшей плоцади поперечного сечения клапана (в данном случае поперечного сечения грибка). Обычно величина поддерживаемого перепада давлений равна

1,5-2,5 кгс/см . Если, например,давление перед регулятором по какойто причине повышается, то переменный дроссель (второй дроссель) перекры- вается больше, не давая подняться давлению перед дроссельной целью (перед первым дросселем) и наоборот, если давление перед регулятором понижается, переменный дроссель открывается, не давая понизиться давлению перед дроссельной щелью. Если же давление эа регулятором (т.е. дроссельной щелью) повышается, то переменный дроссель открывается, соответS

f5

ЗО

45 ственно повышая и давление перед дРоссельной щелью и, наоборот, если давление за регулятором понижается, то переменный дроссель больше перекрывается, уменьшая и давление перед дроссельной щелью.

Таким образом, благодаря автоматически действующеМу переменному дросселю, перепад давлениЯ на дроссельной щели всегда остается постоянным независимо от соотношения давлений до и после регулятора и, следовательно, величина потока через регулятор зависит только от величины проходного сечения дроссельной щели и от вязкости жидкости (2).

Этот регулятор потока имеет такие недостатки, как нестабильность настроенного потока, вызываемая эаращи" ванием дроссельной цели, обусловленным неподвижностью кромок, образуюцих дроссельную щель, нестабильность потока, вызываемая колебаниями величины вязкости жидкости из-эа того, что поток проходит сначала через переменный дроссель (где происходит переменный нагрев в зависимости от колебаний давления до и после регулятора), а потом через дроссельную щель, сложность конструкции из-за наличия двух отдельных узлов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является регулятор расхода, содержащий корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен шток, связанный с подпружиненной втулкой, переменный дроссель, образованный кромками втулки и корпуса, и дросселирующая щель, образованная иглой и диафрагмой, установленной во втулке (3) .

Недостатками этого регулятора являются нестабильность потока изэа неподвижности деталей, образующих дроссельную щель, а также сложность конструкции из-за наличия двух отдельных узлов.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение регулятора, Укаэанная цель достигается тем, что в регуляторе расхода, содержащем корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен с возможностью врацения относительно корпуса шток, связанный с подпружиненной втулкой, переменный дроссель, образованный кромками втулки и корпуса, и дросселируюцую щель, последняя образована двумя окнами, выполненными во втулке и корпусе соответственно, одно из которых - по перечное, другое - продольное с кромкой, параллельной оси втулки и длиной, превышающей максимальную ширину поперечного окна, по крайней мере, на величину максимального осе-. вого перемещения втулки.

85 7941

На фиг. 1 схематически показан регулятор расхода; на фиг. 2 — то же, продольныИ разрез; на фиг ° 3 разрез A-А на фиг. 1; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 вариант конструктивного исполнения регулятора расхода; на фиг. 6 — то же, продольный разрез; на фиг. 7 разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 8 разрез Г-Г на фиг. 6.

Регулятор расхода (фиг. 1-4) содержит корпус l с входной полостью 2 и выходной полостью 3. На цилиндрической поверхности корпуса, сообщенноИ с входной полостьв выполнены продольные (радиальные) окна 4, а на цилиндрической поверхности корпуса, ссобщенной с выходной полостью — радиальные отверстия 5. Во внутренней расточке корпуса установлена подпружиненная втулка 6, являющаяся первым переменным дросселем. 20

Расточка корпуса закрыта пробкой

7, удерживаемой стопорным кольцом 8.

На цилиндрическоИ поверхности клапана, контактирующей с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 5 в зоне окон 4, выполнены поперечные окна 9. Сопряжением кромок окон 4 и 9 образована дросселирующая щель 10.

На наружной поверхности втулки б выполнена канавка 11, сообщенная 30 радиальными отверстиями 12 с внутренней полостью 13 втулки 6. Кромка канавки 11 в сопряжении с кромками отверстий 5 образует переменный дроссель 14. Таким образом, втулка 6 участвует в образовании и второго (переменного) дросселя.

Во внутренней полости 13 втулки б установлена пружина 15, упирающаяся одним концом в дно этой полости, а вторым — в упор 16, опирающийся 40 на пробку 7. На противоположном конце втулки б выполнен призматический хвостовик 17. Кроме того, на наружной поверхности втулки б выполнена канавка 18, сообщенная радиальным 45 отверстием 19 с внутреннеИ полостью

13 втулки б. Механизм регулирования величины дроссельной щели включает в себя шток 20, в пазу которого с возможностью осевого перемещения установлен призматический хвостовик

1 7 втулки 6. На выходящей наружу шейке штока 20 на шпонке установлена рукоятка 21, а на резьбовом конце штока установлена контргайка 22. При отпущенной контргайке говоротом рукоятки 21 и штока 20 осуществляется поворот втулки 6 относительно корпуса 1, чем изменяется взаимное расположение окон 4 н 9 и регулируется величина дросселирующей щели 10. Пой- 40 ле устаноВки необходимой величины дроссельной щели контргайка 22 затяги .вается- Теперь рукоятка 21, шток 20 и втулка 6 ие имеют ьозможности поворачиваться относительно корпуса 1. 4$

Втулка 6 имеет возможность лишь продольно перемещаться в корпусе, но при этом. величина настроенной дроссельной щели не изменяется, так как окна 4 в корпусе выполнены продольно, а окна 9 во втулке б — поперечно относительно втулки. При этом длина Н той части продольной кромки, которая параллельна оси втулки б, превышает максимальную ширину b поперечного паза, го крайней мере, на величину максимального осевого хода h втулки б

Н >Ь+ h

Поперечные окна 9 могут быть выполнены в корпусе 1, а продольные окна 4 — во втулке 6 (фиг. 5-8).

В любом случае регулятор расхода представляет собой комбинацию одного дросселя (дросселирующие щели) и второго дросселя, который поддерживает постоянный перепад давления приблизительно 1,5-2,5 кгс/см2 на дросселирующей щели, благодаря чему расход рабочей жидкости через регулятор не зависит от давления на входе и выходе из него. В предлагаемых конструкциях функции обоих дросселей совмещены в одной детали — втулке б.

Поток рабочей жидкости поступает к входной полости 2 регулятора расхода и далее через окна 4, дросселирующую щель 10, окно 9, внутреннюю полость 13, отверстия 12, канавку 11, переменный дроссель 14 и отверстия

5 поступает к выходной полости 3 °

Давление рабочеИ жидкости до дросселирующей щели 10 воздействует на один торец втулки б, а давление рабочей жидкости после дросселирующей щели воздействует на противоположный торец втулки 6 (со стороны пружи- ны 15) .

Втулка 6 находится в равновесии под действием усилия пружины 15 и усилий, создаваемых. давлениями, воздействующими на торцы втулки.

Уравнение равновесия сил на втулке 6 имеет вид р2 (1) где р — давление перед дросселирую ( щей щелью;

p> — давление на дросселирующей щели;

F — площадь поперечного сечения направляющей части клапана бу

А - усилие пружины 15.

Учитывая, что р — р — др - перепад давлений на дросселирующей щели 10, получаем др

F (2)

Поскольку ход втулки 6 сравнительно мал, изменение усилия A незначительно величина F остается постоянной, величина д,р практически постоянна. При изменении одной иэ величин давления (р или р ) за счеz автоматического изменения степени дросселирования потока на переменном дросселе 14, соответственно изменяется и вторая величина (р или р2), а величина Ьр всегда остается постоянной. Если, например,,цавление р увеличивается, переменный дроссель перекрывается больше, увеличи-! вая и давление р . Если же р уменьшается, переменный дроссель больше открывается, уменьшая давление р

Когда давление эа регулятором увеличивается, переменный дроссель открывается больше, на нем уменьшается перепад давления, а р и р остаются постоянными. Если давление за регулятором уменьшается, переменный дроссель, больше перекрывается, перепад давления на нем увеличивается, е р и р остаются постоянкьми. Таким образом, втулка 6, приходя всегда э 20 равновесное положение э соответствии с уравнением (1), поддерживает постоянный перепад давления на дроссельной щели 10, величина которого определяется отношением усилия пружины 15 к площади поперечного сечения втулки б. Постоянство же перепада давления на дрссселнрующей е. п (при определенной ее настройке> обеспечивает постоянство расхода через эту щель, а следовательно, и через регулятор расхода.

На внутренней полости 13 даэлени через канавку 18 и Отэерсти». >3 подведено к направляющей час::и этул ки б на участке между эхсдксй полостью 2 и выходной поло" òüþ 3. По-скольку разница давлений между э ".с,:... ной полостью 2 и полостью 13 "-".Кь мала (1,5-2,5 кгс/см ), пег:е. .:.:::. ;;и жидкОсти из нхОдкОЙ пслсст> „ :. * ка> аэ" » л ку 18 практически стсутс": >уют,, !>e-етечки> же >кицкости из канавки 18 ь выходную полость 3 не влияют .а тс- ность работы регулятора, так .ак э полость 13 поступает рабочая кость, уже прошедшая дросселирующ-.-. = щель 10, т.е. прошедшая дозировку, Просто из полости 13 э выходную полость 3 рабочая жидкость поступает двумя путямиг в виде Осноьнаго

„Ъ Ф,Р потока через отверстия 12, канавку

11, переменный дроссель 14 и.отверстия 5 и э виде внутренних перетечек через зазор между втулкой б и корпусом 1 на участке между канавками

11 и 18.

Втулка б в процессе работы эсе время либо перемещается э осевом направлении при любых изменениях давления в системе, либо осциллирует около какого-то положения также в э() осевом направлении при неизменном давлении s системе.

При этом поперечное сечение дрссселирующей щели 10 не изменяется, посколькч напсавление движения втулээ. >адает с направлением одной (ЕЯС> Этой Щ ЛИ, НО зато ПОстОЯнная пОдВижнОсть этой стенки препятствует облитерации и засорению дроссельной щели 10.

Б предлагаемом регуляторе расхода поток рабочей жидкости сначала проходит .ерез дросселирующую щель 10, e :.атем через автоматически изменяющееся сечение переменного дросселя

I14., Нсзтсму изменяющаяся степень дросселирования потока на переменном дросселе и степень нагрева рабочей жидкости и, следовательно, связанные с этим изменения вязкости рабо ->ей жидкости„ не влияют на величину потока, проходящего через дросселирующую щель 10 и регулятор в целом.

Hp;" этом утечки рабочей жидкости пс зазорам между втулкой 6 и корпусом l ке влияют на точность работы регулятора.

В прецлсженном регуляторе расхода имеется только одна подви>кная деталь — втулка 6, выполняющая одновремекио функцию дросселя и клапана настоянного перепада давлений, т,е, функции и первого и второго дроссе" пей. Благодаря этому конструкция

:.-.. Ого регулятора проста.

Таким образом, в предложенном регуляторе расхода повышена точность стабильность величины пропускаемого

;стока), упрощена конструкция по .= „.азкению с известными регуляторами, формула изобретения

Регулятор расхода содержащий кор" :о с, входной и выходной полостями, э котором установлен с возможностью эр:".щения относительно корпуса шток, связанный с подпружиненной втулкой, переменный дроссель, образованный кромками в- óëê,è и корпуса, и дрос=:елирующую щель,- о т л и ч а ю щ и йтем; что, с целью повышения точ::.=Сти и упрощения регулятора, э нем дрссселирующая щель образована двумя окнами, выполненными во втулке и корпусе соответственно, одно из котсрых — поперечное, другое — продольное с кромкой, параллельной Оси втулки и длиной, превышающей максимальную ширину поперечного окна, IIo крайней мере, на величину максималь;-.:,Ого соевого перемещения втулки.

ИсточHHKH информации, принятые вс энийание при экспертизе

1. Распределительная и контрольнорегулирующая аппаратура. Инструкция гс монтажу и эксплуатации. ЭНИМС, К., 1 ->77 с. 126, рис. 74.

2. Богданович Л.Б. Гидравлические приводы в машинах. И., Машиностроение,. 1962 с. 56,, фиг. 41.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 161936, кл.. G 06 D 7/01, 1963 (прототип).

857941

Ю

b-8

Составитель Л. Подшибихин

Редактор H. Данкулич Техред Т. Маточка Корректор М, Шароши

Эакаэ 7242/77

Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород. vier. Проектная, 4

Х