Дроссельное устройство /его варианты/

Дроссельное устройство /его варианты/

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистическия

Республик

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБеЯЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 857090 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 07.01.80 (21) 2864529/18 24 (51}NL. Кл.

G 05 Р 7/01 с присоединением заявки 34—

3ееударетввввй кемвтет

СССР (23) Приоритет—

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень М31

Дата опубликования описания 25,08.81 пв аелям «яябеетекий и етяриткй (53) УДК 621,646, . 3 (088, 8) (72) Автори изобретения

В.М. Огарков, А.П. Павлов, В.Н. Степанов и Б.А. Толкачев. (71) Заявитель

Всесоюзный заочный машиностроительный и ститут (54) ДРОССЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к устройствам контрольно-регулирующей гидравлической аппаратуры и может найти применение в машиностроении, Известно дроссельное устройство, выполненное в виде клапана, предназначенное для регулирования потоков, преимущественно газов, включающее седло и закрепленную на штоке клапана чашу (1 ).

Отличительной особенностью этого устройства является наличие в седле равнорасположенных по всей его поверхности диффузорных каналов, выполненных со степенью расширения 3,55 0 и углом раскрытия 5-8

Недостатком устройства является не оптимальное выполнение подводящего какала клапана, что вызывает неравнс>мернсж распределение параметров потока по сечению.

Конструктивное выполнение чаши с поступательным движением при регулировании потока требует приложения

2 значительных усилий, особенно при работе клапана в высокоскоростных потоках жидкости с большим расходом.

Известно также устройство с более оптимальным выполнением каналов регулируемого клапана, позволяющее добиться равномерного распределения параметров потока по сечению и состоящее из двух перфорированных панелей, перфорации у которых смещены от-. носительно друг друга у неподвижной н и подвижной панелей, а регулирование расхода осуществляется путем осевого перемещения подвижной панели j2 ).

Недостатком этого устройства является то, что прн регулировании расхода необходима слишком большие усилия перемещения. Это обстоятельство затрудняет использование данного устройства в высокоскоростных жидкостных потоках, особенно в системах автоматического регулирования. В прочностном отношении данное устройство несовершенно, а выполнение при857090

50 где

3 вода подвижной панели в системе трубопровода усложняет конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является дроссельное устройство, рабочим органом которого являются примыкающие один к другому соосно установленные неподвижный и поворотный элементы с отверстиями для прохода жидкости например, элементы выполнены в виде неподвижного и поворотного дисков с прорезями и перемычками, представляющими собой форму частей секторов. При совмещении прорезей дроссельное устройство имеет максимальную проходную площадь, уменьшени, которой до полного закрытия осуществляется за счет перекрытия прорезей неподвижного диска перемычками поворотного. Боковые стенки прорезей образуют при этом подводящие и отводящие каналы, чаще всего конфузорный и диффузорной геометрии соответственно (3).

Недостатком этого устройства является то, что при его работе возникает пульсация расхода при больших степенях дросселирования потока. Эта пульсация расхода создает дестабилизацию момента, действующего со стороны потока на поворотный элемент, что определяет в конечном итоге работу регулирующего механизма в колебательном режиме.

Цель изобретения — улучшение динамических характеристик дроссельного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в дроссельном устройстве, содержащем установленные в корпусе неподвижный и поворотно-регулирующий элементы с отверстиями в виде частей секторов, боковые стенки которых образуют подводящие конфузорные и отводящие диффузорные каналы, поворотнорегулирующий элемент выполнен переменной в радиальном направлении толщины, угол раскрытия отводящих диффузорных каналов выполнен в пределах

8-15О, причем толщина поворотно-регулирующего элемента на участке расположения отводящих диффуэорных каналов определена соотношением

Е-А.е 1;

1- расстояние от оси поворотнорегулирующего элемента:

4 — - секторный угол отверстия, в радианах;

Д вЂ” постоянный для каждой конкретной конструкции коэффициент, выбирающийся из условия А 7р 5.

Другой вариант дроссельного устройства предусматривает выполнение отводящих диффузорных каналов в пределах 3 -90О, при этом коэффициент

А выбирается из условия А 3.

10 Ограничения на А сверху при углах раскрытия диффузорных каналов 8-15 и снизу при углах 34-90 выбирают, исходя из конструктивных либо прочностных соображений.

На фиг.1 схематически изображено устройство, установленное в трубопроводе, общий вид: на фиг.2 — вид А на фиг.1 на фиг.3 — конусный вариант устройства; на фиг.4 — нормальные

20 сечения дросселирующих каналов в полностью открытом (а )и в частично перекрытом б состояниях на фиг.5 сечение Б-Б на фиг.2 на фиг.Ь сечение В-В на фиг.2; на фиг.7 — ви25 ды потока, проходящего по каналам для различных случаев соотношения размеров выходного и входного каналов, дроссельного устройства.

Дроссельное устройство содержит

30 примыкающие один к другому неподвижный элемент (диск ) I и поворотно-регулирующий элемент (диск ) 2 с равнораспопоженными на каждом диске щелевы. ми прорезями в виде частей секторов.

35 Боковые стенки прорезей образуют подводящие конфузорные каналы 4 (фиг.4 ) в диске 1 и отводящие диффузорные каналы 5 (фиг.4) в диске 2.

Установлено дроссельное устройство

40 в трубопроводе 3. Уплотнительные узлы а также привод поворотного диска не показ аны.

Диск 2 выполнен переменной толщины в радиальном направлении. При этом на

45 участке расположения отводящих каналов 5 эту толщину onpepеляют в соответсч вии с соотношением

6 =А+,. где 1 †-текущий радиус диска2 . — секторный угол прорези в пла, не (фиг.2):

А — постоянный для данной конструкции коэффициент, его величина зависит от выбранного узла раскрытия отводящих каналов (фиг.4с )

При дросселировании потока жидкости путем поворота диска 1 на некоторый угол проходная ширина в каналах

5 85709 у 1еп,ю» .Tе>l i . вели %f104 о(фиг. 5) для полн и;тr.ю открытого дросселя до величины Д, Беличина расхода жидкости определяется коэффициентом сопротивления дросселя, которыи зависит от степени закрытия дросселя ) = 3-сМ/O и оч соотношения величин ЦС(и угла раскрытия отводящего канала С(. Величины последнего соотношения определяют характер распространения струи 10 после ее прохода через местное сужение С1".

К; к показали исследования, при величинах Цс(3 и углах раскрытия каналов с(=34-90 поток выходит из дрос- 1s о селя в виде струй под некоторым углом 9 к поверхности диска, как показано на фиг.5, где изображено сечение Б-Б каналов дросселя, выполненных по некоторому радиусу 14 . Лишь 20 на некотором расстоянии отдельные струи сливаются в поток (граничные. линии потока на фиг.5 6 и 7 изображены пунктиром) .

При величинах Цс()j5 и углах Ы = 25

=8-15 струи, проходя через сужения

D, успевают затем занять все сечения отводящего канала (фиг.6). Из дросселя они выходят нормально к

его образующей поверхности. 30

При f(Ct 4 и Д. =15-34о наблюдаются неустойчивые течения, выражающиеся в произвольном изменении характера струи либо по типу фиг.5, либо по типу фиг.6. 1$

Формула изобретения

a=Ad>, räå 1 — расстояние от оси поворотнорегулирующего элемента

9 - секторный. угол отверстия в радианах;

А - постоянный для каждой конкретной конструкции коэффициент, выбиракщийся из усло вия A)j 5.

2 ° Дроссельное устройгтво, содержащее установленные в корпусе подвижный и поворотно-регулирунж ий элеДля прорезей, выполненных ь виде частей секторов, величина )" будет постоянной по радиусу и, следовательно, ее влияние на коэффициент сопротивления дросселя не зависит от радиу. са. Отношение ЗjO зависит от закона изменения толщины диска в радиальном направлении. Так при регулировании дросселя в случае постоянной толщины 4 диска с отводящими каналами наступает такой момент, когда при больших текущих имеем e/с(<3, а при малых

Цс1 ) 55. . ННааппррииммеерр, . нна а ффиигг.5 и 6 изображены сечения отводящих каналов, выполненных на разных радиусах диска Ь

Причем 1" C I" . Это означает, что где-то в промежуточных сечениях имеет место соотношение Цд4, как следствие этого образуется зона неустойчивых течений с изменяющимся коэффициентом сопротивления и углом выхода струй 9 из дросселя. Эти два обстоятельства вызывают колебания расхода

0 6 и нестабильность момента от сил реак ции струй на элементы дросселя °

Избежать этого явления удается, если толщину диска с отводящими каналами изменять по з.:кону, обеспечивающему постоянство Р/С(. Это постоянство будет выполняться, если толщина диска на участке расположения отводящих каналов будет определяться соотношением 0 = А 9.1". А углами раскрытия каналов с(., взятыми в диапазонах

8-15О при A)e 5, и 34-90, при А 3, создаются однозначные условия для формирования струйного потока в отводящих каналах (фнг.7 а) для первого случая и (фиг.7 б) для второго

Эксперименты, проведенные с дросселЬным устройством, выполненным по данному изобретению, показали сущест" венное уменьшение колебаний расхода жидкости и повышение стабильности величины регулирующего момента, что свидетельствует об улучшении динамических характеристик этого устройства по сравнению с известным.

Дроссельное устройство, содержащее установленные в корпусе подвижный и поворотно-регулирующий элементы с отверстиями в виде частей секторов, боковые стенки которых образуют подводящие конфузорные и отводящие диффузорные каналы, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью улучше-. ния динамических характеристик устройства, в нем поворотно-регулирукиций элемент выполнен переменной в радиаль ном направлении толщины, угол раскрытия отводящих диффузорных каналов выполнен в пределах 8-15, причем толщина поворотно-регулируницего элемента на участке расположения отводящих диффузорных каналов определена соотношением

7 85 менты с отверстиями в виде частей екторов, боковые стенки которых образуют подводящие конфузорные и отводящие диффузорные каналы, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения динамических характеристик устройства, в нем поворотнорегулирующий элемент выполнен переменной в радиальном направлении толщины, угол раскрытия отводящих диффузорных каналов выполнен в пределах

34-90, причем толщина поворотно-регулирующего элемента на участке расположения отводящих диффузорных каналов определена соотношением е=и, 7090 8 где 1" — расстояние от оси поворотнорегулирующего элемента

Ч вЂ” секторный угол отверстия в радианах

А — постоянный д. я каждой конк" ретной конструкции коэффициент, выбирающийся из условия А 3.

Источники информации.

10 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 336460, кл. F 16 К 1/06, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 533801, кл. F 16 К 1/22, 1976.

15 3. Авторское свидетельство СССР № 287338, кл. 605 Э 7/01, 1969 1прототип) .

НалраВлени потока

Фра 7

Составитель Л. Подшибихин йй " ° """ ™ИЪ" " % Ъ "—

Заказ 7132/35 Тиржк 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Укгород, ул. Проектная, 4