Стабилизатор расхода жидкости

Стабилизатор расхода жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ 903816

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социапис тически н .Республик (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву

{22)Заявлено 07.03.80 (2!) 2893392/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07. 02. 82. Бюллетень М 5 (53)M. Кл.

G 05 О 7/01

Этеуаарстееный кеинтет

CCCP но денек изобретений н открытий (53) УДК 621. .646 ° 3 (088.8) Дата опубликования описания 10.02.82 г

Э.С. Ескараев и А.Г. Заббаров

Л

1 гЮ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54} СТАБИЛИЗАТОР РАСХОДА ЖИДКОСТИ

Изобретение относится к автомати=" ке, в частности к устройствам стабилизации расхода жидкости.

Известно стабилизирующее устройство, в котором для стабилизации расхода жидкости используют эффект кавитации. Устройство представляет собой сопло Вентури с конусностью на входе 20-25 и с конусностью на вью ходе 10- 120. Площадь проходного отверстия этого сопла может изменяться при осевом перемещении регулировочной иглы перемейного сечения. Эффективность стабилизации расхода жидкости связана с процессом кавитации, которая возникает в выходной расширяющейся части сопла и заключается в том, что при постоянном давлении на входе расход жидкости сохраняется постоянным несмотря на изменения (в некоторых пределах) давления на выходе сопла (1 ).

Известен также стенд для проверки расходомеров и счетчиков, снабженный кавитационным пропорциональным делителем потока, выполненным в виде набора кавитационных сопел. При работе установки поток жидкости с помощью делителя разделяется на две части, меньшая часть направляется в трубопоршневую установку, а большая - в еМкость хранилища. Несмотря на различие нагрузок на выходах отверстий делителя (кявитационных трубок) расхото ды жидкости через них сохраняются одинаковыми 12 $.

Недостатком известных устройств является интенсивное выделение в процессе кавитации растворенных в жидкост5 ти газов, которые образуют двухфазную смесь. Свойства этой смеси существенно отличаются от свойств сплошной среды. В расходомерных устройствах вследствие этого снижается достоверность и точность измерения расхода и может быть нарушена работа различных гидравлических устройств. Кроме того, для этих устройств характер903816 на невысокая точность поддержания расхода жидкости вследствие того, что отсутствуют какие-либо устройства, стабилизирующие давление на входе измерителя расхода жидкости и га- S сящие пульсации расхода в испытательном трубопроводе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для проверки и градуировки расходомеров жидкости, содержащее камеру с соплом и расположенной в нем конической иглой, где испытуемый измеритель расхода расположен после кавитационного сопла f3 ).

Однако и в этом устройстве имеет место интенсивное выделение в процессе кавитации растворенных в жидкости газов, которые образуют двухфаз- о ную смесь и отрицательно влияют на достоверность и точность результатов измерений.

Цель изобретения — повышение точности стабилизатора расхода. 25

Поставленная цель достигается тем, что стабилизатор расхода жидкости, содержаций соединенную с входным каналом камеру, на выходе которой установлено кавитационное сопло, выпол- ЗО ненное конфузорно-диффузорным, с расположенной в нем конической иглой, связанной с механизмом настройки, дополнительно содержит регулирующий клапан, установленный на выходе кавитационного сопла и связанный с чувствительным элементом, одна из полостей которого соединена с источником давления газа, равного давлению насыщения газом жидкости. а другая - каналом с диффузорной частью кавитационного сопла.

Кроме того, вход канала, соединяющий диффузорную часть сопла с полостью чувствительного элемента, рас"

45 положен на расстоянии (1,2-1,5) d < от входной кромки кавитационного сопла, где Й - поперечный размер диффузорной части кавитационного сопла в месте замыкания концевой части ка50 витационной каверны.

На чертеже дана схема стабилизатора расхода жидкости.

Стабилизатор содержит камеру 1 с входным каналом 2, кавитационное сопло 3, выполненное конфузорно-диффузорным, коническую иглу 4 с механизмом 5 настройки, выходную камеру 6, стабилизатор длины кавитационной каверны, выполненный в виде регулятора прямого действия, содержащего полость 7 входного регулирующего воздействия полость 8 опорного (задаваемого) давлеНия, соединенную с источником давления газа (не показан) . Полости 7 и 8 разделены между собой чувствительным элементом - мембраной 9, с которой соединен шток 10 с регулирующим клапаном 11, Полость 7 через штуцер 12 и канал-трубку 13 соединена с внутренней выходной расширяющейся частью сопла 3, при этом отверстие отбора давления в шт цере

12 расположено на расстоянии — (1,2-1,5) й. от входно" кромки сопла 3.

Стабилизатор работает следующим образом.

Жидкость под напором поступает через входной канал 2 в камеру 1, проходит через сопло 3 и после выходной камеры 6 выходит в рабочий трубопровод.

Расход жидкости устанавливают путем изменения площади проходного сечения сопла 3 с помощью конической иглы 4, перемещая ее механизм 5 настройки.

При определении соотношения давлений на входе и выходе сопла 3 в его выходной асти поддерживается необходимый кавитационный режим течения.

Длина кавитационной каверны зависит от давления на выходе сопла, при этом в зоне каверны давление близко к давлению паров протекающей жидкости, а в зоне ее замыкания на стенке сопла имеет место скачкообразное увеличение давления. Однако вследствие нестационарности формы концевой части каверны существует небольшая "размытая" зона замыкания, в пределах которой среднее давление изменяется плавно, а не скачкообразно. Если каверна замыкается за штуцером 12 (по потоку), то в поло=ти 7 регулятора давление снижается относительно опорного давления в полости 8, мембрана 9, прогибаясь, перемещает шток 10 с регулирующим клапаном 11, перекрывая выход сопла 3. По мере увеличения степени перекрытия длина каверны сокращается до тех пор, пока ее концевая часть не достигнет отверстия отбора давления в штуцере 12. В этом состоянии наступает равновесие системы. При уменьшении длины каверны (1,2-"1, 5) <3

ВНИИПИ Заказ 113/28 Тираж 907 Подписное филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 90381 давление в штуцере 12 и полости 7 резко возрастает и регулятор срабатывает на уменьшение степени перекрытия, Опорное давление в регуляторе должно быть равно давлению насыщения газами жидкости. Например при работе устройства с использованием воды, находящейся в контакте с воздухом при атмосферном давлении, полость 8 регулятора должна сообщаться с атмосферой. 10

Для сохранения эффекта стабилизации расхода жидкости в кавитационном режиме истечения, необходимая минимальная длина каверны должна быть в пределах (1,2-1,5) d, где д, - мак- 1з симальный поперечный размер сопла 3 в месте замыкания концевой части кавитационной каверны.

Размер может быть выражен через

Cf - диаметр сопла в месте наибольше- ув

ro его сужения и угол конусности а диффуэорной части

dx d + гам, при e = (1 2 1 5)dx

Например для сопла с углом с = о

=0, «=Ь .р. Е=1,5d<

1,5 b

Е=,;-,, 07 "-10 5

Предлагаемый стабилизатор расхода жидкости позволяет уменьшить количество выделяющихся при кавитации растворенных в жидкости газов путем уменьшения стабилизации размеров зоны кавитации.

6 6 формула изобретения

1. Стабилизатор расхода жидкости, содерЖащий соединенную с входным каналом камеру, на выходе которой установлено кавитационное сопло, выполненное конфузорно-диффузорным, с расположенной в нем конической иглой, связанной с механизмом настройки, о т л и ч а ю щ и и с R тем, что, с целью повышения точности стабилизатора,он содержит регулирующий клапан, установленный на выходе кавитационно-: го сопла и связанный с чувствительным элементом, одна из полостей .которого соединена с источником давления газа, равного давлению насыщения газом жидкости, а другая — каналом с диффузорной частью кавитационного сопла.

2. Стабилизатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что вход канала, соединяющего диффузорную часть сопла с полостью чувствительного элемента расположен на расстоянии (1,21,5)d от входной кромки кавитационного сопла, где dк - поперечный размер диффузорной части кавитационного сопла в месте замыкания концевой части кавитационной каверны, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Башта T.Í. Машиностроительная гидравлика. "Машиностроение", 1971, с. 49.

2. Авторское свидетельство СССР и 356474, кл. G 01 F 25/00, 19703. Авторское свидетельство СССР 540152, кл. G 01 F 25/00, l975 (прс тотип) .