УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ КАРБЮРАТОРОВ Российский патент 1995 года по МПК F02M19/01 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к установкам для регулирования и контроля карбюраторов.

Известна установка для регулирования и контроля карбюраторов, содержащая устройство задания режимов контроля, имеющее фланец для монтажа карбюратора, соединенного через измеритель расхода с источником испытательной жидкости, и окно отвода смеси испытательной жидкости и воздуха, сообщенное с патрубком подвода смеси к корпусу отделения жидкости от смеси, имеющему верхнюю и нижнюю торцевые стенки, патрубок для отвода жидкости и трубопровод для отвода воздуха, соединенный на выходе с источником вакуума, измеритель вакуума или давления за карбюратором [1]
Однако такие установки характеризуются повышенной металлоемкостью и сравнительно невысокой полнотой отделения испытательной жидкости от воздуха, поскольку отделение жидкости происходит в основном под действием гравитационных сил, а для прекращения уноса частичек испытательной жидкости с воздухом выполняют корпус отделения и трубопроводы с увеличенными сечениями для снижения скорости движения воздуха.

Известна также установка для регулирования и контроля карбюраторов, содержащая устройство задания режимов контроля, имеющее фланец для монтажа карбюратора, соединенного через измеритель расхода с источником испытательной жидкости, и окно отвода смеси испытательной жидкости и воздуха, сообщенное с патрубком подвода смеси к тангенциально расположенному входному отверстию корпуса отделения жидкости от смеси, имеющего верхнюю и нижнюю с центральным отверстием торцевые стенки, патрубок для отвода жидкости и трубопровод для отвода воздуха, соединенный на выходе с источником вакуума, измеритель вакуума или давления за карбюратором [2]
Однако в таких установках действуют те же причины, которые препятствуют снижению металлоемкости и повышению полноты отделения испытательной жидкости, а именно: для уменьшения уноса жидкости с воздухом приходится снижать скорости течения воздуха за счет увеличения сечений трубопроводов и корпуса отделителя, что и приводит к повышенной металлоемкости, а расположение тангенциальным образом патрубка для ввода смеси в отделитель приводит к взаимодействию вихревого движения воздуха с накапливающейся отделенной жидкостью с частичным ее уносом из отделителя.

Осуществление изобретения позволяет достичь снижения металлоемкости установки и повышения полноты отделения испытательной жидкости.

Указанные технические результаты достигаются тем, что установка для регулирования и контроля карбюраторов, содержащая устройство задания режимов контроля, имеющее фланец для монтажа карбюратора, соединенного через измеритель расхода с источником испытательной жидкости, и окно отвода смеси испытательной жидкости и воздуха, сообщенное с патрубком подвода смеси к тангенциально расположенному входному отверстию корпуса отделителя жидкости от смеси, имеющее верхнюю и нижнюю с центральным отверстием торцевые стенки, патрубок для отвода жидкости и трубопровод для отвода воздуха, соединенный на выходе с источником вакуума, измеритель вакуума или давления за карбюратором, снабжена кольцевым сборником испытательной жидкости, укрепленным в нижней части корпуса отделителя, выполненной расширяющейся по направлению движения жидкости и образующей кольцевой канал с внутренней поверхностью нижней торцевой стенки, сообщающий полость сборника жидкости с полостью корпуса отделителя, и двумя вставками, концентрично расположенными в корпусе, одна из которых верхним торцом укреплена на верхней торцевой стенке с образованием со стенками корпуса кольцевой полости, сообщенной с патрубком подвода смеси, а нижний торец вставки размещен с зазором относительно нижней торцевой стенки, а вторая вставка укреплена в центральном отверстии нижней торцевой стенки, соединенном с трубопроводом отвода воздуха, и размещена с образованием кольцевой полости внутри первой вставки и зазором относительно верхней торцевой стенки, причем площадь входного сечения патрубка подвода смеси соизмерима с площадью выходного сечения окна отвода смеси, а патрубок отвода жидкости подключен к кольцевому сборнику жидкости в его нижней точке.

Предлагаемая установка отличается от прототипа тем, что она снабжена кольцевым сборником испытательной жидкости, укрепленным в нижней части корпуса отделителя, выполненной расширяющейся по направлению движения жидкости и образующей кольцевой канал с внутренней поверхностью нижней торцевой стенки, сообщающий полость сборника жидкости с полостью корпуса отделения, и двумя вставками, концентрично расположенными в корпусе, одна из которых верхним торцом укреплена на верхней торцевой стенке с образованием со стенками корпуса кольцевой полости, сообщенной с патрубком подвода смеси, а нижний торец вставки размещен с зазором относительно нижней торцевой стенки, а вторая вставка укреплена в центральном отверстии нижней торцевой стенки, соединенном с трубопроводом отвода воздуха, и размещена с образованием кольцевой полости внутри первой вставки и зазором относительно верхней торцевой вставки, причем площадь входного сечения патрубка подвода смеси соизмерима с площадью выходного сечения окна отвода смеси, а патрубок отвода жидкости подключен к кольцевому сборнику жидкости в его нижней точке.

При этом продольная ось корпуса отделителя отклонена от вертикали на угол 15. 25^о, а внутренняя поверхность нижней торцевой стенки выполнена с наклоном относительно горизонтальной плоскости.

В дополнение к описанному вторая вставка выполнена по направлению движения воздуха в виде последовательно расположенных конфузорной, цилиндрической и диффузорной частей.

Дополнительное усовершенствование достигается тем, что установка снабжена спрямляющей решеткой, установленной на входе во вторую вставку и выполненной в виде набора пересекающихся пластин, линии пересечения которых параллельны продольной оси отделителя.

В предлагаемой установке в значительной мере устраняются причины, препятствующие снижению металлоемкости: обособление в конструкции сборника испытательной жидкости соответствует тому, что относительная масса испытательной жидкости в смеси с воздухом после карбюратора составляет примерно 6% (это вытекает из того, что в 1 кг топлива должно быть подано примерно 15 кг воздуха), а различия почти на 3 порядка плотностей воздуха и испытательной жидкости дополнительно указывают на возможность существенного снижения материалоемкости вследствие использования для сбора испытательной жидкости обособленного от воздушного массивного тракта малогабаритного и с малой массой сборника испытательной жидкости. В этом же направлении, т. е. на устранение причин, препятствующих снижению металлоемкости, воздействуют признаки, относящиеся к месту размещения отделения испытательной жидкости и предусмотренная соизмеримость проходных сечений выходного окна устройства задания режимов и начального участка патрубка для ввода смеси в отделитель. А скорости движения воздуха в карбюраторе на подавляющем количестве режимов являются достаточно высокими, чтобы обеспечить функционирование карбюратора, т. е. чтобы обеспечивать эжектирование топлива в воздушный тракт. Последний, имея в своем продолжении устройство задания режимов контроля и патрубок ввода смеси в отделитель, сохраняет, следовательно, этот высокий уровень скоростей движения, что при заданных расходах обуславливает соизмеримость габаритов карбюратора и указанных частей безмоторной установки со снижением ее материалоемкости.

Вместе с тем, относительно высокие скорости движения смеси на входе в отделитель и круговое движение смеси в его кольцевой полости, образованной корпусом отделения и одной из вставок, обеспечивают существенное повышение полноты отделения испытательной жидкости от воздуха, которое при этом происходит под действием центробежных сил, намного превосходящих гравитационные силы. Действие центробежных сил используется также и расширением нижней части корпуса отделителя, внутренняя поверхность которого позволяет удалять основную массу отделенной и высаженной на стенку испытательной жидкости с устранением возможности ее уноса воздухом, т. е. данный признак в совокупности с другими обуславливает повышение полноты отделения испытательной жидкости. Зазор, с которым установлена нижняя часть корпуса относительно нижней торцевой стенки, является проводящим для жидкостей пленки в направлении в кольцевой сборник, но одновременно и не проходимым для воздуха, в особенности по сравнению с тем проходным для воздуха сечением, которое образовано зазором от нижнего торца вставки до нижней торцевой стенки отделителя. В результате те частицы испытательной жидкости, которые были высажены из потока вмеси на внутреннюю поверхность корпуса в условиях интенсивного обдува воздухом на входе и в верхней части кольцевой полости, в нижней ее зоне уже тем более не могут вновь захватиться движущимся воздухом, что обеспечивает таким образом благодаря данным признакам достижение требуемых технических результатов, т. е. повышение полноты отделения испытательной жидкости при уменьшенной металлоемкости установки.

Указанное в совокупности с другими признаками наличие и закрепление на нижней торцевой стенке второй вставки, которая одним концом размещена в глухой полости с зазором относительно верхней торцевой стенки, а вторым концом образует вход в отводную трубу, также обуславливает достижение требуемого технического результата: повышение полноты отделения испытательной жидкости и снижение материалоемкости. Это предопределяется тем, что верхний конец этой вставки размещен в пространстве отделителя без непосредственных контактов с боковыми и торцовыми стенками. Эти воздушные промежутки при данном центральном размещении всей вставки являются непреодолимым препятствием для тех частиц испытательной жидкости, которые на предыдущих установках движения остались не высаженными на внутреннюю поверхность корпуса и не удаленными в кольцевой сборник. В пространстве между вставками эти частицы жидкости вместе с воздухом в его сохраняющемся круговом движении вновь оказываются под воздействием центробежных сил, которые удерживают оставшиеся частицы жидкости во вращательном пленочном движении по внутренней поверхности вставки и верхней торцевой крышки, повышая таким образом полноту отделения испытательной жидкости. Вместе с этим данное расположение второй вставки в совокупности с другими признаками установки образуют кратчайший путь воздуха в отводную трубу отделителя и далее к источнику вакуума, освобождая от известных в прототипе многочисленных колен в трубопроводах и снижая тем самым металлоемкость установки.

В частном варианте усовершенствования установки, в котором предусмотрено отклонить продольную ось делителя испытательной жидкости от вертикали на угол до 15.20^о, а обращенную внутрь корпуса поверхность нижней торцевой стенки выполнить в любой ее точке с уклоном относительно горизонтальной плоскости, также достигается требуемый технический результат. Повышение полноты отделения испытательной жидкости обеспечивается полным ее стоком в кольцевой сборник в паузах при смене одного контролируемого карбюратора на другой, а уменьшение металлоемкости возможностью иметь плоскую нижнюю торцевую стенку с минимизированной поверхностью. Кроме того, отклонение от вертикали продольной оси отделителя позволяет уменьшить кривизну патрубка для ввода смеси в отделитель на его участке между устройством задания режимов и отделителем, что уменьшает его сопротивление, либо при фиксированном уровне сопротивления позволяет уменьшить его проходное сечение и, следовательно, уменьшить его материалоемкость. Аналогичное воздействие на достигаемый технический результат возможно, если в дополнение к вышеизложенному расположить ось патрубка ввода смеси в отделитель вне плоскости поперечного сечения корпуса отделителя, т. е. так, чтобы ось патрубка образовала с указанной плоскостью угол также в пределах 15.25^о. В этом случае общий угол поворота оси патрубка ввода смеси на участке до отделителя станет значительно менее прямого, составляя примерно 40^о (90-2× 25). Это кроме сохранения высоких скоростей движения смеси с уменьшенными потерями полного давления позволит сократить длину патрубка и его сечение, что снизит материалоемкость и повысит полноту отделения испытательной жидкости.

В более конкретизированных формах выполнения второй вставки в виде последовательно расположенных конфузорной, цилиндрической и диффузорной частей, а также с установленной на входе во вторую вставку спрямляющей решеткой в виде набора перекрещивающихся пластин, линии пересечения которых параллельны продольной оси отделителя, приведенные признаки как часть всей совокупности признаков предлагаемой установки оказывают прямое влияние на достигаемый технический результат. Плавное воздействие конфузора по преобразованию вихревого движения воздуха в осевое движение вместе со спрямляющей решеткой обеспечивает полное использование проходного сечения горловины вставки, т. е. позволяет ее уменьшать вместе с уменьшением расхода металла, чему способствует также и диффузор в нижней части вставки, закрепленной на нижней торцевой стенке. Последнее обеспечивает, кроме того, другой технический результат, а именно повышение срока службы безмоторной вакуумной установки. Причины для этого заключаются в том, что течение воздуха в диффузорах сопровождается, как известно, восстановлением полного давления потока. В данном случае это приводит к увеличению весового расхода воздуха вакуумным насосом, а ввиду требуемого фиксированного расхода воздуха по условиям контроля карбюратора, это увеличивает запас производительности источника вакуума и, следовательно, срок его службы, в течение которой происходит естественное снижение производительности.

На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая установка; на фиг. 2 отделитель испытательной жидкости в разрезе по продольной оси; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2.

Установка для регулирования и контроля карбюраторов содержит устройство 1 задания режимов контроля с приемным фланцем 2 для монтажа карбюратора 3 и выходным окном 4, измеритель 5 вакуума или давления за карбюратором, устройство 6 подачи в карбюратор испытательной жидкости, измеритель 7 расхода испытательной жидкости, отделитель 8 испытательной жидкости от воздуха из смеси, приготовленной карбюратором, включающий в себя корпус 9 в виде тела вращения, верхнюю 10 и нижнюю 11 торцевые стенки, патрубок 12 для ввода в отделитель смеси воздуха и испытательной жидкости, отводную трубку 13 для воздуха и патрубок 14 для отвода отделенной испытательной жидкости, а также источник вакуума 15. Отделитель снабжен кольцевым сборником 16 испытательной жидкости и двумя концентрически расположенными внутри корпуса вставками 17 и 18 (см. фиг. 2), первая из которых образует с корпусом 9 кольцевую полость 19, сообщенную с патрубками 12 для ввода смеси в отделитель, а с верхней торцевой стенкой 10 глухую полость 20, вторая вставка 18 закреплена на нижней торцевой стенке 11, образуя одним концом 21 вход в отводную трубу 13 отделителя, а другим концом 22 размещена в полости 20 с зазором 23 относительно верхней торцевой стенки 10, патрубок 12 ввода в отделитель сообщен своим начальным участком 24 с выходным окном 4 устройства задания режимов контроля, причем площади сечения патрубка ввода смеси и выходного окна устройства 1 в месте их соединения соизмеримы по площади. Корпус отделителя 9 выполнен с расширением 25 нижней части, установленной с зазором 26 над нижней торцевой стенкой, причем зазором 26 образован канал для сообщения с кольцевым сборником 16, к нижней точке 27 которого присоединен патрубок 14 для отвода отделенной испытательной жидкости. Продольная ось 28 отделителя отклонена от вертикали 29 на угол до 15.25^о, а поверхность нижней торцевой стенки 11, обращенная внутрь корпуса отделителя, выполнена в любой своей точке с уклоном относительно горизонтальной плоскости 30, в частности плоской, как показано на фиг. 2. Вставка 18, закрепленная на нижней торцевой стенке 11, снабжена конфузорной частью 31, обращенной к верхней торцевой стенке 10, горловиной 32 постоянного сечения и диффузорной частью 33, сообщенной с отводной трубкой 13 отделителя. На входе 34 во вставку 18 установлена спрямляющая решетка 35 вихревого движения воздуха, выполненная в виде набора 36 перекрещивающихся пластин 37, параллельных оси 28 отделителя.

Установка для регулирования и контроля карбюраторов работает следующим образом.

Под действием источника вакуума 15 возникает движение воздуха через карбюратор 3, определяемое для данного режима состояния устройства задания режимов контроля вакуумом или давлением за карбюратором, установленным по измерителю 5 путем приоткрывания дроссельных заслонок карбюратора. Это движение воздуха через карбюратор характеризуется скоростью, достаточной для эжектирования испытательной жидкости, которая вместе с воздухом поступает во входной участок 24 патрубка 12, ввод смеси из которого в отделитель расположен, как показано на фиг. 3, тангенциальным образом относительно корпуса 9 отделителя. Это расположение патрубка 12 и корпуса 9 обеспечивает возникновение кругового движения смеси испытательной жидкости и воздуха в кольцевой полости 19, вследствие чего происходит перенос частиц испытательной жидкости на внутреннюю стенку корпуса 9 отделителя и слияние их в сплошную пленку. Вместе с круговым движением пленки жидкости и воздуха в кольцевой полости 19 существует также и их постепенное как бы винтовое движение вдоль стенки корпуса 9 в направлении к нижней торцевой стенке 1 отделителя. Воздух, дойдя до нижнего края вставки 17, делает поворот в полость 20 ко входу 34 во вставке 18, а по ней направляется в отводную трубу 13 отделителя и далее к источнику вакуума 15, после которого возвращается в атмосферу. Пленка испытательной жидкости, сформировавшаяся на внутренней стенке корпуса 9 отделителя при течении смеси в кольцевой полости 19 под действием подгоняющего кругового и осевого движения воздуха спускается к нижней расширенной части 25 корпуса отделителя и вследствие действия центробежных сил устремляется в зазор 26, пройдя который попадает в кольцевой сборник 16. В его полости, отделенной зазором 26 от полости корпуса отделителя, не существует сколько-нибудь заметного движения воздуха, вследствие чего отделенная испытательная жидкость естественным образом сливается к нижней точке 27 кольцевого сборника 16, где через патрубок 14 она отводится для дальнейшего использования.

Наряду с описанным процессом формирования жидкостной пленки на внутренней стенке корпуса 9 отделителя некоторая часть частиц жидкости выходит вместе с воздухом в полость 20, где также под действием центробежных сил собирается в пленку, движущуюся по кругу по внутренней поверхности вставки 17. Когда контроль и регулировка карбюратора закончены, устройство задания режимов контроля переводят в состояние с весьма малым, либо прекращенным поступлением воздуха из атмосферы в карбюратор и, следовательно, в отделитель 8. В результате прекращается и круговое движение жидкостной пленки по внутренним стенкам корпуса 9 и вставки 17. Под действием силы тяжести испытательная жидкость попадает на нижнюю торцевую стенку 11 и самотеком оказывается, пройдя по зазору 26, в кольцевом сборнике 16.

В конструкции установки со вставкой 18, когда она снабжена конфузорной частью, горловиной постоянного сечения и диффузорной частью, сообщенной с отводной трубой отделителя, движение воздуха на входе вставки 18 формируется с постепенным ускорением потока через конфузор в горловину с постоянным сечением, а в последующей диффузорной части происходит замедление потока и восстановление полного давления.

Прохождение потоком воздуха спрямляющей решетки 35, установленной на входе во вставку 18, спрямляет линию тока воздуха и формирует безвихревое движение воздуха по горловине вставки 18 с использованием всей ее площади проходного сечения, чему в наилучшей степени способствует прохождение воздуха между перекрещивающимися пластинами, объединенными в набор параллельно продольной оси отделителя.

Использование: в машиностроении для стендов при регулировании и контроле карбюраторов. Сущность изобретения: установка для регулирования и контроля карбюраторов содержит устройство задания режимов контроля, измеритель вакуума или давления за карбюратором, средства подачи, измерения расхода и отделения от воздуха испытательной жидкости, причем последнее включает в себя корпус, торцевые стенки, тангенциальный патрубок для ввода в отделитель смеси воздуха и испытательной жидкости, отводную трубу для воздуха, патрубок для отвода отделенной испытательной жидкости, а также источник вакуума. Снижение металлоемкости установки и повышение полноты отделения от воздуха испытательной жидкости достигается тем, что установка снабжена кольцевым сборником испытательной жидкости и двумя вставками в корпус, одна из которых образует с корпусом кольцевую полость, сообщенную с патрубком для отвода смеси, другая вставка закреплена на нижней торцевой стенке и служит для транспортирования воздуха из зоны под верхней торцевой стенкой в отводную трубу. Корпус отделителя выполнен с расширением нижней части, установленной с зазором над нижней торцевой стенкой, образующим канал для сообщения с кольцевым сборником, к нижней точке которого присоединен патрубок для отвода отделенной испытательной жидкости. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ КАРБЮРАТОРОВ, содержащая устройство задания режимов контроля, имеющее фланец для монтажа карбюратора, соединенного через измеритель расхода с источником испытательной жидкости, и окно отвода смеси испытательной жидкости и воздуха, сообщенное с патрубком подвода смеси к тангенциально расположенному входному отверстию корпуса отделителя жидкости от смеси, имеющего верхнюю и нижнюю с центральным отверстием торцевые стенки, патрубок для отвода жидкости и трубопровод для отвода воздуха, соединенный на выходе с источником вакуума, и измеритель вакуума или давления, установленный за карбюратором, отличающаяся тем, что она снабжена кольцевым сборником испытательной жидкости, укрепленным в нижней части корпуса отделителя, выполненной расширяющейся по направлению движения жидкости и образующей кольцевой канал внутренней поверхностью нижней торцевой стенки, сообщающий полость сборника жидкости с полостью корпуса отделителя, и двумя вставками, концентрично расположенными в корпусе, одна из которых верхним торцом укреплена на верхней торцевой стенке с образованием со стенками корпуса кольцевой полости, сообщенной с патрубком подвода смеси, а нижний торец вставки размещен с зазором относительно нижней торцевой стенки, вторая вставка укреплена в центральном отверстии нижней торцевой стенки, соединенном с трубопроводом отвода воздуха, и размещена с образованием кольцевой полости внутри первой вставки и с зазором относительно верхней торцевой стенки, причем площадь входного сечения патрубка подвода смеси идентична площади выходного сечения окна отвода смеси, а патрубок отвода жидкости подключен к кольцевому сборнику жидкости в нижней его точке. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что продольная ось корпуса отделителя отклонена от вертикали на угол 15-25^o, а внутренняя поверхность нижней торцевой стенки выполнена с наклоном к горизонтальной плоскости. 3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что вторая вставка выполнена по направлению движения воздуха в виде последовательно расположенных конфузорной, цилиндрической и диффузорной частей. 4. Установка по пп.1-3, отличающаяся тем, что она снабжена спрямляющей решеткой, установленной на входе во вторую вставку. 5. Установка по пп.1-4, отличающаяся тем, что спрямляющая решетка выполнена в виде набора пересекающихся пластин, линии пересечения которых параллельны продольной оси отделителя.