Регулятор соотношений расходов потоков двух сред Российский патент 2017 года по МПК G05D11/03 G01F13/00 

Изобретение относится к области газодинамики и гидравлики, в частности может быть использовано для работы системы газообеспечения газосварочных горелок и электродуговых плазмотронов.

Известно устройство для регулирования расхода [1], содержащее корпус с отверстием в его стенке, сообщающимся с полостью корпуса, и дроссельный узел, втулку, размещенную в корпусе и соединенной с ним по крайней мере двумя толкателями овальной формы, соосно расположенными между собой и выполненными за одно целое со стержнем, размещенным в корпусе, один конец которого по резьбе соединен с втулкой, а второй пропущен через узел уплотнения и закреплен к маховичку по крайней мере двумя дроссельными узлами, каждый из которых включает в себя гильзу, закрепленную в корпусе и расположенную соосно малым осям овалов соответствующего толкателя, гайку, соединенную по резьбе с гильзой и с выполненным в ней проходным отверстием и седлом, затвор, выполненный в виде иглы, связанной с поршнем, размещенным в гильзе с выполненными в ней проходными отверстиями и связанным с хвостовиком, контактирующим с соответствующей овальной поверхностью толкателя, и пружину, размещенную между гайкой и поршнем, при этом на овальных поверхностях толкателей выполнены с разными радиусами и сопрягающиеся между собой выступы и проточки.

Недостатком [1] является сложность конструкции используемого устройства для регулирования расхода и ограниченность соотношений смешиваемых потоков.

Известно устройство для регулирования соотношения расходов двух текучих сред [2], содержащее цилиндрический корпус с двумя боковыми входными отверстиями с установленными на них входными патрубками, в котором соосно установлена труба с боковым входным отверстием, сопряженным с одним из боковых входных отверстий цилиндрического корпуса и осевым входным отверстием, причем труба связана с приводом ее поворота и осевого перемещения и установлена в цилиндрическом корпусе с зазором по меньшей мере 1/10 внутреннего диаметра цилиндрического корпуса, между трубой и цилиндрическим корпусом установлены жестко соединенные с трубой по меньшей мере три герметизирующие перегородки, между которыми расположено боковое входное отверстие трубы и установлен трубчатый сегмент, соединяющий их концы со стороны внутренней поверхности цилиндрического корпуса.

Недостатком [2] является то, что при соотношении потоков менее 1: 50 из-за турбулентного смешивания жидкостей оно не позволяет реализовать скоростную очистку камеры смешивания.

Наиболее близким по существу заявляемого изобретения, прототипом, является дозатор для регулирования соотношений расходов двух жидкостей [3], содержащий систему слияния двух потоков, регулируемых посредством последовательного изменения величины конических зазоров.

Недостатком прототипа [3] является неспособность получения смеси заданного суммарного расхода в процессе регулирования соотношений смешиваемых потоков.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение постоянства суммарного потока смешиваемых сред при изменении их соотношений до нескольких порядков и упрощение как конструкции, так и эксплуатации.

Для достижения поставленной цели дозатор регулирования соотношений расходов двух сред, содержащий систему слияния двух потоков, регулируемых посредством изменения величины зазоров, он снабжен двухсекционной обоймой, в секциях которой соосно выполнены две пары одинаковых по сечению каналов подачи смешиваемых потоков, при этом между секциями подвижно в тугом поставе располагают плоский шток с двумя поперечными каналами того же сечения для прохода регулируемых потоков, подаваемых во входную секцию при заданных равных давлениях, причем оси каналов в штоке располагают на меньшем расстоянии между собой, в сравнении с осями каналов обоймы, на величину, равную диаметру каналов, а при перемещении штока, открывая канал одного из потоков и закрывая другой с возможностью полного его перекрытия, обеспечивают требуемые значения соотношений потоков в соответствующих положениях штока.

Сущность заявляемого изобретения поясняется Фиг. 1 и 2. (на Фиг. 1 приведен регулятор, предназначенный для газосварочных горелок, а на Фиг. 2 приведен регулятор, предназначенный для электродуговых плазматронов, применяемых для газорезки, получения металлических покрытий и в качестве источника возбуждения спектра в практике спектрального анализа), где 1 - входные каналы потоков, 2 - входная секция, 3 - плоский шток, 4 - канал штока, 5 - выходная секция, 6 - канал выходной секции, 7 - канал связи соединяемых потоков, 8 - выходной канал соответствующего потока, 9 - микрометрический винт возвратно-поступательной подвижки штока.

Для пояснения устройства регулятора соотношений расходов потоков двух сред на Фиг. 1 приведен его схематический разрез, где каналы обоих потоков 1 расположены во входной секции 2, смонтированной в плотном поставе с плоским штоком 3 с каналами 4 и выходной секцией обоймы 5. Каналы 6 секции 5, выполненные соосно с каналами 1, посредством канала 7 соединены с выходным каналом 8. Соотношение расходов обоих потоков в смеси обеспечивается перемещением штока 3 в возвратно-поступательном направлении посредством микрометрического винта 9, не показанного в приведенный схеме. Для обеспечения постоянства суммарного потока смешиваемых сред в процессе изменении их соотношений оси каналов 4 в штоке 3 изготавливают на меньшем расстоянии между собой, в сравнении с осями каналов 4 и 6 обеих секций обоймы на величину, равную диаметру каналов. В частном применении устройства в системе газоснабжения электродуговых плазмотронов соединительный канал 7 отсутствует, так как рабочий газ (аргон), защищающий электроды от эрозии, и плазмообразующий газ, в качестве которого используется воздух, подаются в разные каналы, Фиг. 2.

Устройства работают следующим образом. Газовые потоки подают во входные каналы 1, расположенные во входной секции 2, которые перекрываются плоским штоком 3. Перемещение штока 3 позволяет, открывая канал одного из потоков, закрывать другой с возможностью полного его перекрытия при сохранении постоянства суммарной величины площади зазоров, обуславливая постоянство расхода смеси, что осуществляется применением микрометрического винта 9.

Это обеспечивает постоянство суммарного потока смешиваемых сред при изменении их соотношений до нескольких порядков, позволяя значительно сократить расход аргона при эксплуатации электродуговых плазматронов и упростить эксплуатацию газосварочных горелок.

Приведенные примеры применения предлагаемого изобретения показывают его полезность для работы системы газообеспечения газосварочных горелок и электродуговых плазмотронов.

Предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружено средство, которому присущи признаки, идентичные (то есть совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.

Предлагаемое изобретение имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.

Заявленное техническое решение можно реализовать при газосварочных работах, для электродуговых плазматронов, применяемых для газорезки, получения металлических покрытий, в качестве источника возбуждения спектра в практике спектрального анализа.

Источники информации

1. Чуваков В.А. Устройство для регулирования расхода // Патент РФ №2010300. Заявка: 5020961/24, 15.07.1991. Опубликовано: 30.03.1994. Бюл. №2.

2. Корсмайер В., Фиссель Ф. Устройство для регулирования соотношения расходов двух текучих сред // Патент СССР №1449028 A3, Заявка: 3478331, 20.08.1982. Опубликовано: 30.12.1988. Бюл. №48.

3. Карих Ф.Г., Карих А.Ф. Дозатор для регулирования расходов потоков двух жидкостей // Патент РФ №2144693. Заявка: 97108088/09, 20.05.1997. Опубликовано: 20.01.2000. Бюл. №2.

Изобретение относится к области газодинамики и гидравлики, в частности может быть использовано для работы системы газообеспечения газосварочных горелок, электродуговых плазмотронов. Регулятор соотношений расходов потоков двух сред включает систему слияния двух потоков, регулируемых посредством изменения величины зазоров. Он снабжен двухсекционной обоймой, в секциях которой соосно выполнены две пары одинаковых по сечению каналов подачи смешиваемых потоков. Между секциями подвижно в тугом поставе располагают плоский шток с двумя поперечными каналами того же сечения для прохода регулируемых потоков, подаваемых во входную секцию при заданных равных давлениях. Оси каналов в штоке располагают на меньшем расстоянии между собой, в сравнении с осями каналов обоймы, на величину, равную диаметру каналов. При перемещении штока, открывая канал одного из потоков и закрывая другой с возможностью полного его перекрытия, обеспечивают требуемые значения соотношений потоков в соответствующих положениях штока. В результате обеспечено постоянство суммарного потока смешиваемых сред при изменении их соотношений до нескольких порядков, упрощается конструкция и эксплуатация регулятора. 2 ил.

Регулятор соотношений расходов потоков двух сред, включающий систему слияния двух потоков, регулируемых посредством изменения величины зазоров, отличающийся тем, что с целью обеспечения постоянства суммарного потока смешиваемых сред при изменении их соотношений до нескольких порядков и упрощения как конструкции, так и эксплуатации он снабжен двухсекционной обоймой, в секциях которой соосно выполнены две пары одинаковых по сечению каналов подачи смешиваемых потоков, при этом между секциями подвижно в тугом поставе располагают плоский шток с двумя поперечными каналами того же сечения для прохода регулируемых потоков, подаваемых во входную секцию при заданных равных давлениях, причем оси каналов в штоке располагают на меньшем расстоянии между собой, в сравнении с осями каналов обоймы, на величину, равную диаметру каналов, а при перемещении штока, открывая канал одного из потоков и закрывая другой с возможностью полного его перекрытия, обеспечивают требуемые значения соотношений потоков в соответствующих положениях штока.