Устройство для регулирования расхода Советский патент 1983 года по МПК G05D7/01 

Изобретение относится к автомати . ческому регулированию расхода жид.кости или таза и может быть исполь.зовано в системах автоматического регулирования теплотехнических пара метров Для непрерывных законов регу лирования. Известно регулирующее устройство с плавающим диском, размещенным в ц линдрической, наклонной или льНОЙ камере, снабженной подводящим отводящим и управляющим каналами 1 Недостатком этого устройства является наличие дополнительных элементов в виде управляющих клапанков и управляющих каналов, необходимых для обеспечения работоспособности устройства. -Наиболее близким кпредлагаемому по техниЧеской сущности является ус 1ройство для регулирования расхода, содержащее корпус с входным и выход ным каналами, над которыми установлен .регулирующий орган в виде диска свободно размещенный в тороидальной камере, в стенке которой со стороны входного канала выполнен вертикальный паз и управляющий элемент С2J. Однако наличие -дополнительных утечек рабочей жидкости через направляющие управляющего элемента, выполненного в виде заслонки, и наличие в них трущихся поверхностей снижают надежность устройства и сужают область его применения. Целью изобретения является повышение надежности .и расишрёние диапазона регулирования устройства . Поставленная цель достигается те что в устройстве управляющий элемент выполнен в виде штока, установленного в выходном канале в плос кости симметрии устройства и кинема тически свяэаннсзгр с диском/ на котором со стороны выходного канала выполнены два расположенные под углом одно к другому ребра, ось симметрии которых лежит в плоскости симметрии устройства, а над диском на внутренней поверхности тороидальной камер1ы выполнены упоры. При, этом торридальнсЬя камера снабжена вкладышем,установленным в. пазу. . . Кроме того, управляющий шТок установлен в шарнирных опорах. На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для регулирования расхода; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство для регулирования расхода содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналагли, над которы ми установлен . регулирующий: орган (в виде диска) 4, свободно размещенный с зазором d, в тороидгшьной 5, в стенке 6 которой со стороны входного канала 2 выполнен вертикальный паз 7, и управляющий элемент 8, выполненный в виде штока, установленного в выходном канале 3 в плоскости симметрии устрой ства 9 и кинематически связанного с диском 4, на котором со стороны выходного канала выполнены два. расположенных под углом один к другому ребра 10 и 11, ось 12 симметрии которых лежит в плоскости симметрии устройства. Над диском на внутренней по,верх ности 13 тороидальной камеры, напротив входного канала,, выполнены упоры 14. в пазу 7 установлен вкладыш 15, который кинематически связан с регулировочным элементом 16. Управляющий шток 8 установлен в шарнирных опорах 17 и 18. Тороидальная камера со стороны выходйбгр канала имеет посадочную кромку 19, а медду входным 2 и выходным 3 кана- , лами выполнена разделительная перегородка 20.. Наддисковая часть тороидальной камеры через зазор Qy( постоянно сообщена с входным каналом 2, а При наличии зазора, fi она сообщена с выходным каналом 3 через зазор ,,х« Устройство работает следующим образом. . , При нулевом перемещении штока-8 . (фиг,1) диск. 4 прижат к посадочной кромке 19 выходного канала 3 усилием F Др6эфф , где ЗэФФ .эффективная плошадь выходного канала под диском; /sp-; перепад давления на диске между ,давлением if наддисковой частью тороидальной камеры 5 р и давлением в выходном канале Рэ(, При закрытом диске р Рвх При перемещении штока 8 между дис1КОМ и уплотняющей кромкой выходно- г го канала образуется зазор fi70, через который жидкость из наддисковой части тороидальной-камеры сливается в выходной к-анал. При этом давление р, в Наддисковой части тороидальной камеры угленьшается за счет дросселирования во входном зазоре давления Pg. Таким образом, давления Ha нижней и верхней поверхностях диска перераспределяются г благодаря чему диск Всплывает, поворачиваясь вокруг точки М штока 8,- соеДинЕяя ВХОДНОЙ и выходной каналы. При значениях и Установившемся положении диска постоянно сохраля;ётся соотношение Рвых т.е. при Открытом диске на .него всегда действует момент сил, который стремится прижа край диска против вы- ходного канала к штоку 8« При перемещении части диска, находящегося над входным :кЗйалом, лругая часть диска, находящаяся правее точки М, перемещается вниз, уменьшая зазор h. При дополийтель- j ном увеличении ii опять увеличивается площадь сливного зазора, что ведет к увеличению слива рабочей среды из надЬцисковой части тороидаль ной камеры, уменьшению давления р-, в наддисковой камере и дополнительному открытию диска., которое приводи к уменьшению сливного зазора. Этим обеспечивается отрицательная обратная связь .по положению диска в камере. , В любом установившемся положенной, диска расход рабочей среды, вгё кающий. в надцисковую часть торри- дальной камеры, уравнивается с ее . сливом, т.е.. выполняется условие .... Для выполнения его диск вре время следит за положением величи- ны Ъ, т.е. за положением штока 8, . Для обеспечения поступления ре-гулируемой среды в наддисковую- тороидальной камеры при максимаЛыгам подъеме диска на внутренней nOBefeik- ности 13 тороидальной камеры выполнены упоры 14., Равновесие диска на штоке в на- , правлении, перпендикулярном плоскости рисунка , обеспечивается симметричностью сформированного потока с.реды при течении его через разделительную перегородку 20. В слу- чае, если по каким-либо причинам один край диска перпендикулярный движению потока,опустится, то с , этой стороны он оказывает большее сопротивление движущемуся потоку и испытывает его большее силовое воздействие , благодаря чему поток воз.вращает диск в исходное положение. Работа диска в этом плане подобна , работе пластины, глиссирующей по поверхности жидкости. Очевидно, что диск, кроме вертикальных .состс1вляющих сил, которые , являются.подъемными силами, испытывает гбризбнтсшьное .усилие со стороны движущегося потока, .которое через шток 8 рбспринимается шарнирными опорами 17 и 18, Опоры 17 и 18 предусмотрены для снятия сил трения при перемещении штока 8, что уве- личивает чувствительность устройсЗ в-а. ; , , , / . , - : ДИСК нйч.емнеограничен от щения в свЪей плоскости отмоситеяь -. но точки контакта его- со штоком в , пределах зазора сЛ, поэтому может происходить затирание края диска в камере, что ведет к повышению неЧ5 вствительности устройства. . Д; Ддя предотвращения затирания дВхгг ка в камере на нижней его поверх д нрсти выполнены ребра 10 и 11 , положенные прд углом один к друге - му, ось 12 симметрии которых лежи , в .плоскости симглетрии устройства-$1, Сформированный.поток под диском следит За попере ными поворотами диска .и возвращает его в первоначальное положение. Диск без. ребер : хорошо следит за положением управ- . ллющего элемента при углах открытия . При меньших углах открытия протечки из наддисковой части тороидальной камеры в выходной канал через сливной зазор не позволяет ; ему закрыться пол ностью .даже при возвращении штока в исходное положе ние и нарушении его контакта с . . , диском, ; Это объясняется тем, что перепады давлений, на диске против входного и выходного каналов распределяются неравномерно (Рвх-Р-.К(Р1-Рвых). . Для обеспечения условия необходимо увеличить площадь входного зазора. При малых углах открытия . диска, площадь входного зазора огра- . ничена размерами вхрдного канала. По мере открытия диска, он располагается под некоторым углом к набега1ощему потоку, в результате чего границы разделения i потоков й, и Й сд.вигаются в сторону .выходного канак ла, т.е. длина входного зазара увеличивается, а сливного уменьшается . При углах открытия диска условие равенства расходов -выполняется автоматическ.и, что мешает полному закрытию диска. Ребра 10 и 11 в этом случае при малых углахоткрытия диска .заходят ; в выходной канал на пути движения потока, частично отклоняют его К стенкам тороидальной камеры и создают подпор в зазоре на большей его длине. Величина прдпора при перемещениях .диска меняется пла.вно и однозначно, что способствует его четкому слежению за перемещениями штока и позволяет плавно и плотно закрываться диску. t .. Открытие диска является функцией линейного перемещения штока (b) и, чтобы получить пропорциональную, расходную характеристику устройства, необходимо добиться пропорционального перемещения диска в зависимости от перемещений штока. :-.... в предлагаемом устррйстве рас- ходная характеристика близка к пропорциональной при сохранении посто-(. янной (по мере подъема диска) площади входного зазора. Другие расходные (Характеристики, получаются путем изменения .закона приращения площади входного зазора по мере подъема диска с помощью вкладыша 15,, установленного в пазу 7 стенки 6 тороидальной камеры. Со стороны тороидальной камеры поверхность вкладыша профилирована,|

Профилированная поверхность вкладьаиа изменяет площадь входного /сечения паза по. мере подъема диска, что равносильно изменению площади входного зазора, Вкладыш может быть выполнен подвижным, (фиг,2), в этом случае изменение площади входного

паза достигается при помоЩи регулировочного элемента 16,

. Регулирующее устройство просто по конструкции и надежно, позволяет получить любой закон регулирова- ния и необходимую чувствительность.

i. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА, содержащее корпус с входным и выходным каналами, над которыми установлен регулирующий орган в виде диска, свободно разме.щенный в тороидальной камере, в ,: стенке которой, со стороны входно- f го канала выполнен вертикальный паз, . и управляющий элемент, о т л и чающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения, диапазона регулирования, управляющий элемент выполнен в виде штока, установленного в выходном канале ; в плоскости симметрии устройства и кинематически связанного с диском, на котором со /стороны выходного канала выполнены два расположенных под углом одно к другому ребра, ось симметрии которых лежит.в плоскости симметрии устройства, а над диском на внутренней поверхности тороидальной камеры выполнены упоры. 2.Устройство по п.1, о т л и i ч а ю щ е е с. я тем, что тороидальная камера снабжена вкладышем, ус(Л тановленным в пазу. 3.Устройство по П.1, отлиС чающееся тем, что управляющий шток установлен в шарнирных опорах. 4: СО о о 00