Струйный регулятор расхода Советский патент 1983 года по МПК G05D7/00 

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в химической и пищевой пром1зП1шенности. По основному авт. св. № 798740 известен струйный регулятор расхода содержащий корпус с входным каналом соединенным с соплом, внутренняя пов.ерхность которого выполнена в виде выпукло криволинейной поверхности вращения, кольцевую камеру управления, соединенную с соплом через кольцевую щель ,-расположенную тангенциально к внутренней поверхности сопла, и выходной канал, расположенный соосно с соплом ij . Недостатком такого регулятора является нелинейность расходной характеристики. Цель изобретения - повышение линейности расходной характеристики регулятора. Поставленная цель достигается тем, что кольцевая щель снабжена разделяющими ее на ряд винтовых каналов лопатками, установленными под углом 10-75° к плоскости,.перпендикулярной к оси симметрии регулятора причем суммарная площадь винтовых каналов больше площади минимального проходного сечения сопла. На фиг. 1 показан струйный регул тор расхода;-на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема течени рабочего и управляющего потоков в регуляторе; , на фиг. 4 - графики рас ходных характеристик. Струйный регулятор расхода состоит из корпуса 1 см. фиг. 1) с со осно расположенными в нем входным 2 и выходным 3 каналами, связанными посре ством сопла 4. Корпус 1 снабжен кольцевой каме рой 5 управления, предназначенной для подачи управляющего потока газа через кольцевую щель 6 в сопло 4. Кольцевая щель б снабжена лопатками 7, установленными под углом 10-75 к плоскости, перпендикулярно к оси симметрии регулятора, образующими вместе со стенками кольцево щели 6 ряд винтовых каналов 8, формирующих закрученный управляквдий по ток газа, направляемый по касательной к внутренней поверхности 9 сопла 4. КромкиЮ лопаток 7 на входе сопло 4 заострены с целью равномерного охвата внутренней поверхности сопла 4 управляющим потоком газа. При этом для полного запирания регулятора суммарная площадь винтовых каналов 8 и щели 6 на входе в сопло 4 должна быть больше площади минимального-проходного сечения 11 сопла 4. Для подачи жидкой рабочей среды вдоль центральной оси входног канала 2 предусмотрено дополнительное сопло 12, а для подачи управляю щего потока газа от внешнего источника питания в кольцевую камеру 5 име ется подводящий штуцер 13. Устройство работает следующим образом. Жидкая рабочая среда из канала 2 через дополнительное сопло 12 подается в сопло 4. Одновременно через подводящий штуцер 13 поступает управляющий поток газа в кольцевую камеру 5, выходя из которых через винтовые каналы 8, образованные лопатками 7, он по-касательной вследствие эффекта Коанда огибает внутреннюю поверхность сопла 4 регулятора и выходит на слив. Таким образом (см. фиг. 3) в сопле 4 между его внутренней поверхностью 9 и потоком жидкой рабочей среды В образуется зона С закрученной газовой прослойки. Толщина ее h зависит от величины расхода управляющего потока газа, увеличение (уменьшение) которого приводи.т, соответственно, к увеличению (уменьшению) толщины h закрученной газовой прослойки и уменьшению (увеличению) расхода жидкой рабочей среды. Предлагаемая конструкция регулятора позволяет повысить линейность его расходной характеристики. На фиг. 4 .показан график расходной характеристики струйного регулятора. Как видно из графика для прототипа. ( кривая 1) зависимость расхода Q tn жидкой рабочей среды от расхода Q управляющего потока газа носит ярко выраженный нелинейный характер. Причем при фиксированном значении Q величина расхода Q t рабочей жидкости среды у прототипа всегда меньше соответствующего значения расхода Q . жидкой рабочей среды в случае идеаль ной линейной характеристики (кри- . вая 3), т. е. QniH m.i В предлагаемой конструкции закрученность управляющего потока газа - относительно центральной оси симметрии регулятора порождает центробежные силы инерции, .прижимающую газовую прослойку в зоне С закручивания к внутренней поверхности 9 сопла 4 регулятора, что приводит к уменьшению толщины h газовой прослойки. Уменьшение толщины h газовой прослойки в свою очередь приводит к увеличений площади поперечного сечения струи рабочей жидкости, а следовательно, и величины расхода Q , т. е. при прочих равных параметрах и фиксированном значении Q. величина расхода 0, рабочей жидкоети в предлагаемой конструкции удовлетворяется условию Qm,,m.3Qni, Таким образом, расходная характеристика в предлагаемой конструкции( кривая 2) оказывается более приближенной к идеальной линейной по сравнению с расходной характеристикой у прототипа. Причем расхождение между кpивы и 2 и 3 фиг.4 будет меньше, чем больше угол закрутки потока и линейная скорость управляющего потока газа.

W

8

Технико-экономическая эффективность от внедрения предлагаемого регулятора заключается в приближении расходной характеристики к линейной, что существенно упрощает, задачу управления регулятором при автоматизированном бесконтактном регулированиии расхода жидкой рабочей среды.

фue.Z

( f

0.015

Q