Одноступенчатый газовый редуктор преимущественно системы питания двигателя газобалонного автомобиля Советский патент 1993 года по МПК F02M21/00 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве средства для снижения давления газа перед подачей его в карбюратор двигателя или в качестве редуктора второй ступени двигателя газобалонного автомобиля.

Цель изобретения - повышение эффективности путем увеличения точности поддержания заданного уровня давления в выходном канале.

Выполнение выходного канала расширяющимся позволяет увеличить скорость потока, что в совокупности с неизменным расположением критического сечения дросселирующего канала и с наличием дросселирующей кромки по всей образующей критического сечения, позволяет значительно повысить точность поддержания заданного уровня давлений. Кроме того,

проведенные нами экспериментальные исследования, результаты которых изложены в таблице, показали, что большое влияние на точность имеет угол расположения критического сечения дросселирующего канала по отношению к дросселирующему элементу. Таким образом, при заданном уровне давлений во входном канале, в условиях пульсации этого давления при сохранении заданного среднего значения давления, наиболее оптимальный, с точки зрения точности поддержания заданного уровня давления, является угол расположения в пределах 87-93°. Дополнительные исследования показали, что при угле при вершине дросселирующего конуса равным 122° и при отношении большего диаметра усеченного конуса выходного канала к его малому диаметру равному 2,3 точность поддержания

СО

о

о ю

00

ел

G3

заданного уровня давления еще более увеличивается, что по всей видимости объясняется снижением возможности отрыва потока от поверхности конуса или дросселирующей кромки входного отверстия выходного канала.

На чертеже представлена конструктивная схема одноступенчатого газового редуктора..

Редуктор содержит корпус 1, в котором выполнена внутренняя полость 2, входной канал 3, выходной канал 4 и направляющая 5 для дросселирующего элемента 6, установленного в полости 2 корпуса 1 с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения. На дросселирующем элементе б выполнены дросселирующая кромка 7 и дросселирующий конус 8, поверхность которого 9 одновременно с поверхностью 10 полости 2 ограничивает дросселирующий канал 11, образующийся в процессе перемещения элемента 6. Критическое сечение 12 канала 11 ограничено кромкой 7 и дросселирующей кромкой 13 выполненной во входном отверстии 14 выходного канала 4 по линии сопряжения поверхности 10 полости 2 с поверхностью 15 канала 4. Последний может быть выполнен в виде усеченного конуса отношение большего диаметра 16 которого к меньшему диаметру составляет 2,3. Выходной канал 4 выполняется рас- ширяющися по потоку по всей своей-длине. Угол при вершине конуса 8 может составлять 122°, а угол между осью 18, перпендикулярной плоскости критического сечения 12 канала 11 и осью 19, определяемой возвратно-поступательным движением элемента 6 должен находиться в пределах 87-93°. Задатчик 20 имеет исполнительный элемент 21, установленный в полости 2 корпуса 1 с возможностью осевого возвратно- поступательного перемещения и взаимодействия при этом с элементом 6. Последнее осуществляется с помощью постоянных магнитов 22, установленных в элементе 6 и элементе 21 один навстречу другому своими одноименными полюсами. Корпус 1 выполняется из немагнитного материала и имеет седло 23. Исполнительный элемент 21 задатчика 20 давления в выходном канале 4 должен иметь фиксатор, который может быть выполнен, например в виде винта.

Редуктор работает следующим образом. В зависимости от заданного уровня давления во входном канале 3, и заданного уровня давления в выходном канале 4 исполнительный элемент 21 задатчика 20 устанавливается в строго определенное положение, В начальный момент из-за взаимодействия магнитов 22 дросселирующий элемент6 прижат поверхностью 9 дросселирующего конуса 8 к седлу 23. В этом положении редуктор закрыт. По мереувеличения

давления во входном канале 3 элемент 6 начинает перемещаться и при достижении заданного уровня давления во входном канале 3 останавливается в каком-то промежуточном положении, образуя при этом

дросселирующий канал 11, ограниченный поверхностями 9 и 10 конуса 8 и полости 2 соответственно, и перекрывая частью своей дросселирующей кромки 7 проходное сечение входного отверстия 14 канала 4. Поток

газа на входном канала 3 попадает в канал 11, где начинается процесс дросселирования газа, далее поток проходит критическое

сечение 12 канала 11, где из-за наличия кро- мок 7 и 13 на элементе 6 и отверстии 14

происходит дросселирование потока. Далее поток попадает в расширяющийся канал 4, где еще частично дросселируется, т.к. дросселирующий канал 11 в совокупности с каналом 4 образует сверхзвуковое сопло, и

подается к потребителю, например в смеситель карбюратора.

В случае изменения (пульсации давления) во входном канале 3, редуктор работает следующим образом, В случае увеличения

давления, элемент 6 сдвигается в сторону увеличения проходного сечения критического сечения канала 11, Однако, из-за специфической характеристики постоянных магнитов, а именно это определяет величину увеличения площади критического сечения из-за специфики выполнения кромок 7 и 13, а также из-за угла наклона критического сечения по отношению к направлению перемещения элемента 6, происходит

уменьшение коэффициента истечения. Причем скорость изменения коэффициента истечения значительно выше, чем скорость изменения площади критического сечения, что обеспечивает уменьшение величины эффективного проходного сечения критического сечения 12 канала 11, несмотря на увеличение его площади проходного сечения. Это приводит к тому, что при увеличении (пульсации) давления в канале 3,

несмотря на перемещение элемента 6 в сторону увеличения площади критического сечения 12, давление в выходном канале 4 поддерживается на неизменном заданном уровне. В случае уменьшения давления

(пульсации) в входном канале 3, редуктор работает аналогичным образом, но с противоположным знаком.

При изменении уровня входного давления редуктор перенастраивается с помощью задатчика 20. Таким образом

заявленное устройство позволяет значительно повысить точность поддержания давления в выходном канале.

Формула из обретения 1. Одноступенчатый газовый редуктор преимущественно системы питания двигателя газобалонного автомобиля, содержащий полый цилиндрический корпус из немагнитного материала с входным и вы- ходным каналами и седлом, дросселирующий элемент, имеющий дросселирующий конус и дросселирующую кромку, установленный в полости корпуса с возможностью взаимодействия с седлом и перекрытия при этом проходного сечения входного канала, возвратно-поступательного осевого перемещения по направляющим с образованием при этом дросселирующего канала, сообщающего входной канал с входным отверстием выходного канала и ограниченного поверхностью дросселирующего конуса и по меньшей мере частью поверхности полости корпуса, задатчик давления в выходном канале с исполнительным элемен- том, установленным в полости корпуса с возможностью возвратно-поступательного осевого перемещения и фиксации, и размещенные одноименными полюсами один навстречу другому с возможностью взаимодействия между собой по меньшей мере два постоянных магнита, один из которых жестко связан с дросселирующим элементом, а другой - с исполнительным элементом задатчика, причем критическое сечение дросселирующего канала ограничено дросселирующей кромкой дросселирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем увеличения точности поддержания заданного уровня давления в выходном канале, выходной канал выполнен расширяющимся по потоку по всей своей длине, входное отверстие выходного канала имеет дросселирующую кромку, выполненную по линии сопряжения поверхности выходного канала с поверхностью полости корпуса и ограничивающую критическое сечение дросселирующего канала, дросселирующий элемент установлен с возможностью перекрытия частью своей дросселирующей кромки проходного сечения входного отверстия выходного канала, а угол между осью, перпендикулярной плоскости критического се: чения, и осью, определяемой возвратно-поступательным перемещением дросселирующего элемента, составляет 87- 93°.

2. Редуктор по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что угол при вершине дросселирующего конуса составляет 122°.

3. Редуктор по пп. 1 и 2, отличаю щ- и и с я тем, что выходной канал выполнен в виде усеченного конуса, величина большего диаметра которого превышает величину его меньшего диаметра в 2,3 раза.

Ргвхоё

Использование: область машиностроения, может быть использовано в качестве газового редуктора системы питания двигателя газобалонного автомобиля и позволяет повысить точность поддержания заданного уровня выходного давления. Сущность изобретения: одноступенчатый редуктор со- Держит полый корпус 1 с входным 3, выходным 4 каналами и седлом 23. В полости корпуса установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и перекрытия при этом канала 4 дросселирующий элемент 6, на котором выполнены дросселирующая кромка 7 и дрос-; солирующий конус 8, поверхность 9 которого в совокупности с поверхностью 10 полости 2 образует дросселирующий канал 11 с дросселирующим критическим сечением 12. В элементе 6 и исполнительном элементе 21 задатчика 20 выходного давления установлены одноименными полюсами навстречу один другому два постоянных магнита 22. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.