Пусковой регулятор расхода текучей среды Советский патент 1993 года по МПК G05D7/06 

Изобретение относится к области автоматического регулирования, а более конкретно - к технике регулирования расхода текучей среды и может быть использовано в различных отраслях производства и техники, где в момент запуска агрегата, например энергетической установки, необходимо плавно увеличивать расход топлива по за-. данному закону.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей агрегата путем обеспечения автоматического плавного увеличения расхода в пусковом режиме.

На фиг. 1 представлен в разрезе общий вид пускового регулятора расхода; на фиг. 2 дана его электрическая схема: на фиг. 3 разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - в увеличенном масштабе изображена часть резьбового участка ступицы (вид участка I на фиг. 1); на фиг. 5 дана схема включения регулятора в систему подачи жидкости (топлива) в агрегат; на фиг. 6 показан общий вид регулятора в разрезе после запуска агрегата (после достижения максимального расхода).

Пусковой регулятор расхода содержит корпус 1, в котором выполнена полость 2 для движения топлива в направлении от входного канала 3 к выходному 4. В корпусе расположена ось 5, закрепленная в подшипниковых опорах б, дроссельная шайба 7, профилированный шток 8, взаимодействующий посредством ходовой резьбы 9 с осью

00

со со

00

Јь

ел

5, и турбину 10 с лопатками 11 из магнитного материала и индукционной катушкой 12, установленной в области турбины 10, Ступица 13 турбины 10 закреплена на оси 5. В цепь индукционной катушки 12 включен резистор 14. Шток 8 установлен между дроссельной шайбой 7 и выходом 4 с фиксацией его углового положения относительно корпуса 1. Шток также выполнен с двумя опорными поверхностями 15, 16 и снабжен устройством, нормирующим момент его страгивания. Корпус 1 снабжен установленными в канале 2 двумя упорами 17, 18 опорных поверхностей 15, 16 штока 8. Углы наклона витков ходовой резьбы 9 и лопаток 11 турбины 10 к оси канала 2 расположены в одной четверти окружности, а площадь поперечного сечения штока 8 выполнена увеличивающейся от входа 3 к выходу 4.

Устройство, нормирующее момент страгивания штока 8 выполнено в виде установленного в штоке 8 подпружиненного шарика 19, взаимодействующего с выполненной в конце резьбового участка оси 5 лункой 20.

Шток 8 снабжен радиальными планками 21, взаимодействующими по их периферии с выполненными в корпусе 1 продольными пазами 22, при этом опорные поверхности 15,16 штока 8 расположены на торцах планок, а упоры 17, 18 корпуса 1 выполнены в виде зафиксированных в последнем колец (17, 18). Максимальное расстояние Я между торцами планок 21 и упором 18 корпуса 1, расположенными со стороны выхода 4 регулятора, при крайнем положении штока 8 превышает длину L резьбового участка 9 оси 5. Угол а наклона лопаток 11 турбины 10 положителен и находится в пределах а Ј/0, л/21 , т. е. в первой четверти окружности. Угол / наклона витков резьбы 9 на ступице 13 и оси 5 также положителен и находится в пределах , л/2/, т. е. в первой четверти окружности. Таким образом, углы a и/ имеют один знак и находятся в одной четверти окружности. Очевидно, что если а И/3 будут находиться в других квадратах (четвертях окружности), то при работе регулятора расхода турбина может вращаться в другую сторону. Важно, чтобы данные углы находились в одной четверти окружности, что обеспечивает направление движения штока в направлении течения потока от входа 3 к выходу 4. Шток 8 спрофилирован по закону, который определяется требуемым законом изменения расхода при пуске агрегата. Резьбы 23, 24 на корпусе 1 предназначены для соединения агрегата с трубопроводом. На фиг. 5

поз. 25 обозначен бак, из которого подается жидкость, поз. 26 - предохранительно-отсечной клапан, поз. 27- пусковой регулятор расхода.

Регулятор расхода работает следующим

образом.

При срабатывании клапана 26 жидкость, находящаяся под давлением газа в баке 25 поступает в регулятор расхода 27 и

далее в камеру энергетической установки. В исходном положении шток 8 (фиг. 1) находится в верхнем положении (расход минимален), которое фиксируется взаимодействием опорных поверхностей 15

планок 21 с упором 17. При этом площадь проходного сечения дроссельного отверстия в шайбе 7 минимальна и гидравлическое сопротивление регулятора расхода максимально. При попадании жидкости на

лопатки 11 турбины 10 она начинает вращаться. Учитывая направление резьбы 9 штока 8, угловое положение которого зафиксировано взаимодействием планок 21 с продольными пазами 22, шток начнет

перемещаться в направлении движения потока, т. е, вниз. Скорость перемещения штока 8 будет пропорциональна шагу резьбы 9 и скорости вращения турбины 10. При этом площадь проходного сечения дрос0 сельного отверстия шайбы 7 будет увеличиваться, а гидравлическое сопротивление дросселя уменьшаться. При вращении тур-. бины 10с лопатками 11 из ферромагнитного материала в обмотке индукционной катушки

5 12 индуцируется ЭДС. В результате на турбину 10 воздействует тормозящий момент, зависящий от скорости вращения турбины и определяемый мощностью, расходуемой на выделение тепла в электрическом контуре,

0 состоящем из обмотки и резистора 14 (см. фиг. 2) и мощностью расходуемой на вихревые токи, на перемагничивание ферромагнитных материалов и на преодоление трения в резьбе 9 и подшипниковых опорах 6.

5 Тепло, выделяемое в электрическом контуре, определяется зависимостью:

Q E2/r,

где Е - ЭДС, индуцируемая в обмотке катушки 12, г - активное электрическое сопротив0 ление контура.

Таким образом, изменяя электрическое сопротивление резистора 14, можно изменять величину мощности, расходуемой на выделение тепла в электрическом контуре,

5 а следовательно и величину тормозящего момента, скорости вращения турбины 10 и скорости перемещения штока 8, т. е. скорости изменения гидравлического сопротивления канала, что равносильно скорости нарастания расхода.

После того, как шток 8 (см. фиг. б) переместится на расстояние, превышающее длину L резьбового участка, по которому шток взаимодействует с резьбовым участком 9 оси 5, взаимодействие по резьбе прекратится. Шток 8 свободно переместится по потоку до упора планок 21 в упор 18. Гидравлическое сопротивление регулятора станет минимальным, а расход максимальным. Турбина 10 будет свободно вращаться, цикл работы регулятора расхода окончен. Устройство, нормирующее момент страгива- ния, предназначено для задания определенного напора, при котором начинает работать регулятор. Момент страгива- ния, можно регулировать, изменяя параметры пружины и затягивая или отпуская винт, фиксирующий пружину, поджимающую шарик 19.

Использование данного технического решения позволит создать простые и надежные пусковые регуляторы расхода, которые могут найти широкое применение в системах запуска различных агрегатов, например энергетических установок.

Формула изобретения

1, Пусковой регулятор расхода текучей среды, содержащий корпус, в полости которого между входным и выходным каналами расположены ось, закрепленная в подшипниковых опорах, дроссельная шайба, профилированный шток, связанный посредством ходовой резьбы с осью, турбину с лопатками из магнитного материала, индукционную катушку, установленную в области турбины, ступица которой закреплена на оси, при этом цепь индукционной катушки замкнута через резистор, отличающийся тем, что, с целью упрощения и

повышения надежности регулятора, профилированный шток установлен между дроссельной шайбой и выходным каналом с фиксацией его углового положения, относительно корпуса, выполнен с двумя опорными поверхностями и снабжен устройством нормирования момента страгивания, при этом корпус снабжен установленными в его полости двумя упорами опорных поверхностей профилированного штока, углы наклона витков ходовой резьбы и лопаток турбины к оси полости корпуса расположены в одной четверти окружности, а площадь поперечного сечения профилированного

штока выполнена увеличивающейся в сторону от входного канала к выходному.

2.Регулятор поп, 1,отличающий- с я тем, что устройство нормирования момента страгивания выполнено в виде установленного в профилированном штоке подпружиненного шарика, расположенного в выполненной в конце резьбового участка оси лунке.

3.Регулятор поп. 1,отличаю щ И и - с я тем, что профилированный шток снабжен радиальными планками, установленными по их периферии в выполненных в корпусе продольных пазах, при этом опорные поверхности расположены на торцах

радиальных планок, а упоры выполнены в виде закрепленных в корпусе колец.

4.Регулятор по п. 1,отличающий- с я тем, что максимальное расстояние между торцами радиальных планок и упором, расположенным со стороны выходного канала, при крайнем положении профилированного штока превышает длину резьбового участки оси.

0:

рае.4

Использование изобретения: гидромашиностроение, энергетика, автоматическое регулирование. Сущность изобретения: пусковой регулятор расхода содержит турбину 10 с индукционной катушкой 12, установленной в области турбины. Ступица 13 турбины 10 закреплена на оси 5, в цепь катушки 12 включен резистор. Шток 8 установлен между дроссельной шайбой 7 и выходом 4 с фиксацией его углового положения относительно корпуса регулятора. Устройство снабжено подпружиненным шариком 19, за счет которого нормируется момент страги- вания штока. В начале работы регулятора начинает вращаться турбина 10, при этом шток 8 начинает перемещаться по резьбе 9, отходя от дроссельной шайбы 7 и увеличивая ее проходное сечение и расход жидкости. При вращении турбины 10 в индукционной катушке 12 наводится ЭДС, которая наводит поле, оказывающее тормозящее воздействие на турбину. Регулируя величину электрического сопротивления контура катушки с помощью включенного в ее цепь резистора, можно изменять величину тормозного электромагнитного момента, а следовательно, и скорость нарастания расхода жидкости. 3 з. п. ф-лы, 6 ил.

7

pv.S