Струйный датчик отношения давлений Советский патент 1977 года по МПК G01L15/00 F15C1/00 

1

Изобретение относится к струйной технике, а более конкретно - к конструкциям датчиков отношения давлений, применяемых в струйной автоматике газотурбинного двигателя, и может быть исиользовано в авиационной, газовой, нефтяной, судостроительной промышленности, на железнодорожном транспорте и других отраслях народного хозяйства.

Известен струйный датчик отношения давлений, содержащий сопло цитания, соосно с ним приемное сопло, упраБляюш,ий рессивер и сравнивающий узел. Изменение отношения входного давления к выходному изменяет значение давления в приемном сопле.

Известен датчик отношения абсолютных давлений, содержащий сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход - с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого давления, и приемный канал, расположенный против сопла питания.

С целью упрощения конструкции, уменьшения габаритов и снижения потребляемого расхода воздуха датчик снабжен вторым приемным каналом, а сопло питания на выходе имеет косой срез, при этом приемные каналы расположены в одной плоскости с соплом питания под углом относительно его оси.

Недостатком этого датчика является относительно малый диапазон измерения отМоШйния давлений.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка. Для достижения этой цели в датчике одна из стенок сопла питания, связанная со стенкой камеры смещения, выполнена профилированной с уменьшающимся радиусом кривизны по ходу струи, например, в виде части параболы.

На фиг. 1 схематически изображен предложенный струйный датчик; на фиг. 2 приведены результаты испытаний датчика при различных давлениях слива; на фиг. 3 - безразмерная выходная характеристика датчика.

Струйный датчик отношения давлений содержит сопло питания 1 с профилированной стенкой 2, соединенной со стенкой камеры смещения 3, приемный канал 4, дефлектор 5, дополнительный приемный канал 6, соединенный с камерой смешения 3, и выходные каналы 7 и 8.

Датчик работает следующим образом. Струя питания, выходя из сопла 1, вход которого соединен с источником высокого давления PZ, согласно эффекту Коанда, прилипает к стенке 2 увеличивающейся кривизны, выполненной, например, по параболе. На струю, прилипшую к стенке 2, воздействуют сила, определяемая перепадом давлений слива PI и

давления у стенки 2 под струей, и центробелхная сила, определяемая радиусом искривления струи, которая, при заданной ширине сопла питания 1, однозначно соответствует радиусу кривизны стенки 2, т. е. отрыв струи от стенки 2 происходит при равенстве этих двух сил.

Таким образом, при увеличении отношения давлений Pz/Pi и, следовательно, скорости потока, выходящего из сопла 1, отрыв потока от стенки 2 происходит на большем радиусе кривизны стенки 2, а при уменьшении отношения давлений P2/Pi - на меньшем радиусе кривизны.

Можно показать при помощи аэродинамического расчета, что радиус кривизны стенки 2 (отр.), на котором происходит отрыв струи от стенки 2, и, следовательно, траектория струи в камере 3 однозначно связаны с отношением давлений n P2/Pi, где PZ - большее из сравниваемых давлений.

Так, при докритическом отношении давлений P2/Pl

.Ci +V. (), а при закритическом отношении давлений . - , где Ci и 2 - коэффициенты, постоянные для данного газа и струйного элемента, /г - коэффициент адиабаты.

Струя, отрываясь от стенки 2, попадает в приемные каналы 4 и 6, создавая перепад давлений в выходных каналах 7 и 8 (ДРпых Рвых2-- Bbixj), который при переходе через заданное отношение давлений P2/Pj меняет

знак и в рабочей точке равен нулю (см. фиг. 3). Выходные каналы 7 и 8 могут быть непосредственно связаны с механическим преобразователем, например, золотником или пневмоцилиндром или заведены на струйное сравнивающее устройство.

Изменяя положение приемных каналов 4 н

6 относительно профилированной стенки 2,

можно добиться изменения величины отношеНИН давлений при котором (см.

фиг. 2).

Достоинствами предложенного датчика отношений давлений являются работоспособность в широком диапазоне изменений давления слива PI.

Формула изобретения

Струйный датчик отношения давлений, содержащий сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход - с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого давления, и два прие-мных канала, расположенных против сопла питания в одной с ним плоскости под углом относительно его оси, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в нем одна из стенок сопла питания, связанная со стенкой камеры смешения, вынолнена профилированной с уменьшающимся радиусом кривизны по ходу струи, например, в виде части параболы.

Обшг

.гJ