Преобразователь сопло-заслонка Советский патент 1980 года по МПК F15C3/02 

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПЛО-ЗАСЛОНКА

Изобретение относится к датчикам и устройствам управления систем, преЦназначеиных для работы на агрессивных и загрязненных рабочих жидкостях и газах.

Известны преобразователи сопло-заслонка, содержащие напорное сопло и заслонку, которая установлена с возможностью перемещения вдоль струи. При перемещении заслонки меняется гидравлическое, сопротивление рабочей щели между торцом сопла и заслонкой. ,jj Изменение гидравлического сопротивления щели, характеризуемого проводимостью, приводит к изменению выходного давления устройств в зависимости от величины перемещения заслонки. Проводимость рабочей щели преобра- ,5 зрвателя пропорциональна коэффициенту расхода щели и величине зазора между заслонкой и торцом сопла.

Для преобразователей, работающих на грязных и агрессивных жидкостях и тазах при 20 зада1шой проводимости важно иметь больщие зазоры, поскольку при этом преобразователь менее чувствителен; к размеру твердых .загрязнений в газе или жидкости, к эрозионному

износу проточной Части, к непараллельности торца сопла и заслонки, а, следовательно, более надежен. Увеличение зазора в преобразователе при заданной проводимости может быть получено уменьщением коэффициента расхода щели. Большие зазоры особенно важны при малых открьпиях преобразователя.

Таким образом, при заданной проводимости малые коэффициенты расхода рабочей щели на малых открытиях обеспечивают большие рабочие зазоры и, как следствие, повышение надежности преобразователя.

Известен преобразователь сопЛо-заспонйа, содержащий корпус сопла с торцом, перпендикулярным оси струи, и заслонку, которая установлена с возможностью перемещения вдоль оси струи. Коэффициенты расхода в таком преобразователе, например при отношениях диаметра торца сопла к диаметру сопла больше 1, 2, в рабочем диапазоне открытий возрастают с уменьшением открытия 11 .

Недостатком данного преобразователя является то, что с уменьщением открытий значение коэффициента расхода возрастает, поэтому

при задашюй проводимости рабочий зазор уменьшается быстрее, чем это происходило бы при неизмепной величине коэффипиепта расхода, поэтому такой преобразователь имеет низкую надежность в связи с повышением его чувствительностр к загрязнениям, -эрозии. и к непараллельпости торца сопла и заслонки,

Известен преобразователь сопло-заслонка содержащий корпус сопла с торцом, перпендикулярным оси струн и заслонку в виде пластины с подобным и соосным торцу корпуса сопла углублением, которая установлена параллельно торцу корпуса сопла 2. .

Корпус сопла шшиндрический, углубление вьшопнеио коническим, минимальная площадь сече1шя углубления существенно больше площаДи торца сопла. Рабочая среда преобразователя дросселируется в шели между торцом сопла и углублеггая, коэффициент расхода преобразователя с уменьшением его открытий возрастает, поэтому высота щели - зазор между заслонкой и со.плсм уменьшается быстрее, чем при неизменной величине коэффициента расхода и становится малым при малых открытиях преобразователя.

Недостатком данного преобразователя является йизкая его надежность в связи с малыми зазорами в преобразователе при заданной величине проводимости

Цель изобретения - повышение надежности преобразователя сопло-заслонка путем увеличения зазоров в нем при заданной проводимости и, taKHM образом, уменьшением его Чувствительности к загрязнениям, эрозии и к непараллельности торца сопла и заслонки.

Указанная цель достигается тем, что в известном, преобразователе сопло-заслонка, содержащем корпус сопла с торцом, перпендикулярным оси струи, и заслонку в виде пластины с подобным и соосным торцу корпуса сопла углублегшем, которая установлена параллельно торцу корпуса сопла, углубление вьшолнено пилийдрическим, высотой не более 0,1 дметра соплга, а отноше1ше площади сечения угл5гбления к площади торца корпуса сопла не более 1,1. Кроме того, на корпусе сопла выполнена проточка с образующей, параллельной оси струи, высота которой по отношению К высоте углубления не превьппает 1,5.

При малых открытиях торец сопла входит в углубление, которое при этом существенно, изменяет путь жидкости до выхода за пределы преобразователя; увеличивается длина пути, образуется поворот иа 90. А это приводит к дополнительпым потерям энергии, экв5шалентным увеличению коэффициента расхода, н при заданной проводимости - к увеличешпо рабочего зазора в преобразователе. Таким обрзом, углубление в заслонке обеспечивает достижеШе положительного эффекта.

Проточка на корпусе сопла при малых открытиях дополнительно увеличивает длину пути жидкости в пределах преобразователя и совместно с заслонкой образует еще один поворот на 90°, поэтому при заданной проводимости рабочий зазор дополнительно возрастает.

На фиг. 1 и 2 представлено схематическое изображение предлагаемого преобразователя..

Преобразователь состоит из корпуса 1 сопла с торцом 2, параллельным заслонке 3. В заслонке выполнено углубление 4 с донышком Углубление соосно торцу 2 корпуса 1 сопла и по форме подобно ему.

Преобразователь работает следующим образом.

Заслонка перемещается относительно корпуса сопла. Корпус сопла входит в углубление, приближаясь к донышку 5.

Жидкость в пределах преобразователя движется в щели между торцом 2 и доньйпком 5, потом поворачивает на 90°и проходит в щель между боковыми стенками углубления 4 и корпуса 1 сопла. Высота углубления, измеренная, в долях диаметра сопла, выполняется равной в пределах до 0,1, а отношение -размеров углубления в плане к размерам торца корпуса сопла не более 1,1. По эксперименталным данным такие размеры углубления позволяют изменять коэффициент расхода, преобразователя именно тогда, когда это наиболее важно для преобразователя, работающего па загрязненных жидкостях при малых открытиях

На фиг. 2 представлена усовершенствованная схема преобразователя. В нем корпус 1 со стороны торца 2 снабжен проточкой 6. Высота протошси не превышает высоту углублеши более чем на 50%. Проточка ограничивает торец 2 сопла и образует па корпусе 1 кольцевой торец 7.

Работа этого преобразователя состоит в том что заслонка перемещается относительно корпуса 1 и торец 2 сопла, уменьше1шый проточкой, входит в соответственно уменьшенное углубление.

При малых, открытиях жидкость, кроме двух щелей и одного поворота, проходит еще через один поворот на 90° и через щель межд заслонкой 3 и кольцевым торцом 7, дополнительнотеряя энергию и тем самым позволяя при заданной проводимости дополпительно увеличить рабочий зазор.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства состоит в том, что, например, по экспериментальным дашшм для открытия преобразователя в долях диаметра

сопла равного 0,05, коэффициент расхода , предложенного устройства в семь раз меньше, чем цдя известного устройства.А это значит, что та же проводимость в предложенном преобразователе может быть достигнута при рабочих зазорах в семь раз больших. Такие размеры легче обеспечить технологически, при этом повышается повторяемость характеристик, а также снижаются требования к чистоте рабочей жидкости.

Формула изобретения

376706

торцу корпуса сопла, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, углубление выполнено цилиндрическим, высотой не лее 0,1 диаметра 5 сопла, а отношение площади сечения углубления к площади торца корпуса сопла не более 1,1.

Источники информации, 15 принятые во внимание при экспертизе

1972, рис. 3, И.

2.Патент США N 2718896, кл. 137-85, опублик. 1955 (прототип).