Вихревой усилитель Советский патент 1980 года по МПК F15C1/14 F15D1/06 

1

Устройство предназначено для управления и регулирования потоков жидкостей и газов и может быть использовано в качестве регулирующей и запорной арматуры.

Известен вихревой усилитель по авт. св. № 438810, содержащий рабочую камеру с радиальными каналами питания и осевым выходным каналом в рабочей камере, концентрично осевому выходному каналу установлена поворотная кольцевая втулка с окнами, расположенными против каналов питания 1.

Исследования проточной части вихревого усилителя на элементарных моделях, уменьшенных в 10 раз, при перепаде давления до 5,0 М ст. жидкости показали, что в выходном канале, отношение площадей сечений которого на входе и выходе равно примерно 0,4 не выполняется условие безотрывного течения вследствие плохой гидравлической формы проточной части, входной участок которой представляет диффузорный канал, переходящий затем в канал постоянного сечения. Вследствие этого в известном гидравлическом канале велики потери напора, что при фиксированном перепаде давления приводит к снижению расходной характеристики.

Цель изобретения - снижение потерь энергии потока.

Это достигается тем, что в предложенном усилителе осевой выходной канал выполнен диффузорно-конфузорным с криволинейной стенкой, причем расстояние от входного до переходного сечения выходного канала вдоль его оси составляет 6,45-6,5 диаметра входного сечения, а отношение площади переходного сечения к площади входного сечения 6,15-6,20.

На фиг. 1 изображен предложенный вихtoревой усилитель, проДол.ьный разрез (один из возможных вариантов); на фиг. 2 - то же, поперечный разрез.

Усилитель содержит рабочую камеру 1, радиальные каналы 2 питания, поворотную кольцевую втулку 3 с окнами 4, выходной канал 5 со стенкой 6 и сечения.ми - входным DBX , пере.ходным Dnepe и выходным Dewi.

Вихревой усилитель представляет собой регулируемое переменное сопротивление, зависящее от угла поворота кольцевой втулки.

Усилитель работает следующим образом.

Питание, подаваемое в радиальные каналы 2 питания, через рабочую ка.меру 1 поступает в выходной канал 5. При повороте втулки 3 относительно корпуса камеры 1 потоки питания отклоняются, образуя вихревое движение среды, которое в свою очередь увеличивает сопротивление камеры 1, что приводит к уменьшению расхода среды через устройство.

Расход жидкости через камеру 1 при полностью открытых каналах 2 питания при прочих равных условиях зависит от ее гидравлического сопротивления, т. е. от безотрывного течения в выходном канале 5.

Выходной канал 5 выполнен диффузорно-конфузорным с криволинейной стенкой 6, переходным сечением , выходным сечением DgbK и входным сечением Dy. Существующие методы расчетов не позволяют надежно определить эту границу, отделяющую область основного течения от области отрывного, в связи с чем профиль стенки предлагаемого устройства может быть определен любым из известных способов.

В соответствии с указанным способом профиль стенки выходного канала находят следующим образом.

В гидравлическом канале отрывньгх течений создают необходимые начальные и граничные условия, являющиеся условиями однозначности, соблюдая при .этом геометрические, кинематические и динамические условия подобия.

Физико-механические характеристики включают параметры, подобные вязкости, плотности, температуре и другим свойствам натурной и оптически активной жидкости, применяемой для визуализации течения в

моделирующем устройстве. К геометрическим условиям относятся: форма, размеры на входе и выходе выходного канала. Кинематические и динамические условия формируются как для твердых стенок, так и для границы отделяющей области основного и отрывного течений.

Картина течения в моделирующем устройстве фотографируется в поляризованном свете при установивщемся режиме течения и фиксированном перепаде давления. По фотографиям набирается статистика состояния отрывного и основного течений. Визуализированная осредненная граница, по которой градиент скорости основного и отрывного течений равен О, замещается твердой стенкой.

Формула изобретения

Вихревой усилитель по авт. св. № 438810, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь энергии потока, в нем осевой выходной канал выполнен диффузорно-конфузорным с криволинейной стенкой, причем расстояние от входного до переходного сечения вьи одного к;анала вдоль его оси составляет 6,45-6,5 диаметра входного сечения, а отнощение площади переходного сечения к площади входного сечения 6,15-6,20.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР № 438810, кл. F 15 С 1/14, 1973 (прототип) . ,.. .

4tP

А-А

1

Фиг.1