Устройство для регулирования расхода Советский патент 1980 года по МПК G05D7/01 

1

Изобретение относится к области автоматического управления и может быть использовано в системах автоматического регулирования теплотехнических параметров.

Известны релейные элементы с плавающим диском, содержащие управляющий клапан, цилиндрическую камеру, на торцовых поверхностях которой выполнены каналы, плавающий диск, размещенный в цилиндрической камере I и {2.

Недостатками этих устройств являются зависимость надежностн их работы от величины кольцевого зазора между стенками камеры и плавающим диском, а также невозможность получения непрерывных законов регулирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройства для регулирования расхода, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, регулирующим диском с отверстием и выступом и управляющей камерой (3.

Это устройство способно изменять свое проходное сечение пропорционально открытию управляющего канала, но надежность его работы зависит от величины кольцевого

зазора между подвижным диском и стенками камеры, так как л-ющадь сечения управляемого канала должна быть не мейее пло-. щади кольцевого зазора между диском и стенками камеры, что требует увеличенных габаритов управляющего клапана. Для уменьшения его габаритов, а следовательно, и уменьщения мощности управляющего устройства, необходимо уменьшение площади кольцевого зазора, что способствует заклиниванию регулирующего диска вследствие

10 возможного попадания в зазор посторонних частиц и отказу устройства в работе, т. е снижению надежности работы. Кроме того, вследствие неравномерного распределения скоростей потока под диском, со стороны входного патрубка, где меньше сопротивле15ние потоку и большие скорости, возникает зона пониженного давления, которая смещает результирующую подъемную силу диска от его оси в сторону, противоположную входу, т. е. на диск при его работе действу20ет момент сил, стремящийся прижать край диска к седлу со стороны выходного патрубка н который воспринимается направляющими опорами, увеличивающими нечувствительность устройства. Формирование пропорционального перемещения диска достиг- нуто выполнением стенок камеры коническими, а перемещение диска осуществляется за счет дросселирования рабочей жидкости всей площадью кольцевого зазора.

Цель изобретения - расширение области применения устройства.

Поставленная цель достигается тем, что управляющая камера выполнена в виде наклонного цилиндра или части тора, а входной патрубок расположен относительно нее эксцентрично.

При этом на стенке управляющей камеры со стороны входного патрубка выполнен паз.

Кроме того, на противоположной от входного патрубка стенке управляющей камеры установлен подвижный упор, контактирующий с регулирующим диском.

Это позволяет увеличить зазор между регулирующим диском и стенками камеры, не увеличивая площади проходного сечения управляющего канала. Кроме того, регулирующий диск занимает в управляющей камере одно, строго фиксированное положение, а при открытии перемещается одной стороной, что позволяет использовать его для получения непрерывных законов регулирования, т. е. расширить область применения устройства.

На фиг. 1 и фиг. 2 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства и управляющей камеры, выполненной в виде наклонного цилиндра или в виде части тора; на фиг. 3 - принципиальная схема предлагаемого устройства с пазом, выполненным на бок/эвой стенке; на фиг. 4 - схема предлагаемого устройства сподвижным упором в боковой стенке управляющей камеры перемещающим регулирующий Диск.

Устройство для регулирования расхода содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, регулирующим диском 4. с отверстием 5 и выступом 6 и управляющей камерой 7, образованной корпусом I и регулирующим диском 4 и снабженной управляющим каналом Р. Входной патрубок 2 расположен эксцентрично относительно управляющей камеры 7, которая выполнена в виде наклонного цилиндра (фиг. 1) или в виде части тора (фиг. 2). На стенке управляющей камеры 7 со стороны входного патрубка 2 выполнен паз 8 (фиг. 3).Иа стенке управляющей камеры 7, со стороны наиболее удаленной от входного патрубка 2, установлен подвижный упор 9. Регулирующий диск 4 лежит на уплотняющих кромках 10 и II вхолЧного патрубка 2 и корпуса I. Перед управляющим каналом Р расположен управляющий клапан 12.

Устройство ра6.)тает следующим обрагзом

При закрытом управляющем канале Р ретулирукпции диск 4 пряжат входным давлением к уплотняющим кромкам 10 и П. При открытии управляющего канала Р давление в управляющей камере 7 уменьщается за счет дросселирования через отверстие 5 потока жидкости, поступающего из входного патрубка 2 в камеру 7. Когда усилие иа диске 4 от пониженного давления в камере 7 сравняется с усилием- от давления со стороны входного 2 и выходного 3 патрубков, диск 4 выйдет из соприкосновения с уплотняющими кромками 10 и П. Струи

жидкости из входного патрубка 2, расте каясь по нижней поверхности диска 4, содной стороны встречают на пути выступ 6 и прижимают диск 4 к стеике камеры 7, с другой стороны струи жидкости непосредственно ударяются о стенку камеры 7, подпИтывая через зазор управляющую камеру 7. Дальнеищее открытие управляемого канала вызывает поворот диска 4 в камере 7 относительно точки М. Поворот обусловлен

наличием момента сил на диске 4.

Увеличивающийся с открытием диска 4 зазор 5 выполняет роль отрицательной обратной связи по положению диска 4, что обуславливает пропорциональное его перемещение в камере 7 в зависимости от открытия управляющего клапана 12.

При закрытии управляющего клапана I давление в камере 7 увеличивается, что приводит к закрытию входного патрубка 2.

Уменьшение зависимости диаметра управляющего канала 12 от площади кольцевого зазора обеспечивается за счет снабжения регулирующего диски 4 выступом ti и эксцентричным расположением диска 4, при котором сохраняется оптимальный зазор между подвижной стороиой диска 4 и стенкой камеры 7 и, одновременно, уменьщается общая площадь кольцевого зазора. Натекание рабочей жидкости в управляющую камеру 7 происходит не по всей длине

щели, а только по той ее части, которая не прикрыта выступом Д т. е. по зазору, ограниченному дугой сС (фиг. I). По зазору, ограниченному дугой, управляющая каме ра 7 сообщается с выходным патрубком 3, поэтому по нему происходит слив рабочей жидкости в выхбдной патрубок 3. Выполнение цилиндрической камеры с наклоном в сторону выходного патрубка 3 канала позволяет уменьщить приращение площади зазора между подвижной (1:тороной 4 и стенкой камеры 7, а выполнение ка меры 7 тороидальной делает зазор постоян

кым для любых открытий диска 4, что не обходимо для релейного режима работы устройства. Пропорциональный или любой другой непрерывный закон регулирования по лучается в этом случае за счет профильного паза в стенке управляющей камеры напротив подвижной стороны диска. Положение диска 4 в камере 7 показано пунктиром

S

(фиг. I, разрез Л -A), при этом площадь зазора, ограниченного дугой Д, меньше, чем площадь зазора, ограниченного дугой ti, вследствие прижатия диска 4 к стенке камеры 7, поэтому стравливание рабочей жидкости из наддисковой части камеры 7 при любых открытиях диска 4 происходит медленнее,чем натекание в.нее. Чтобы дополнительно разгрузить управляющий канал Р и уменьшить его проходное сечение, необходимо дополнительно сбросить часть рабочей жидкости из наддисковой части камеры 7 в выходной канал. Этой цели служит подвижный упор 9, который, отжимая дис 4 от стенки камеры 7 в месте его прижатия, увеличивает площадь стравливающего зазора (ограниченного дугой Д) и уменьщает площадь нагнетающего зазора. Этим перераспределением площадей зазоров можно добиться такого положения, когда при любом, как угодно малом открытии управляющего канала регулирующий диск 4 открывается .на полную величину своего хода. Т. е. через управляющий канал Р здесь стравливается только разность расходов, проходящих через нагнетающий и стравливающий зазоры. В случае, тороидальной камеры, управляемый канал предназначен для стравливания расхода, поступающего в наддисковую камеру только через профильный паз, а весь расход, поступающий в наддисковую часть камеры 7 через нагнетаю щий зазор, необходимо сбросить в выходной патрубок 3. В этом случае упор 9 предназ744487

начен для выравнивания площадей нагнетающего И страливающего зазоров.

Предлагаемое регулирующее устройство просто по конструкции и надежно, позволяет получить любой закон регулирования и необходимую чувствительность.

Формула изобретения

1.Устройство для регулирования расхода, содержащее корпус с входным и выходным патрубками, регулируюнхнм диском с

0 отверстием и выступом и управляющей камерой, отличающееся тем, что, с целью расщирения области применения устройства, управляющая камера выполнена в виде наклонного цилиндра или части тора, а входной патрубок расположен относительно нее

S эксцентрично.

2.Устройство по п. I, отличающееся тем, что на стенке управляющей камеры со стороны входного патрубка выполнен паз.

3.Устройство по пп. I и 2, отличающе0еся тем, что на противоположной от входного патрубка стенке управляющей камера установлен подвижный упор, контактирующий с регулирующим диском.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1.Авторское свидетельство СССР № 315171, кл. G 06 D 1/02, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 387153, кл. F 15 С 3/02, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 181322, кл. G 05 D 7/06, 1966 (прототип).

iX