Регулятор расхода смазывающего вещества Советский патент 1980 года по МПК G05D7/01 

Изобретение относится к мембранным регуляторам расхода смазывающего вещества, применяемых, в частности, для гидростатических и газостатических подшипников. Известен регулятор расхода смазывающего вещества, который содержит корпус с жестко закрепленной в нем мембраной, по обе стороны которой расположены входные сопла для принудительно подаваемого через образующиеся между ними и мембраной дросселирующие цели смазочного вещества. Мембрана в области сопл и сами сопла выполнены в виде конусообразных тел вращения с прямолинейными или плавными образующими и осью, совпадающей с осями сопл fl. Наиболее близким техническим реше нием к данному изобретению является регулятор расхода смазывающего вещес тва, содержащий корпус, разделенный на камеры мембраной с жестким центром, связанным с профилированным Дроссельныг. элементом 2 }. Однако этот регулятор не обеспечи вает высокой точности регулирования и работает на повышенном расходе сма зывающего вещества, что. ограничивает его применение в высокообор отных при водах, например в системах смазки гидростатических и газостатических пЬдшипников, Применяемьк в микроэнергетике . Целью изобретения является повышение точности и расширение области применения регулятора. Цель достигается тем, что регулятор содержит профилированные дроссельные элементы, закрепленные в корпусе и расположенные в сквозных отверстиях, выполненных в жестком центре мембраны. Регулятор расхода смазывающего вещества представлен на чертеже. Регулятор содержит корпус 1, в котором жестко закреплена мембрана 2, разделяющая его на рабочую камеру 3 и компенсационную камеру 4, связанные отверстиями 5. в камере 1 размещены входное сопло 6 и выходной канал 7, сообщенный с пассивным соплом 8 эжектора, а входное сопло 6 сообщено трубкой 9 с напорной магистралью 10 эжектора, связанной с отводящей магистралью (на чертеже не указано) соплом 11. Пассивное сопло 8 сообщено трубкой 12 с подшипниковой полостью 13.

В корпусе 14 эжектора размещены активное сопло 15 рабочего потока и приемная камера 16 эжектора. Первый профилированный дросселирующий элемент 17 расположен в выходном канале 7 и соединен с жестким центром 18. В жестком центре 18 выполнены сквозные отверстия 5 с расположенными в них вторыми профилированными дроссельными элементами 19. В рабочей камере 3 расположена опора 20.

Регулятор работает следующим образом.

. Рабочий поток поступает через активное сопло 15 в приемную камеру 16 эжектора и далее в напорную магистраль 10 эжектора, где разветвляется. Часть потока через сопло 11 поступает в отводящую магистраль, другая часть потока по трубке 9 через входное сопло 6 поступает в компенсационную камеру 4. в компенсационной камере 4 поток снова разветвляется Часть потока через выходной канал 7 и пассивное сопло 8 поступает в приемную камеру 16,где смешивается с основным потоком,другая часть потока из компенсационной камеры 4 через зазоры между сквозными отверстиями 5 и вторыми дроссельными элементами 19 поступает в рабочую камеру 3, представляющую собой кольцевую щель между Опорой 20 и корпусом 1. Отработанная часть потока поступает в подшипниковую полость 13 и далее по трубе 12, через пассивное сопло 8 в приемную камеру 16, где смешивается с основным потоком. Мембрана 2 находится под действием давления в рабочей камере 3, компенсационной камере 4 и усилия упругости мембраны 2. При увеличении давления в рабочей камере 3 вследствие, например, уменьшения зазора в подшипнике, деформируется мембрана 2 перемещая центр 18, при этом уменьшается проходная площадь сечения зазоров между отверстиями 5 и дроссельными элементами 19 и уменьшается проходная площадь выходного канала 7, при этом расход через подшипник, регулируемый при настройке,остается постоянным, а давление в компенсационной камере 4 возрастает до уравновешивания сил, действующих на мембран 2.

Статическая характеристика регулятора определяется для газа из решения следующей системы уравнений,, полагая истечение из входного сопла 6, выходного канала 7, активного сола 15 и сопла 11 надкритическим, а расход через подшипник постоянным.

Уравнение проточной компенсационной камеры 4

(1)

G, + G.

проточного тракта эжек(2)

G« + Gfc.

Уравнение характеристики эжектора

fe

(3)

nU ,

Уравнение равенства всех сил на штоке

Р4р + М,(/)

G, Р - (

где:

ь 6 rtoion+i U4. J

асход через сопло 6; . .

К / 2 РфРд VTUT) расход через канал 7 ;

8 ( - расход через пассивное сопло 8j

5 5 ъ расход через зазор между отверстиями 5 и дроссельными элементами 19;

т

а

. V

li - fn V Ш()

расход через сопло 11;

V 2р,5 P,s (

расход через активное сопло 15;

Рг. -fo 5 давление в рабочей камере 3, в компенсационной камере 4, в приемной камере 8, в напорной магистрали 10, перед активным соплом 15. F.FS.FU.FI, F , -эффективная площадь мембраны 2, площадь проходного сечения зазора между отверстиями 5 и вторыми дроссельными элементами 19, входного сопла 6, выходного канала 7, сопла 11, активного сопла 15 соответственно;

показатель адиабаты, постоянный коэффициент пропорциональности;

и коэффициент эжекции;

15 М С(У

усилие упругости мембраны 2;

С - жесткость мембраны (для

эластичной мембраны С хО) ;

f - величина деформации мембраны 2;

- радиус дроссельного элемента 17;

5 - площадь сечения дроссельного элемента 17.

Из уравнения (2), поскольку Gg Gj

(7)

,

ли

GIS

1 .

G.1

Подставив значения и используя

соотношение const получим

с 4/ уравнения (3) видно, что при и const, Pg const, т.е. расход через входное сопло 6 сохраняется постояннЕлм. Используя соотношения (1) (4) после преобразований, получим

. (Gft - G-, )

+Р.

(G6 - Gg Г

+ РЯ

f92 1

р .(Вь-05)

4- TPJ - - Введем следу1ощие соотношения

mjf,(5)

р- )

где: т,2 - постоянные коэффициенты

пропорциональности. После преобразований

(G(,()

Ре

(

из соотношения (5)

5 F-r - Р

где F- - прощадь проходного сечения зазора между отверстием 5 и дроссельным элементом 19,

F - плсвдадь сечения дроссельного элемента 19 в плоскости входного сечения отверстия 5 центра 18. Полагая отверстия 5 в центре 18 цилиндрическими, определим радиус дросельного элемента 19.

. -/l 5-Vl/md

if)

Из соотношения (7) видно, что поверхность шипа представляет собой гиперболоид вращения.

Из соотношение (6)

Поскольку F . FZ с полагая выходной канал цилиндрическим, определим радиус дроссельного элемента

19 в плоскости входного сечения выходного канала

Таким образом, поверхность сопряжения первого дроссельного элемента 14 и выходного канала 7 также является гиперболоидом вращения.

Выполнение жесткого центра 18 со сквозными отверстиями 5, сообщающими

0 рабочую и компенсационную камеру между собой, а также выполнение корпуса с дроссельными элементами, выполненными в форме гиперболоида вращения, позволяет уменьшить массу и габариты 5 мембраны, а следовательно и регулятора, уменьшить величину перемещения мембраны и обеспечить возможность применения регулятора при малых расходах, что повышает точность и рас0ширяет область применения регулятора.

Формула изобретения

Регулятор расхода смазывающего 5 вещества, содержащий корпус, разделенный на рабочую и, компенсационную камеры мембраной с жестким центром, связанным с первым профилированным дроссельным элементом, о т л и ч а 0 ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения регулятора, он содержит вторые профилированные дроссельные элементы, закрепленные в корпусе 5 и расположенные в сквозных отверстиях, выполненных в жестком центре мембраны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1-. Авторское свидетельство СССР -№ 438817, кл. F 16 С 29/12, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР 398928, кл. G 05 О 7/01, 1973 (прототип).