Стабилизатор расхода жидкости Советский патент 1982 года по МПК G05D7/01 

(54) СТАБИЛИЗАТОР РАСХОДА ЖИДКОСТИ

1

Изобретение относится к автоматй ке, в частности к устройствам стабилизации расхода жидкости.

Известно стабилизирующее устройство, в котором для стабилизации расхода жидкости используют эффект кавитации. Устройство представляет собой сопло Вентури с конусностью на входе 20-25° и с конусностью на выходе 10-12°. Площадь проходного отверстия этого сопла может изменяться при осевом перемещении регулировочной иглы перемейного сечения. Э(|)фективность стабилизации расхода жидкости связана с процессом кавитации, которая возникает в выходной расширяющейся части сопла и заключается в том, что при постоянном давлении на входе расход жидкости сохраняется постоянным несмотря на изменения (в некоторых пределах) давления на выходе сопла 1 1.

Известен также стенд для проверки расходомеров и счетчиков,снабженный

кавитационным пропорциональным делителем потока, выполненным в виде.набора кавитационных сопел. При работе установки поток жидкости с помощью делителя разделяется на две части, меньшая часть направляется в трубопоршневую установку, а большая - в емкость хранилища. Несмотря на различие нагрузок на выходах отверстий делителя (кавитационных трубок) расходы жидкости через них сохраняются одинаковыми С 2 .

Недостатком известных устройств является интенсивное выделение в процессе кавитации растворенных в жидкости газов, которые образуют двухфазную смесь. Свойства этой смеси существенно отличаются от свойств сплошной среды. В расходомерных устройствах вследствие этого снижается достоверность и точность измерения расхода и может быть нарушена работа различных гидравлических устройств. Кроме того, для этих устройств характерна невысокая точность поддержания расхода жидкости вследствие того, что отсутствуют какие-либо устройства, стабилизирующие давление на входе измерителя расхода жидкости и гасящие пульсации расхода в испытательном трубопроводе. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для проверки и градуировки рас- О ходомеров жидкости, содержащее камеру с соплом и расположенной в нем конической иглой, где испытуемый измеритель расхода расположен после кавитационного сопла . Однако и в этом устройстве имеет место интенсивное выделение в процессе кавитации растворенных в жидкости газов, которые образуют двухфа ную смесь и отрицательно влияют на достоверность и точность результатов измерений. Цель изобретения - повышение точности стабилизатора расхода. Поставленная цель достигается тем что стабилизатор расхода жидкости, содержащий соединенную с входным каналом камеру, на выходе которой уста новлено кавитационное сопло, выполненное конфузорно-диффузорным, с рас положенной в нем конической иглой, связанной с механизмом настройки, дополнительно содержит регулирующий клапан, установленный на выходе кавитационного сопла и связанный с чувствительным элементом, одна из по лостей которого соединена с источником давления газа, равного давлению насыщения газом жидкости, а другая - каналом с диффузорной частью кавитационного сопла. KfjoMe того, вход канала, соединяющий диффузорную часть сопла с полостью чувствительного элемента, рас положен на расстоянии (1,2-1,5) d j от входной кромки кавитационного соп ла, где cix - поперечный размер диффузорной части кавитационного сопла в месте замыкания концевой части кавитаЦионной каверны. На чертеже дана схема стабилизатора расхода жидкости. Стабилизатор содержит камеру 1 с входным каналом 2, кавитационное соп ло 3, выполненное конфузорно-диффузорным, коническую иглу. с механизмом 5 настройки, выходную камеру 6, стабилизатор длины кавитационной ка9016k верны, выполненный в виде регулятора прямого действия, содержащего полость 7 входного регулируюьцего воздействия полость 8 опорного (задаваемого) давления, соединенную с источником давления газа (не показан). Полости 7 и 8 разделены между собой чувствительным элементом - мембраной 9, с которой соединен шток 10 с регулирующим клапаном 11. Полость 7 через штуцер 12 и канал-трубку 13 оединена с внутренней выходной расширяющейся частью сопла 3, при этом тверстие отбора давления в штуцере 12 расположено на расстоянии (1,2-1,5) ( V от входной кромки сопа 3 Стабилизатор работает следующим образом. Жидкость под напором поступает через входной канал 2 в камеру 1, проходит через сопло 3 и после выходной камеры 6 выходит в рабочий трубопровод. Расход жидкости устанавливают путем изменения проходного сечения сопла 3 с помощью конической иглы k, перемещая ее механизм 5 настройки. При определении соотношения давлений на входе и выходе сопла 3 в его выходной асти поддерживается необходимый кавитационный режим течения. Длина кавитационной каверны зависит от давления на выходе соПла, при этом в зоне каверны давление близко к давлению паров протекающей жидкости, а в зоне ее замыкания на стенке сопла 3 имеет место скачкообразное увеличение давления. Однако вследствие нестационарности формы концевой части каверны существует небольшая размытая зона замыкания, в пределах которой среднее давление изменяется плавно, а не скачкообразно. Если каверна замыкается за шт уцером 12 (по потоку), то в полости 7 регулятора давление снижается относительно опорного давления в полости 8, мембрана 9 прогибаясь, перемещает шток 10 с регулирующим клапаном 11, перекрывая выход сопла 3. По мере увеличения степени перекрытия длина каверны сокращается до тех пор, пока ее концевая часть не достигнет отверстия отбора давления в штуцере 12. В этом состоянии наступает равновесие системы. При уменьшении длины каверны