Регулятор расхода Советский патент 1982 года по МПК G05D7/01 

Изобретение относится,к машиностроению, а конкретно к автоматическим регуляторам расхода жидкости или газа, и может найти применение в пневматических или гидравлических системах, в которых требуется автоматическое поддержание постоянного расхода рабочего тела.

Известен регулятор с упругим регулирующим органом, изменяющим проходное сеЧение под действием давления регулируемого потока 1.

Недостаток данного регулятора малая чувствительность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор расхода, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором установлен эластичный,затвор, выполненный в виде тела вра.щения и образующий со стенками корпуса управляющую камеру, сообщенную с полостью затвора 2.

Недостатками известного устройства являются Малая чувствительность и сложность, обусловленные наличием герметичного чувствительного элемента. Впроцессе работы регулятора происходит деформация трех упругих оболочек: одной - собственно затвоРа и двух - чувствительного элемента. Очевидно, что чувствительность регулятора зависит от толщины этих оболочек. Однако толщина, в первую очередь, выбирается по соображениям прочности, что во многих случаях не позволяет обеспечить желаемую чувствительность.

Цель изобретения - повышение

10 чувствительности и упрощение регулятора.

Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе эластичный затвор выполнен в форме трубкиВентури.

15

В полости затвора может быть установлен обтекатель для расширения диапазона регулирования.

На фиг. 1 представлен регулятор расхода, разрез на фиг.2 - график

20 изменения напора вдоль сечения регулятора .

Корпус 1 регулятора (фиг.1) имеет входной и выходной патрубки 2 и 3 и внутреннюю полость 4, служащую в

25 качестве управляющей камеры. Эластичный затвор 5, имеющий форму тела вращения с сужением в средней части, например в форме трубки Вентури, закреплен своими концами в корпусе

30 I патрубками 2 и 3. Отверстие 6

сообщает полость 4 с выходной часть полости затвора 5. ,

Пунктиром показаны установка в регуляторе обтекателя 7 на штангах 8, отогнутые концы которых зажаты между торцами затвора 5 и патрубка 3, а также стальные упругие армирующие элементы (пластины) 9 в теле затвора 5.

Регулятор работает следующим образ ом.

При прохождении жидкости или газ от входного патрубка 2 к выходному 3 поток сужается, а затем вновь расширяется в полости затвора 5. При этом происходит двойное преобразование Полной, энергии потока. При сужении скорость и соответственно кинематическая энергия (скоростной напор) потока возрастает, а потенциальная энергия (статический напор уменьшается. При расширении на выходе из затвора поток замедляется и кинематическая энергия вновь убывает, а потенциальная увеличивается так что статическое давление в выходном патрубке 3 равно давлению во входном за вычетом небольших гидравлических .потерь. На фиг. 2 заштрихованная косой штриховкой область соответствуе лскоростной составляющей напора J Од , где -j - удельный вес жидкости или газа, v - скорость потока, g - ускорение силы тяжести.

Из фиг. 1 и 2 следует, что со с.тороны полости 4, отверстием 6 сообщенной с выходом из затвора 5, на внешнюю поверхность последнего действует статическое давление а на его внутреннюю поверхность переменная статическая составляющая давления в потоке. В зоне А (фиг.2) наружное давление больше внутреннего, а в зоне б - меньше. Соответственно на входную часть затвора 5 действуют незначительные растягивающие усилия, а на узкую и выходную части - значительные сжимающие.

Под действием усилий затвор 5 сжимается и его сечение в узкой части уменьшается. При этом площадь поверхности затвора возрастает и материал затвора растягивается.

При уменьшении сечения затвора количество проходящей через него жидкости уменьшается, скорость потока и соответственно перепады давления, сжимающего затвор, падают. Равновесное состояние наступает, когда сжимающие силы со стороны жидкости уравновешиваются упругими силами, возрастающими при растяжении материала затвора. Соответствующая величина площади узкого сечения и расхода является величиной постоянной для данного регулятора, зависящей, при прочих равных условиях от упругих свойств затвора.

Таким образом, сам затвор здесь выполняет также функции чувствительного элемента, реагирующего на изменение расхода.

При увеличении расхода сверх номинального возрастает такжескорость потока, что приводит к возрастанию сжимающих сил и автоматическому уменьшению сечения затвора. В результате устанавливается новое равновесНое состояние затвора при сохранении расхода в заданных пределах.

При уменьшении расхода затвор, наоборот, расширяет свое узкое сечение, приближаясь к исходному (без давления) положению за счет упругих сил.

Для работы на газовых потоках низкого давления затвор может быть выполнен в виде тонкой пленки однородной толщины. Для работы на высоконапорных потоках требуемые упругие свойства затвора могут быть обеспечены его армированием, например узкими стальными пластинами 9 и т.д.Для расширения пределов изменения сечения затвор может е)ыть снабжен обтекателем 7. Подбором размеров обтекателя можно обеспечить, например, изменение сечения от максимума до нуля путем посадки узкой части затвора на обтекатель.

Преимуществом предлагаемого регулятора является повышение чувствительности вследствие большой величины усилия, изменяющего сечение затвора, а также того, что ..здесь деформируется только одн оболочка против трех в известном. Отсутствие чувствительного элемента как самостоятельного устройства упрощает конструкцию регулятора и трудоемкость его изготовления, а также устраняет износ затвора в зоне его сжатия чувствительным элементом. Кроме того, регулятор имеет более широкие пределы регулирования расхода.

Формула изобретения

1.Регулятор-расхода, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, в котором установлен эластичный затвор,выполненный в виде тела вращения и образующий со стенками корпуса управляющую камеру,сообщенную с полостью затвора, отличающийся -тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения регулятора, эластичный затвор выполнен в форме трубки Вентури.

2.Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования.

в полости эластичного затвора установлен обтекатель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

свидетельство СССР 05 D .7/01, 1974.

свидетельство СССР 05 D 7/01, 1977

8

Фиг.2