Исполнительный механизм регулятора расхода

О П И С А-Н И Е 332448ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сова Советских Социалистических Республик-24) М. К 054 7 01 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 14.111.1972. Бюллетень1 Комитет па деламобретений и открцти ДК 66.073.4(088,8 при Совете Министре СССР1 Ч.1972 та опуоликования описан Авторыизобретения А. Угинчус и встенхо Заявитель рьковскии институт инженеров железнодорожного транспор им. С. М. КироваИТЕЛЬНЫЙ МЕХАНИ ГУЛЯТ АСХ 2 Изобретение относится к области автоматического регулирования расхода жидкости или газа и может быть применено для регулирования как больших, так и малых расходов жидкости или газа в авиационной, машиностроительной и нефтяной промышленностях, а также в водоснабжении при дистанционном регулировании производительности насосов.Известны исполнительные механизмы регуляторов расхода жидкости или газа, состоящие из рабочего органа, представляю.цего собой клапан, и усилителя, выполненного в виде силового цилиндра, с помещенным в пем сервопоршнем, который после подачи от управляющего элемента в силовой цилиндр сигнала в виде давления жидкости или газа ,приводит в движение рабочий орган.Сервопоршень усилителя известных исполнительных механизмов может быть совмещен или жестко связан при,помощи штока с рабочим органом, представляющим собой клапан. Одна из поверхностей клапана выполнена в виде диска, шара или конуса. Эта поверхность является непосредственно рабочей поверхностью клапана и расположена со стороны, противоположной штоку.Кроме того, известен усилитель, состоящий из силового цилиндра с размещенным внутри него сервопоршнем, выполненным в виде подпружиненного полого стакана, соединенного с однои стороны с упомянутым штоком, а с другой - с плавающим поршнем.Исполнительный механизм известных устройств устанавливается в трубопроводе таким 5 образом, что делит его на подводящий жидкость или газ к исполнительному механизму трубопровод и отводящий от исполнительного механизма жидкость или газ трубопровод.Кромки отводящего трубопровода служат 10 седлом для рабочей поверхности клавдиана.При перемещении рабочего органа в сторону открытия отводящего трубопровода, движущийся поток, преодолевая сопротивление окна, образованного рабочей поверхностью 15 клапана и кромками отводящего трубопровода, резко изменяет направление своего движения, Причем за счет самой компановки исполнительного механизма при установке рабочей поверхности клавдиана на кромки отводящего 20 трубопровода образуется тупиковая полостьперед клапаном в случае его закрытия,Такие исполнительные механизмы имеютряд недостаткоь. Наличие тупиковой полости перед клапаном в случае внезапного его за крытия способствует возникновению гидроудара, что может приводить к поломкам всей гидросистемы и снижать ее надежность, Резкое изменение направления движения потока, обусловленное самой компоновкой исполнитель ного механизма,при установке рабочей поверхности клапана на кромки отводящего трубопровода, приводит к нарушению,сплошности и компактности потока и, следовательно, к значительному ростугидравлических потерь, а также к нелинейному, скачкообразному регулированию, так как в закрытом положении клапана давление жидкости цли газа регулируемой среды действует в сторону его закрытия, а в открытом полокении - в сторону открытия, т. е. результирующее усилие от сцл давлеция в подводящем и отводящем трубопроводах, действующее ца рабочую поверхность клапана, может в процессе регулирования менять направление своего действия, иногда создавая довольно длительныс автоколебания в некоторых регуляторах, что отрицательно влияет на работу ряда конструкций гцдросистем.Целью изобретения является устранение указанных недостатков. Для достижения этой,цели,предлагаемый исполнительный механизм регулятора расхода жидкости цлц газа устанавливается непосредственно в месте плавно закругленного поворота трубы. Рабочий орган исполнительного механизма, представляющий собой одну цз разновидностей клапанов со специальным профилем рабочей поверхности, размещается этой поверхностью в подводящем трубопроводе, вдоль которого он перемещается как,поршень, открывая прц регулировании соответствующее окно, образованное рабочей поверхностью клавдиана со стороны подводящего трубопровода. В процессе регулцрования при прекращении подачи жидкости цлц газа подводягццй трубопровод может, полностью перекрываться рабочим органом. Это достигается за счет того, что поперечное сечение клапана равно поперечному сечению подводящего трубопровода,Благодаря этому при любом,полокении клапана, имеющего специальный профиль рабочей поверхности, обеспечивается плавное изменение направления движения потока, устраняются тупиковые,полости,перед клапаном в случае его закрытия, прсдупреждаетс 51 возникновение гидравлического удара в гидросистеме путем стравливания избыточного давлеспия и устраняется скачкообразное регулирование, так как благодаря размещению рабочего органа в подводящем трубопроводе результирующее усилие от,сцл давления в подводящем ц отводящем трубопроводах, действующее на рабочий орган, не меняет направления своего действия и направлено постоянно в сторону открытия клапана в процессе всего регулирования. Рабочая поверхность клапана выполнена в виде вогнутой гиперболической поверхности, в основании которой лежит эллипс. Форма, площадь и угол накло. на большого диаметра эллипса, лежащего в основании гиперболической поверхности кла. пана, равны соответственно форме площади ц углу наклона большого диаметра эллипса, об 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 разуемого,при мысленном пересечении подводящего трубопровода и наклонной плоскостиВыполнение рабочей, поверхности клапана в виде вогнутой гиперболы,создает ряд преимуществ в регуляторах. При полном открытии подводящего трубопровода в процессе регулирования рабочая, поверхность клапана, выполненная в виде вогнутой гиперболы, це загромождает поперечного сечения трубопровода ца сгибе, и благодаря своей форме хорошо сопрягается с частью трубы в месте ее плавного закругления, являясь как бы ес продолжением, что дает возможность лцквцдировать резкие повороты на пути движеция,потока. В различных промежуточных положениях клапана ло отношению к подводящему трубопроводу вогнутая гиперболическая, поверхность дает возможность це только избегать резкого изменения направления движения потока при регулировании расхода жидкости цлц газа, а также получить форму проходного сечения окна, образованного рабочей поверхностью клавдиана со стороны подводящего трубопрово. да,максимально приближенную к форме,коноцдального каскада, благодаря, которой мажоц сохранить сплошность и компактность набегающего потока, обеопечить минимальные гидравлические потери и получить лилейную расходную характеристику через регулятор в завцсцмости от перемещения клапана, что существенно улучшает качество автоматического регулирования.На фцг. 1 изображен в разрезе иополнительный механизм регулятора расхода жидкости или газа лри полном открытии подводящего трубопровода; на фиг. 2 - одно из возможных положений клапана,по отношению к подводящему трубоспроводу в процессе регулирования; ца фцг. 3 - вид по стрелке Л ца фиг. 2.Исполнительный мехацизм регулятора расхода жидкости или газа, образующий благодаря установке его в трубопроводе подводящий трубопровод 1 и отводящий 2, состоит цз рабочего органа , представляющего собой клапан, профиль рабочей поверхности которого выполнен в виде погнутой гиперболы с основанием эллиптической формы; усилителя 4, содержащего силовой цилиндр 5, серволоршень с, выполненный в виде полого стакана с днищем, с наружной стороны которого расположен шток 7, жестко связанный с клапаном, плавающий поршень 8, установленный перед бссштоковой частью сервопоршня; возвратцучо пружину 9.Работает исполнительный механизм регулятора расхода жидкости или газа следующим ооразом.При закрытом положении управляющего элемента 10 давление во внутренней регулирующей полости 11 стакана сервопоршня 6 равно слцвному давлению, ц клапанзанимает крайнее левое положение, открывая аолцостью подводящий трубопровод 1 и хорошо сопрягаясь благодаря форме своей рабочей332448 Риг г Уиг.Я Составитель А. БочкинаТекред Е. Борисова Редактор В. Левятов Корректоры: Т. Бабакинаи А. Васильева Заказ 1016/12 Изд.353 Тнрагк 448 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Линистров СССР Москва, Ж, Рауьиская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 поверхности с частью трубы в месте ее плавного поворота. По мере открытия управляющего элемента 10 давление во внутренней полости 11 начнет возрастать и сервопоршень 6 со штоком 7 и клапаноъ 1 3 будут перемещаться в сторону подводящего трубопровода 1 до тех пор пока нс настулит равенство сил, действующих на сервопоршень и клапан. При этом клапан 3 займет одно из промежуточпых положений по отношению к подводящему трубопроводу 1, обеспечивая,проходное сечение окна со стороны подводящего трубопровода, форма которого будет подобна форме коноидального насадка.Для демпфирования колебаний сервопоршня б и клапана 3 в процессе регулирования полости 11 и 12 заполнены жидкостью и сообщены между собой соединительными каналом 13, по которому во время перемещения сервопоршня перетекает жидкость пз одной полости в другую, При,полном открытии управляющего элемента 10 давление во внутренней.полости 1 максимально возрастет, вследствие чего сервопоршень и клапан перемещаются в крайнее правое положение. При этом клапан 3 перемещаясь как,поршень вдоль подводящего трубопровода 1, полностью его перекрывает и тем самым, прекращается подача жидкости к,потребителю. При закрытии управляющего элемента 10 давление в регулирующей полости 11 снизится до сливного и 5 сервопоршень вместе с клапаном вернутся впервоначальное положение при помощи возвратной пружины 9, полностью открывая подводящий трубопровод 1,1 О Предмет изобретения Исполнительный механизм регулятора расхода, содержащий подводящий и отводящий трубопроводы, рабочий орган, например кла пан с профилированной рабочей поверхностью, связанный посредством штока с усилителем, состоящим из силового цилиндра с размещенным внутри его сервопоршнем, выполнснным в виде, подпружиненного полого ста кана, соединенного с одной стороны,с упомянутым штоком, а с другой - с плавающим поршнем, от.1 пипюцнйся тем, что с целью улучшения динамических характеристик устройства, профилированная поверхность клала на, установленного в подводящем трубопроводе, выполнена в виде вогнутой гиперболы с эллипсом,в основании.