Стабилизатор расхода жидкости

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИяК АВТОРСКОМУ СВИДИТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл,С 05 О 7/01 ЬвударстекнныН квинтет СССР во делам изобретений н открытий(53) УДК 621, ,646,3 (088,8) Дата опубликования описания 10,02,82 Э.С. Ескараев и А.Г. ЗаббаровЛгФ(54) СТАБИЛИЗАТОР РАСХОДА ЖИДКОСТИ 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 навходе 20-25 и с конусностью на выгОходе 10- 12 О. Площадь проходного отверстия этого сопла может изменятьсяпри осевом перемещении регулировочной иглы переменного сечения. Эффективность стабилизации расхода жидкости связана с процессом кавитации,которая возникает в выходной расширяющейся части сопла и заключается втом, что при постоянном давлении навходе расход жидкости сохраняетсяпостоянным несмотря на изменения (внекоторых пределах) давления на выходе сопла 1 ,Известен также стенд для проверкирасходомеров 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 (кявитационных трубок) расхотоды жидкости через них сохраняются одинаковыми 1 2 1.Недостатком известных устройствявляется интенсивное выделение в процессе кавитации растворенных в жидкост 5ти 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 характер 903816на невысокая точность поддержаниярасхода 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 потехнической сущности является устройство для проверки и градуировки расходомеров жидкости, содержащее камеру с соплом и расположенной в немконической иглой, где испытуемый измеритель расхода расположен послекавитационного сопла 1 3 .154Однако и в этом устройстве имеетместо интенсивное выделение в процессе кавитации растворенных в жидкости газов, которые образуют двухфаз.ную смесь и отрицательно влияют надостоверность и точность результатов измерений.Цель изобретения - повышение точности стабилизатора расхода. 2Поставленная цель достигается тем,что стабилизатор расхода жидкости,содержаций соединенную с входным каналом камеру, на выходе которой установлено кавитационное сопло, выпол- Зненное конфузорно-диффузорным, с расположенной в нем конической иглой,связанной с механизмом настройки,дополнительно содержит регулирующийклапан, установленный на выходе кавитационного сопла и связанный счувствительным элементом, одна из полостей которого соединена с источником давления газа, равного давлению насыщения газом жидкости. а другая - каналом с диффузорной частьюкавитационного сопла.Кроме того, вход канала, соединяющий диффузорную часть сопла с полостью чувствительного элемента, рас"45положен на расстоянии (1,2-1,5) дкот входной кромки кавитационного сопла, где дк - поперечный размер дифйузорной части кавитационного соплав месте замыкания концевой части каЫвитационной каверны.На чертеже дана схема стабилизатора расхода жидкости,Стабилизатор содержит камеру 1 свходным каналом 2, кавитационное сопло 3, выполненное конфузорно-диффу- ффзорным, коническую иглу 4 с механизмом 5 настройки, выходную камеру 6,стабилизатор длины кавитационной каверны, выполненный в виде регулятора прямого действия, содержащего полость 7 входного регулирующего 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 соединена с внутренней выходной расширяющейся частью сопла 3, при этом отверстие отбора давления в штуцере 12 расположено на расстоянии - (1,2-1,5) й от входной кромки сопла 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 площади проходного сечения сопла 3 с помощью конической иглы 4, 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 штуцером 12 (по потоку), то в поло:ти 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 каверны5 90381 давление в штуцере 12 и полости 7 резко возрастает и регулятор срабатывает на уменьшение степени перекрытия, Опорное давление в рег уляторе должно быть равно давлению насыщения газами жидкости. Например при работе устройства с использованием воды, находящейся в контакте с воздухом при атмосферном давлении, полость 8 регулятора должна сообщаться с атмосферой. 10Для сохранения эффекта стабилизации расхода жидкости в кавитационном режиме истечения, необходимая минимальная длина каверны должна быть в пределах (1,2-1,5) д где д, - мак симальный поперечный размер сопла 3 в месте замыкания концевой части кавитационной каверны.Размер может быть выражен через д - диаметр сопла в месте наибольше го его сужения и угол конусности а диффуэорной частидк = д + 20 ц с- при С = (1,2 т 15)с 1 к2 1. Стабилизатор расхода жидкости,содерЖащий соединенную с входным каналом камеру, на выходе которой установлено кавитационное сопло, выполненное конфузорно-диффузорным, с расположенной в нем конической иглой,связанной с механизмом настройки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности стабилизатора,он содержит регулирующий клапан,установленный на выходе кавитационно-:го сопла и связанный с чувствительнымэлементом, одна из полостей .которогосоединена с источником давления газа,равного давлению насыщения газом жидкости, а другая - каналом с диффузорной частью кавитационного сопла.2, Стабилизатор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что вход канала, соединяющего диффузорную частьсопла с полостью чувствительного элемента расположен на расстоянии .(1,21,5)д от входной кромки кавитационного сопла, где д- поперечный размер диффузорной части кавитационногосопла в месте замыкания концевой части кавитационной каверны,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Башта Т.Н, Машиностроительнаягидравлика. "Машиностроение", 1971,с, 49,2. Авторское свидетельство СССРй )56474, кл. 6 01 Е 25/00, 1970.3. Авторское свидетельство СССР540152, кл. С 01 Г 25/00, 1975= 8, 1 = 6 мм при С= 1,51 к 1 з 5Е =, 1 5 2 0 07 "-10 5Предлагаемый стабилизатор расхода жидкости позволяет уменьшить количество выделяющихся при кавитации растворенных в жидкости газов путем уменьшения стабилизации размеров зоны кавитации. 6 4 формула изобретения