Устройство для регулирования расхода

(р 60507 0 ЯЕД(ф" "е" ПАТЕНТЦ 0- тт;.д+Щ 4 цц У ЙЬ.(ИИ.И ИЙ ОБРЕтени ЬСТВУ П 24юл, Р 35А.А.Малых С.Н следовательский и хнологический инс еского приборостр (088.8)кое свидетельство 6 05 0 7/01, 1980 е свидетельство С 32096,кл.6 05 0 7 ).(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА, содержащее корпусс входным и выходным каналаминадкоторыми установлен регулирующий орган в виде диска, свободно разме,щенный в тороидальной камере, встенке которой. со стороны входного канала выполнен вертикальный паз,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И, О К, АВТОРСКОМУ СВИД.по заявке У 281980 (прототип и управляющий элемент, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения надежности и расширения. Фомин, диапазона регулирования, управляющий элемент выполнен в виде штока, кон- установленного в выходном канале итут - . в плоскости симметрии устройства енияи кинематически евязанного с дискомна котором со стороны выходного ка- СССР .нала выполнены два расположенныхпод углом одно к другому ребра, СРось симметрии которых лежит.в плос, кости симметрии устройства, а наддиском на внутренней поверхности тороидальной камеры выполнены упоры,2, Уст.ройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с.я тем, что тороидальная камера снабжена вкладышем, установленным в пазу.3. Устройство по п.1, о т л и -ч а ю щ е е с .я тем, что управляющий шток установлен в шарнирных опорах.6Изобретение относится к автомати, ческому регулированию расхода жид,кости или газа и может быть использовано в системах автоматическогорегулирования теплотехнических параметров Для непрерывных законов регу., лирования,Известно регулирующее устройствОс плавающим диском, размещенным в ци линдрической, наклонной или тороидальной камере, снабженной подводящим,отводящим и управляющим .каналами 1 1.Недостатком этого устройства является наличие дополнительных элементов в виде управляющих клапанкови управляющих каналов, необходимыхдля обеспечения работоспособностиустройства.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является устройство для регулирования расхода,содержащее корпус с входным и выходным каналами, над которыми установлен регулирующий орган в виде дискасвободно размещенный в тороидальнойкамере, в стенке которой со сторонывходного канала выполнен вертикальный паз и управляющий элемент Г 2 1.Однако наличиедополнительныхутечек рабочей жидкости через на-.правляющие управляющего элемента,выполненного в виде заслонки, и на. личие в них трущихся поверхностейснижают надежность устройства исужают область его применения.Целью изобретения является повышение надежности и расширение днапазона регулирования устройства.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве управляющий элемент выполнен в виде штока, установленного в выходном канале в плос"кости симметрии устройства и кинематически связанного с диском, на котором со стороны выходного каналавыполнены два расположенные под углом одно к другому ребра, ось сим-.метрии которых лежит в плоскостисимметрии устройства, а над дискомна внутренней поверхности тороидальной камеры выполнены упоры.При этом торондальная камераснабжена вкладышем, установленным , 50в.пазу.Ъ1Кроме того, управляющий шток.установлен в шарнирны опорах.На фиг.1 изображена принципйальная схема устройства для регулирования расхода; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1Устройство для регулированиярасхода содержи корпус. 1 с входным .2 и выходным 3 каналами, над которыми установлен . регулирующий орган(в виде диска) 4, свободно размещенный с зазором У, в тороидальнойкамере 5, в стенке б которой состороны входного канала 2 выполнен 5 вертикальный паз 7, и управляющий элемент 8, выполненный в виде штока, установленного в выходном канале 3 в плоскости симметрии устройства 9 и кинематически связанного с дис" ком 4, на котором со стороны выходного канала выполнены два расположенных под углом один к другому ребра 10 и 11, ось 12 симметрии которых лежит в плоскости симметрии устройства, Над диском на внутренней поверх. ности 13 тороидальной камеры, напротив входного канала, выполнены упоры 14. В пазу 7 установлен вкладыш 15, который кинематически связан с регулировочным элементом 1 б. Управляющий шток 8 установлен в шарнирных опорах 17 и 18. Тороидальная .камера со стороны выходйбго ка- нала имеет посадочную кромку 19, амежду входным 2 н выходным 3 кана-лами выполнена разделительная перегородка 20,Наддисковая часть тороидальной камеры через зазор с 8 х постоянно сообщена с входным каналом 2, апри наличии зазора % она сообщена с выходным каналом 3 через эазордь,х,Устройство работает следующим образом;При нулевом .перемещении штока 8п=О (фиг,1) диск 4 прижат к посадочной кромке 19 выходного канала 3 усилием Г=ЬРВэффгде эфф"эффективная площадь выходного канала под диском; др- перепад давления на диске между, давлением йнаддисковой частью тороидальнойкамеры 5 Р 1 и давлением в выходномканале РеьхПри закрытом диске р = рвПри перемещении штока 8 между диском и уплотняющей кромкой выходно- .го канала образуется зазор 870, через который жидкость из наддисковойчасти тороидальной камеры сливаетсяв выходной канал, При этом давлениер в наддисковой части тороидальнойкамеры уменьшается за счет дросселирования во входном зазоре одавления р . Таким образом, давлення.на нижней и верхней поверхностяхдиска.перераспределяются, благодарячему диск всплывает, поворачиваясьвокруг точки М штока 8, .соединяявходной и выходной каналы. При зна-.чениях 87 0 и установившемся положе"нии диска постоянно сохраняется соОтношение РхР 1 РЗьх, т.е. пРиоткрытом диске на него всегда действует момент сил, который стремится прижать край диска против вы-;ходного канала к штоку 8,При перемещении части диска, на-ходящегося над входным .каЪалом,вве 1 йдругая часть диска, находящаясяправее точки М, перемещается вниз,уменьшая зазор Э . При дополнитель.М 44 36 03 3ном увеличенииопять увеличивается площадь сливного зазора, что "ведет к увеличению слива рабочейсреды иэ налдисковой части тороидаль"ной камеры, уменьшению давления р-в наддисковой:камере и дополнитель" 5ному открытию диска., которое приводитк уменьшению сливного зазора. Этим.:обеспечивается отрицательная обрат-ная связь .по положению диска в ка-:."мере. ;,;. 0В любом установившемся положении, диска расход рабочейсреды, втекавший. в .надцисковую часть тороидальной камеры, уравнивается с ее,:сливом, т.а,. выполняется условиеЯ=Й ., Для выполнения его диск все:время следит за положением величи-,",ны Ь, т.е, эа положением штока 8.;:;Для обеспечения поступления ре-"." .гулируемой среды в наддисковую часта.тороидальной камеры при максимаЛьйбмподъеме диска на внутренней повеРХ-ности 13 тороидальной камеры выпол-нены упоры 14,Равновесие диска на штоке в на-,.правлении, перпендикулярном плос-,кости рисунка; обеспечивается симметричностью сформированного потокасреды при течении его через раз- "делительную перегородку 20. В слу-,ъ, З 0чае, если по каким-либо причинамодин край диска перпендикулярныйдвижению потока,опустится, то сэтой стороны он оказывает большее. сопротивление движущемуся потоку й:,:испытывает его большее силовое воз. З 5действие, благодаря чему поток воэ-врацает диск. в исходное положениеРабота диска в этом плане подобна.работе пластины, глиссирующей поповерхности жидкости, 40Очевидно, что диск, кроме верти.кальных,составляющих сил, которые .являются подъемными силами, испыты-".вает горизонтальное .усилие состоро-, ны движущегося потока, которое через 4шток 8 вЬспринимается шарнирнымиопорами 17 и 18, Опоры 17 и 18 пре-.дусмотрены для снятия сил тренияпри перемещении штока 8, что увеличивает чувствительность устройсва.Диск ничемфнеограничен от вра-",,щения в своей плоскости отиоситеЛь,-но точки контакта его со штоком в=,"пределах зазора Р, поэтому может,.происходить эатирание края диска в,".,камере, что ведет к повышению нецв.-".,ствительности устройства,Для предотвращения затирания дй,";.;"ка в камере на нижней его поверх-,." ".ности выполнены ребра 10 и 11, ра . 60положенные под углом один к друго"-,".му, ось 12 симметрии которых лежиФ,;в .плоскости симметрии устройства "9Сформированный, поток под дискомследит за поперечными поворотамк :, 65 диска и возвращает его в первоначальное положение. Диск без. реберхорошо следит за положением управ- .ляющего элемента при углах открытиясС50 . При меньших углах открытияпротечки иэ наддисковай части тороидальной камеры в выходной каналчерез сливной зазор не позволяетему закрыться полностью, даже привозвращении штока в исходное положение и нарушении его контакта сдиском,Это объясняется тем, что перепады давлений на диске против вход ного и выходного каналов распределяются неравномерно(Рэ. - Р.И- Р).Для обеспечения условия Ян =Я необходимо увеличить площадь входногозазора, При малых углахоткрытия диска. площадь входного зазора ограничена размерами входного канала.По мере открытия диска, он располагается под некоторым углом к набегайщему потоку, в результате чего гра" ницы разделения потоков йс и Ян сдвигаются в сторону выходного кана.- ла, т.е. длина входного зазора увеличивается, а сливного уменьшается. При углах открытия диска о 5 условие равенства расходов выполняется автоматически, что мешает полному закрытию диска,Ребра 10 и 11 в этом случае прималых углах открытия диска,заходятв выходной канал на пути двйженияпотока, частично отклоняют его кстенкам тороидальной камеры и еоэдают подпор в зазоре на большейего длине. Величина подпора при перемецениях .диска меняется плавно и однозначно, что способствует его четкому слежению за перемещениями што-ка и позволяет плавно и плотно за-крываться диску,Открытие"диска является функцией линейного перемещения штокаК=У(Ь) и, чтобы получить пропорциональную расходную характеристикуустройства, необходимо добиться пропорционального перемецения диска взависимости от перемецения:штока.В предлагаемом устройстве расходная характеристика близка к про-порциональной при сохранении посто-.янной (по мере подъема диска) площади входного зазора. Другие расхоДные характеристики получаются путем изменения, закона приращенияплоцади входного зазора по мереподъема диска с помощью вкладыша. 15установленного в пазу 7 стенки бтороидальной камеры. Со сторонытороидальной камеры поверхностьвкладыша профилирована,1043603 Регулирующее устройство просто по конструкции и надежно, позволя 5 ет получить любой закон регулирования и необходимую чувствительность.Составитель ВПодражанскийобкова Техред ЙМетелеьа 1 Корректор А.Зимоко Редант аказ 7335/49.Тираж 874ВНИИПИ ГосударственноГОпо делам изобретений113035, Москва, Ж-З 5, Раущ ПодписноеССР омитет бткры сная н4/5 ППП "Патентф, гужгород, ул, Проек л Профилированная поверхностьвкладыша изменяет площадь входного,что равносильно изменению площадивходного зазора. Вкладыш может бытьвыполнен подвижным,(фиг.2), в этомслучае изменение площади входного паза достигается при помощи регулировочного элемента 16.