Гидравлический пульсатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 бббб А 19) 5 В 21/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 51БРЕТЕН ОПИСДНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУСВИДЕ ТВУ(54) ГИ.ЦРАВЛИЧЕСКИЙ ПУЛЬСАТРР (57) Использование: генерирование пульсаций давления в жидкости при испытании АН узлов и агрегатов, функционирующих в условиях динамических нагрузок, Сущность изобретения; устройство содержит заслонку 1, соединенную с сильфоном 2 и регулируемой пружиной 3. В рабочей полости 6 находится сопло 5 с входным трубопроводом 10 и подвижный трубопровод 8. В ыходное сечение трубопровода 8 выведено за пределы корпуса, 2 ил,(21) 4834919/29(Ф 1420254, кл, Г 15 В 1еской механики ов имин и А.И.Потво СССР12, 1987,Изобретение относится к устройствам Наиболее близким по технической сущсоздания колебаний (пульсаций) в жидкости ности (прототипом) к заявляемому решению и может применяться, в частности, для ис-,; является гидропульсатор по а;с. М 1420254.пытаний узлов и агрегатов,. функционирую-, Пульсации давления жидкости генерищих в условиях динамических нагрузок. .руются данным устройством путем изменеИэвестен рядустройств создания пуль- ния обьема герметической коллекторной саций давления или расхода в жидкости(а.С, полости, заполненной жидкостью с удель- Я Ф 673765, 1315668, 1366734, 1097355, ным весом меньшим, чем удельный вес ра);бочей жидкости, Изменение обьемаВсе эти устройства основаны на враща- . осуществляется путем перемещения порштельном или поступательном движейии ре- " ня, связанного с электроприводом, йзменегулирующего органа, осуществляющего при н ие частоты кол еба н ий и о р ш н я . своем движении изменение проходного се- осуществляется с помощью йзметгеййя"часчения магистрали, а следовательно, и пуль- тоты вращения валаэлектродвигателя,сации давления и расхода в ней , Данное устройство обладает рядом суВсе эти устройства имеют сложное тех- щественных недостатков; К ним относится ническое исполнение и работа их сопровожсложность конструкцйй;"наличие дополни- дается значительными знакопеременными - тельной жидкости с удельным весом мень- (динамическими) нагрузками, действующи-: шим удельного веса рабочей жидкости (что ми на подвижные элементы, что снижает . не всегда возможно обеспечить), наличие надежность их работы и сокращает срок дополнительныхустройствдля регулироваслужбы устройств. ния частоты вращения электродвигателяКроме того, для их Функционирований (например, реостата),. необходим внешний источник энергии и Целью изобретения является удрощедвижитель (это, как правило, электродвига- ние конструкции и повышение надежности тель); который обеспечивает требуемую чй-" функционирования устройства.стоту движения регулируюиего органа"й Ее . Поставленная цель достигается тем; что плавное изменение в предлагаемом устройстве - гидравличе1756666 5 10 20 30 ду выходным отверстием трубопровода 8 изаслонкой 1. На трубопроводе 8; вне корпуса пульсатора, установлен вентиль 9. Сопла5 соединено с входным трубопроводом 10,в котором необходимо вызвать пульсациидавления или расхода, Выходна"е сечениетрубопровода 9 выведено за корпус нульсатора и может быть соединено, например, сосливным трубопроводом 11,Устройство функционирует следующимобразом.Пока уровень жидкости йе достиг входного отверстия трубопровода 8 колебанийНЕт. РаСХОД На СЛИВ Ослив ОДНОЭНаЧНО ОПРЕделяегся зазорам между соплом 5 и заслонкой 1, т,е, усилием поджатия пружины 3, Кактолько входное отверстие трубопровода 8будет закрыто уровнем воды; давление Рколв полости 6 с соплом 5 начнет возрастать,перепад на заслонке 1 также будет вазрастать выше настройки пружины 3. Этапри. ведет к увеличению зазора междузаслонкой 1 и соплом 5 и, следовательно, кеще большому увеличению входного расхода Овх, еще большему уменьшению объема 55газовой полости 6, еще большему увеличению давления Ркол., еще большему увеличению зазора между заслонкой 1 и соплом 5,еще большему увеличению расхода Овх Од, новременно с этим увеличение давления 35 где Ов, и Ослив - расходы, см, фиг, 1; Ркол - давление в рабочей полости, см,фиг.1; акл - 40 гидросапротивление зазора между соплом5 и заслонкой 1; 0,001 смх 2 ) (5)х )2 4 (0.1444 - (О и ри 0,001 х О 03 23289,3 скгс см и вх - инерционность вх а;вх = 2,434 с /см;,03 смтрубапро 0 сливного трубопро в одного труссм); ском пульсаторе, содержащем корпус, в полости которого размещена подвижная подпружиненная плаСтина, разделяющая полость корпуса на подпораневто й приводную камеры, герметический сильфон, расположенный в полости корпуса и закрепленный одним концом на подвижной пластине, а другим - на стенках корпуса, выходной канал, сообщающий поршневую полость с потребителем, и привод подвижной пластины, размещенный в приводной камере, выполнен в виде. неподвижного сопла, взаимодействующего с подвижйой пла- стинкой, и подвижного слиноо трубопровода, установленного с возмажностью перемещения ега входной части повысоте приводной камеры.Сущность предлагаемого устройствапоясняется чертежами, где на фиг, 1 представлена конструкция пульсатара; на фиг. 2: - результаты экспериментально-теоретиче ских исследований.Пул ьсаторсостоит иэ заслонки 1, соединенной с сильфонам 2 и пружиной 3, на которой установлен регулирующий винт 4. Заслонка 1 разделяет внутреннее пространство пульсатора йа два объема рабочую полость 6 и полость пружины 7. В рабочей полости 6 находится сопла 5 и подвижный трубопровод 8 с переменным зазорам межРкол приводит к увеличению расхода на слив. Ослив Если бы заслонка не обладала массой, а трубопроводы расходов Овх и Ослив не об- . ладали инерционными характеристиками, та процесс перемещения заслонки 1 и уве- . личения давления Ркол остановился бы приОслив = Овх.(1) Однако вследствие наличия указанных. характеристик заслонка 1 переместится в сторону открытия дальше положения равновесия, что приведет к увеличению расхода на слив:ОсливОвх . . . (2) Это приведет к уменьшению давления Ркол и перемещению заслонки 1 в сторону закрытия, уменьшению расхода Овх, увеличенного объема газовой полости 6, уменьшению давления Ркол, уменьшению зазора между заслонкой 1 и соплом 5, еще большему уменьшению расхода Овх. Одновременно с этим уменьшение давления Ркол приведет к уменьшению расхода на слив Ослив, За-: слонка 1 па инерции пройдот в полажениЕ равновесия, что приведет к неравенствуОсливОвх Щ и процесс колебаний перейдет на новый цикл.Работа пульсатора может быть описана системой уравнений;-- = (Рллс - (ллл + а ю ) Вал Рслл )/Сас6 лл 2авсл / 2- = ( "ллл - аслСсл - Рслиа ИслдС2сл - =(Гаф-Гс) Рб+ес(алл" ас)вс "(рлр-+хал алл)Ь Хлл,. 22 635525,4 с/кгс см при х кл - 3984,7 2 + да,сл = 0,002 с 2/см 2.В общем случае ( = . - ,19 Ре - длина;Г - площадь трубопровода;авх- гидросопротивление вхпровода (авх = 354301,84 с /кг1756666 5 6ас - гидросопративление сливйого тру-, всегда можно подобрать их соотношениебопровода(ас =0,1 с /кгс см ); так, чтобы система вышла из устойчивогог г,Впр,н начальное усилие, приложенное состояния и начали гепйерйровать колебак заслонке йпр.н = 127,1289 кгс); ния,Сл - жесткость суммарная пружины и 5 Использование предлагаемого устройсильфона (мембраны) С,л = 3; ства позволяет по сравйению с прототипомС - коэффициент емкости газовой поло-упростить конструкцйю, повысить надеж-сти клапана (из условия изотермичности ность работы пульсатора и обеспечить непроцессов в полости), С = О.01449 см; прерывное изменение частоты пульсаций2,т - масса подвижных частей сильфона 10 без вмешательства в его конструкцию, что ви пружины. " : . конечном итоге упРощаетггроведение испыПриведенные численные значения ко- тоний, повышает точйость получаемых.реэффициентов системы уравнений 4) соот-., зультатов и уменьшает время обработкиветствчют конструктивным параМетрам испытуемыхузловй агрегатов,пульсатора и условиям проливок, имеющих 15место в ИТМ АН УССР: Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и яНа фиг;2 приведены результаты расчет- Гидравлический пульсатор, содержано-экспериментальных исследований рабо- щий корпус, в полости которого размещенаты пульсатора, т.е. изменения частоты : подвйжная подпружинеййая пластина, разколебаний от обьема газовой полостй 6. 2 О деляющая полость корпуса на поршневую иЕсли объем полости 6 меньше 200 см, приводную камеры; герметичнйй сильфон,то имеет место режим развитых пульсаций;расположенный в полости корпуса и закрепЕсли обьем полости больше 600 см, то ко- ." ленный одним концом на подвижной плазлебания отсутствуют.,. стине, а другим - на стенках корпуса,:Математическая модель предлагаемого 25 выходной канал, сообщающий поршневуюустройства представляет собой колебатель-полость с потребителем, и привод подвижное звено не менее второго порядка, где й, ной пластины, размещейный в приводнойвх, 1 сл - коэффициенты, характеризующиекамере, о т л и ч а ю щ и й сятем, что, с цельюспособность устройства накапливать кине- упрощения конструкции и повышения натическуюэнергию, Сл и С - коэффициенты; ЗО дежности; привод выполйен в.виде неподхарактеризуощие способность устройства . вижного сопла, взаимодействующего снакапливать потенциальную энергию. Какпластиной, и подвижногосливного трубпизвестно, из теории автоматического реги- ровода, установленного с возможностью пелированиявсистеме,обладающей "кинети- . ремещения его входной части по высотеческой" и "потенциальной" составляющей, 35 приводной камеры,. Тупица изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 1 аз 3078ВНИИПИ Составитель А. ПоповТехред М.Моргентал Корре Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5