Регулятор расхода

Союз Советских Социалистических Республик(2) Заявлено 051079 (21) 2828222/18-24с присоединением заявки Ьф(51)М. Кл з С 05 О 7/01 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(72) Автор изобретенил Б,Я. Ладензон Всесоюзный научно-исследовательск и прбектноконструкторский институт промышле ых гидропривои гидроавтоматики(71) Заявитель 54) РЕГУЛЯТОР РЛС Изобретение относится к гидроавтоматике н предназначено для регулирования величины расхода потока вгидросистемах машин с объемным гидроприводом.Известен регулятор потока типаПГ 55-2, содержащий корпус с полостями подвода и отвода, первый дроссель,выполненный в виде втулки, торцоваякромка которой в сопряжении с кромками каплеобразного окна во втулкеобразует дроссельную щель, второйдроссель, образованный кромкой подпружинЕнного клапана и кромкой канав"ки корпуса и поддерживающий постоян"ный перепад давлений на дроссельнойщели, а также механизм регулированиявеличины дроссельной щели, включающийвалик, лимб и контргайку (1),Известный регулятор обладает следующими недостатками,Кромки каплеобразного окна вовтулке и торец втулки-дросселя, образующие дросселирующую щель, приопределенной настройке регуляторав процессе работы остаются неподвижными, не имеют относительных смещений. Поэтому, в особенности при настройке регулятора на малые потоки(например 30-50 см /мин), когда3 дроссельная щель очень мала, оначастично зарастает " (проявляетсясвойство облитерации малых неподвижных щелей при прохождении через нихпотока минераоьного масла) и засоряется, Причем, в определенные моменты поток вычывает частички, перекрывавшие часть дроссельной щели, открывая полное проходное сечение. Такимобразом, в процессе работы изменяется проходное сечение дроссельнойщели, что приводит к нестабильностинастроенного потока рабочей жидкости. Понятно, что когда предъявляют" 15 ся повышенные требования к точностиработы регулятора, такое положениенеприемлемо.Кроме того, поток рабочей жидкости, проходяций через дроссельную 20 цель, предварительно дросселируетсяна переменном дросселе клапана.Степень дросселирования, и следовательно, нагрева масла, зависит от разницы давлений до и после регулятора.Эта разница в процессе работы аюжетизменяться, а значит будет изменяться и температура масла, проходящегочерез дроссельную щель. Величинаже потока через регулятор зависит 30 от вязкости масла, которая, в своюочередь, зависит от его температуры. Это обстоятельство также является одной иэ причин нестабильности настроенного потока через известный ре" гулятор.Известный регулятор потока состоит иэ двух основных частей дросселя, образующего дроссельную щель и подпружиненного клапана, поддерживающего постоянный перепад давлений на этой щели, Наличие двух составных частей (собственно двух отдельных узлов) усложняет конструкцию и компоновку регуляторов потока, увеличи" вает их габариты и вес.Известен также регулятор потока, содержащий корпус с полостями подвода и отвода, В одной расточке корпуса с возможностью кругового перемещения установлен первый дроссель, выполненный в виде глухой втулки и имеюций окно (паз) .Кромки окпа в сопряжении с кромками окна в корпусе образуют дроссельную щель. Хвостовик дросселя выведен наружу и скреплен с лимбом, имеющим рукоятку. На реэьбовом конце хвостовика установлена контргайка,50 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 Поворотом рукоятки с лимбом, а следовательно, и дросселя, изменяют взаимное расположение окна и отверстия в корпусе и тем самым регулируют проходное сечение дроссельной щели, Во второй расточке корпуса установлен подпружиненный клапан. Внутренний торец крайней шейки этого клапана образует с расточкой корпуса второй дроссель, проходное сечение которого автоматически изменяется в процессе работы регулятора. Полость перед дроссельной щелью соединена с наружным торцом крайней шейки и с внутренним торцом грибка клапана, Полость за дроссельной целью соед: чена с пружинной полостью клапана, Благодаря автоматически действующему переменному дросселю (второму дросселю на дроссельной щели (на первом дрос " селе) поддерживается постоянный перепад давлений, равный отношению усилия пружины к наибольшей плоцади поперечного сечения клапана (в данном случае поперечного сечения грибка). Обычно величина поддерживаемого перепада давлений равна 1,5-2,5 кгс/см . Если, например,давление перед регулятором по какой" то причине повышается, то переменный дроссель (второй дроссель) перекры- вается больше, не давая подняться давлению перед дроссельной целью (перед первым дросселем) и наоборот, если давление перед регулятором понижается, переменный дроссель откры" вается, не давая понизиться давлению перед дроссельной щелью. Если же давление эа регулятором (т.е. дроссельной щелью) повышается, то переменный дроссель открывается, соответственно повышая и давление переддроссельной щелью и, наоборот, еслидавление за регулятором понижается,то переменный дроссель больше перекрывается, уменьшая и давление переддроссельной щелью,Таким образом, благодаря автомати"чески действующеМу переменному дросселю, перепад давлениЯ на дроссельнойщели всегда остается постоянным независимо от соотношения давлений дои после регулятора и, следовательно,величина потока через регулятор зависит только от величины проходногосечения дроссельной щели и от вяэ"кости жидкости 21.Этот регулятор потока имеет такиенедостатки, как нестабильность наст"роенного потока, вызываемая эаращи"ваниемф дроссельной цели, обусловленным неподвижностью кромок, образуюцих дроссельную щель, нестабильностьпотока, вызываемая колебаниями величины вязкости жидкости из-эа того,что поток проходит сначала черезпеременный дроссель (где происходитпеременный нагрев в зависимости отколебаний давления до и после регулятора), а потом через дроссельнующель, сложность конструкции из-за наличия двух отдельных узлов.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретениюявляется регулятор расхода, содержащий корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен шток,связанный с подпружиненной втулкой,переменный дроссель, образованныйкромками втулки и корпуса, и дросселирующая щель, образованная иглой идиафрагмой, установленной во втулке (33,Недостатками этого регулятораявляются нестабильность потока иээа неподвижности деталей, образующихдроссельную щель, а также сложностьконструкции из-за наличия двух отдельных узлов,Цель изобретения - повышение точности и упрощение регулятора,Укаэанная цель достигается тем,что в регуляторе расхода, содержащем корпус с входной и выходной полостями, в котором установлен свозможностью вращения относительнокорпуса шток, связанный с подпружиненной втулкой, переменный дроссель, образованный кромками втулкии корпуса, и дросселируюцую щель,последняя образована двумя окнами,выполненными во втулке и корпусесоответственно, одно из которых - поперечное, другое - продольное скромкой, параллельной оси втулки идлиной, превышающей максимальнуюширину поперечного окна, по крайнеймере, на величину максимального осе-.вого перемещения втулки,На фиг. 1 схематически показанрегулятор расхода; на фиг, 2 - тоже, продольныИ разрез; на фиг3разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг, 5вариант конструктивного исполнениярегулятора расхода; на фиг. б - тоже, продольный разрез; на фиг, 7разрез В-В на фиг, 5; на фиг, 8разрез Г-Г на фиг. б.Регулятор расхода (фиг. 1-4) содержит корпус 1 с входной полостью 2и выходной полостью 3. На цилиндрической поверхности корпуса, сообщенноИ с входной полостью выполненыпродольные (радиальные) окна 4, а нацилиндрической поверхности корпуса,ссобщенной с выходной полостью - радиальные отверстия 5, Во внутреннейрасточке корпуса установлена подпружиненная втулка б, являющаяся первымпеременным дросселем, 20Расточка корпуса закрыта пробкой7, удерживаемой стопорным кольцом 8.На цилиндрическоИ поверхности клапана, контактирующей с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 5в зоне окон 4, выполнены поперечныеокна 9. Сопряжением кромок окон 4и 9 образована дросселирующая щель 10,На наружной поверхности втулки бвыполнена канавка 11, сообщенная 30радиальными отверстиями 12 с внутренней полостью 13 втулки б. Кромкаканавки 11 в сопряжении с кромкамиотверстий 5 образует переменныйдроссель 14. Таким образом, втулка бучаствует в образовании и второго(переменного) дросселя,Во внутренней полости 13 втулкиб установлена пружина 15, упирающаяся одним концом в дно этой полости,а вторым - в упор 16, опирающийся 40на пробку 7. На противоположном конце втулки б выполнен призматическийхвостовик 17. Кроме того, на наружной поверхности втулки б выполненаканавка 18, сообщенная радиальным 4отверстием 19 с внутреннеИ полостью13 втулки б. Механизм регулированиявеличины дроссельной щели включаетв себя шток 20, в пазу которого свозможностью осевого перемещения 50установлен призматический хвостовик17 втулки б. На выходящей наружушейке штока 20 на шпонке установленарукоятка 21, а на резьбовом концештока установлена контргайка 22. Приотпущенной контргайке говоротом рукоятки 21 и штока 20 осуществляетсяповорот втулки 6 относительно корпуса 1, чем изменяется взаимное Расположение окон 4 н 9 и регулируетсявеличина дросселирующей щели 10. ПоСле устаноВки необходимой величиныдроссельной щели контргайка 22 затягивается Теперь рукоятка 21, шток 20и втулка 6 ие имеют ьозможности поворачиваться относительно корпуса 1. 45 Втулка б имеет возможность лишь продольно перемещаться в корпусе, но при этом. величина настроенной дроссельной щели не изменяется, так как окна 4 в корпусе выполнены продольно, а окна 9 во втулке б - поперечно относительно втулки. При этом длина Н той части продольной кромки, которая параллельна оси втулки б, превышает максимальную ширину Ь поперечного паза, го крайней мере, на величину максимального осевого хода Ь втулки бН Ь+ ЬПоперечные окна 9 могут быть выполнены в корпусе 1, а продольные окна 4 - во втулке б (фиг. 5-8).В любом случае регулятор расхода представляет собой комбинацию одного дросселя (дросселирующие щели) и второго дросселя, который поддерживает постоянный перепад давления приблизительно 1,5-2,5 кгс/см 2 на дросселирующей щели, благодаря чему расход рабочей жидкости через регулятор не зависит от давления на входе и выходе из него, В предлагаемых конструкциях функции обоих дросселей совмещены в одной детали - втулке б,Поток рабочей жидкости поступает к входной полости 2 регулятора расхода и далее через окна 4, дросселирующую щель 10, окно 9, внутреннюю полость 13, отверстия 12, канавку 11, переменный дроссель 14 и отверстия 5 поступает к выходной полости 3Давление рабочей жидкости до дросселирующей щели 10 воздействует на один торец втулки 6, а давление рабочей жидкости после дросселирующей щели воздействует на противоположный торец втулки б (со стороны пружи"ны 15) .Втулка 6 находится в равновесии под действием усилия пружины 15 и усилий, создаваемых давлениями, воз" действующими на торцы втулки,уравнение равновесия сил на втулке б имеет видР 2 (1) где р - давление перед дросселирующей щелью;.Р 2 - давление на дросселирующейщели;Р - площадь поперечного сечениянаправляющей части клапанабуА - усилие пружины 15.учитывая, что Р 4 - Р 2 - др пе репад давлений на дросселирующей щели 10, получаемдрАГ(2)Поскольку ход втулки б сравнительно мал, изменение усилия А незначительно величина Г остается постоянной, величина др практически постоянна, При изменении одной иэвеличин давления (р или р ) эа счет автоматического изменения степени дросселиронания потока на переменном дросселе 14, соответственно изменяется и вторая величина (р или р 2), а величина Ар нсегда остается постоянной, Если, напримерцанление р увеличивается, переменный дроссель перекрывается больше, увеличивая и давление р. Если же р уменьшается, переменный дроссель больше открывается, уменьшая давление р Когда давление эа регулятором увеличивается, переменный дроссель открывается больше, на нем уменьшается перепад давления, а р и р( остаются постоянными. Если давление за регулятором уменьшается, переменный дроссель, больше перекрывается, перепад давления на нем увеличивается, а р и р остаются постоянньми. Таким образом, втулка б, приходя всегда н 2 О ранновесное положение н соответствии с уравнением (1), поддерживает постоянный перепад давления на дроссельной щели 10, величина которого определяется отношением усилия пружины 15 к площади поперечного сечения втулки б. Постоянстно же перепада давления на дросселирующей щели (при определенной ее настройке,: обес". печинает постоянство расхода через эту щель, а следовательно, и через регулятор расхода.На внутренней полости 13 данлени через канавку 18 и отверстие 19 подведено к направляющей час:-н н-.,";л ки б на участке между входной полостью 2 и выходной полостью 3, Поскольку разница данлений между н;",о,. ной полостью 2 и полостью 13 ч"-.Нь мала (1,5-2,5 кгс/см), пере.:.чки жидкОсти из нходной полости :; , каан"413 ку 18 практически отсутс" чурт., Пе-етечкиже жицкости из кананки 18 ь выходную полость 3 не влияют на тс-. ность работы регулятора, так ".ак э полость 13 поступает рабочая л;дкость, уже прошедшая дросселирурщчю щель 10, т.е. прошедшая дозировку. Просто иэ полости 13 н ныходную полость 3 рабочая жидкость поступает двумя путямиг н ниде асноьного потока через отверстия 12, канавку 11, переменный дроссель 14 и.отверстия 5 и э виде внутренних перетечек через зазор между втулкой 6 и корпусом 1 на участке между канавками 11 и 18.Втулка б в процессе работы нсе время либо перемещается н Осевом направлении при любых изменениях давления в системе, либо осциллирует около какого-то положения также в ЙО осевом направлении при неизменном давлении э системе.При этом поперечное сечение дросселирующей щели 10 не изменяется, посколькч напоавление движения втул 4 а с чапраэленирм Однойстенок этой щели,НО зато постОянная пОдВижнОстьэтой стенки препятстнует облитерациии засорению дроссельной щели 10.Б предлагаемом регуляторе расходапоток рабочей жидкости сначала проходит через дросселирующую щель 10,а затем через автоматически изменяющееся сечение переменного дросселя114 Поэтому изменяющаяся степеньдросселиронания потока на переменномдросселе и степень нагрева рабочейжидкости и, следовательно, связанные с этим изменения вязкости рабочей жидкости не влияют на величинупотока, проходящего через дросселирующую щель 10 и регулятор и целом.При этом утечки рабочей жидкостипо зазорам между втулкой б и корпусом 1 не влияют на точность работырегулятора,В прецложенном регуляторе расходаимеется только одна подвижная деталь - втулка 6, выполняющая одновременно Функцию дросселя и клапанапостоянного перепада давлений, т,е,Функции и первого и второго дроссе"лей. Благодаря этому конструкция:Того регулятора проста.Таким образом, в предложенномрегуляторе расхода повышена точность;отака), упрощена конструкция посравнению с известными регуляторами,Формула изобретенияРегулятор расхода, содержащий коро с входной и выходной полостями,н котором установлен с возможностьювращения относительно корпуса шток,связанный с подпружиненной втулкой,переменный дроссель, образованныйкромками втулки и корпуса, и дросселирующую щель,. о т л и ч а ю щ и йтем; что, с целью повышения точности и упрощения регулятора, э немдросселирующая щель образована двумяокнами, выполненными но втулке икорпусе соответственно, одно из котсрых - поперечное, другое - продольное с кромкой, параллельной оси втулки и длиной, превышающей максимальную ширину поперечного окка, покрайней мере, на величину максимальнога осевого перемещения втулки,Источники инФормации,принятые но внимание при экспертизе1. Распределительная и контрольнорегулирующая аппаратура. Инструкцияго монтажу и эксплуатации. ЭНИМС,К19721 сю 126 р риса 74 е2, Богданович Л.Б, Гидравлическиеприводы в машинах. И., Машиностроение,. 1962, с, 56 Фиг. 41,3. Авторское свидетельство СССРР 161936, кл, 6 0 ( 7/01, 196385 7941 ихи рректор рош сн акаэ 7242/7 Филиал ППП фПатент, г. Ужгород. ул. Проек Составитель Л.Редактор Н, Данкулич Техред Т.Маточк Тираж 940 ВНИИПИ Государственного коми по делам иэобретений и отк 035, Москва, Ж.-35, Раушская