SU857090A1 - Дроссельное устройство /его варианты/ - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к устройствам контрольно-регулирующей гидравлической аппаратуры и может найти применение в машиностроении.

Известно дроссельное устройство, вьтолненное в виде клапана, предназначенное дл  регулировани  потоков, преимущественно газов, включакнцее седло и закрепленную на штоке клапана чашу .

Отличительной особенностью этого устройства  вл етс  наличие в седле равнорасположеншлх по всей его поверхности диффузорных каналов, вьшолненга 1Х со степенью расширени  3,55 ,0 и углом раскрыти  5-8 .

Недостатком устройства  вл етс  не оптимальное выполнение подвод щего канала клапана, что вызывает неравномернов распределение параметров потока по сечению.

Конструктивное выполнение чаши с поступательным движением при регулировании потока требует приложени 

значительных усилий, особенно при работе клапана в высокоскоростных потоках жидкости с большим расходом.

Известно также устройство с более оптимальным выполнением каналов регулируемого клапана, позвол ющее добитьс  равномерного распределени  параметров потока по сечению и состо щее из двух перфорированных панелей , перфорации у которых смещены отнс сительно друг друга у неподвижной и и подвижной панелей, а регулирование расхода осуществл етс  путем осевого л емещени  подвижной панели 2 .

Нбдз1остатком этого устройства  вл етс  то, что при регулировании расхода необходиьо слишком большие усили  перемещени . Это обсто тельство затрудн ет использование данного устройства в высокоскоростных жидкост ных потоках, особенно в системах автоматического регулировани . В прочностном отношении данное устройство несовершенно, а выполнение привода подвижной панели в сис1еме трубопровода усложн ет конструкцию. Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  дроссельное устройство, рабочим органом которого  вл ютс  примыкающие один к другому соосно установленные неподвижный и поворотный элементы С отверсти ми дл  прохода жидкости , например, элементы выполнены в виде неподвижного и поворотного дисков с прорез ми и перемычками, представл ющими собой форму частей секторов. При совмещении прорезей дроссельное устройство имеет максимальную проходную площадь, уменьшени которой до полного закрыти  осуществл етс  за счет перекрыти  прорезей неподвижного диска перемзшками поворотного . Боковые стенки прорезей образуют при этом подвод щие и отвод щие каналы, чаще всего конфузорный и диффузорной геометрии соответственно Сз.

Недостатком этого устройства  вл етс  то, что при его работе возникае пульсаци  расхода при больших степен х дросселировани  потока. Эта пульсаци  расхода создает дестабилизацию момента, действукмцего со стороны потока на поворотный элемент, что определ ет в конечном итоге работу регулирующего механизма в колебательном режиме.

Цель изобретени  - улучшение динамических характеристик дроссельного устройства.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в дроссельном устройстве, содержащем установлешные в корпусе неподвижньш и поворотно-регулирующий элементы с отверсти ми в виде частей секторов , боковые стенки которых образуют подвод щие конфузорные и отвод щие , диффузорные каналы, поворотно- регулируищий элемент выполнен переменной в радиальном направлении толщины , угол раскрыти  отвод щих диффузорных каналов вьтолнен в пределах , причем толщина поворотно-регулйрукщегО элемента на участке расположени  отвод щих диффузорных каналов определена соотношением

,

Где У рассто ние от оси поворотнорегулирующего элемента: Ч - секторный угол отверсти , в радианах;

А - посто нный дл  каждой конкретной конструкции коэффициент , выбираюищйс  из услови  А 5.

Другой вариант дроссельного устройства предусматривает выполне ше отвод щих диффузорных каналов в пределах 34-90, при этом коэффициент А выбираетс  из услови  ..

Ограничени  на А сверху при углах раскрыти  диффузорных каналов 8-15 и снизу при углах 34-90 выбирают, исход  из конструктивных либо прочностных соображений.

На фиг.1 схематически изображено устройство, установленное в трубопроводе , общий вид: на фиг. 2 - вид А ira фиг.; на фиг.З - конусный вариант устройства; на фиг.4 - нормальные сечени  дроссе11ирующих каналов в полностью открытом (а ) и в частично перекрытом б состо ни х, на фиг.З сечение Б-Б на фиг.2j на фиг.6 сечение Б-В на фиг.2; на фиг.7 - виды потока, проход щего по каналам дл  различных случаев соотношени  размеров выходного и входного каналов, дроссельного устройству.

Дроссельное устройство содержит примыкающие один к другому неподвижный элемент (диск ) I и поворотно-регулирук ций элемент (.диск ) 2 с равнораспрдоженными на каждом диске щелевыми прорез ми в виде частей секторов. Боковые стенки прорезей образуют подвод щие конфузорные каналы 4 (фиг.4) в диске 1 и отвод щие диффузорные каналы 5 (фиг.4) в диске 2,

Установлено дроссельное устройство в трубопроводе 3. Уплотнительные узлы а также привод поворотного диска не показаны.

2 выполнен переменной толщины в радиальном направлении. При этом на участке расположени  отвод щих каналов 5 эту.толщину определ ют в соответствии с соотношением

е - ,.

где V - текущий радиус диска2:

vp секторный угол прорези в плане (фиг.2):

А посто нный дл  данной конструкции коэффициент, его величина зависит от выбранного узла раскрыти  отвод щих каналов (фиг.4о|).

Claims (3)

1. При дросселировании потока жидкости путем поворота диска 1 на некоторый угол проходна  ширина в каналах ум1МП)1 1а1-мт  i: величгш,)-8( (l)nr.)) дл  полностью открытого дроссел  до величшпм О . Величина расхода жидкости определ етс  коэффициентом сопротивЛС1-ШЯ дроссел , который зависит от степени закрыти  дроссел J -&-о(/о| и от соотношени  величин Ejcil и угла раскрыти  отвод щего канала cL Величиш 1 последнего соотношени  опреде л ют характер распространени  струи после ее прохода через местное сужение ci. Как показали исследовани , при ве личинах Е/с(3 и углах раскрыти  каналов 0 34-90°поток выходит из дроссел  в виде струй под некоторым углом 0 к поверхности диска, как показано на фиг.5, где изображено сечение Б-Б каналов дроссел , выполнен ных по некоторому радиусу hf . Лишь на некотором рассто нии отдельные струи сливаютс  в поток (граничныелинии потока на фиг.5,6 и 7 изображены пунктиром). При величинах Е|а /5 и углах об 8-15 струи, проход  через сужени  СЯ , успевают затем зан ть все сечени  отвод щего канала (фиг.6). Из дроссел  они выход т нормально к его образующей поверхности. При 1/а 4 и d . 15-34 наблюдаютс  неустойчивые течени , выражающиес  в произвольном изменении характера струи либо по типу фиг.5, либо по типу фиг . 6. Дл  прорезей, вьтолненных ь виде частей секторов, величина Jf будет посто нной по радиусу н, следователь но, ее вли ние на коэффициент сопротивлени  дроссел  не зависит от ради са. Отношение /01 зависит от закона изменени  толщины диска в радиальном направлении. Так при регулировании дроссел  в случае посто нной толщины диска с отвод щими каналами наступает такой момент, когда при больших текущих V имеем В/а 3, а при малых 6|о1 5. Например, на фиг.5 и 6 изображены сечени  отвод щих каналов, выполненных на разных радиусах диска Причем . - означает, что где-то в промежуточных сечени х имеет место соотношение , как след ствие этого образуетс  зона неустойчивых течений с измен ющимс  коэффициентом сопротивлени  и углом выхода струй в из дроссел . Эти два обсто  тельства вызывают колебани  расхода и нестабильность момента от сил peaKt ции струй на элементы дроссел . Избежать этого  влени  удаетс , если толщину диска с отвод щими каналами измен ть по з :кону, обеспечивающему посто нство Р/О . Это посто нство будет выполн тьс , если толщина даска на участке расположени  отвод щих каналов будет определ тьс  соотношением С А-Ч-Г. А углами раскрыти  каналов об , вз тыми в диапазонах 8-15°.при , и 34-900, „ри А 3, создаютс  однозначные услови  дл  формировани  струйного потока в отвод щих каналах (фиг.7 а) дл  первого случа  и (фиг.7 б) дл  второго. Эксперименты, проведенные с дросселЬньт устройством, выполненным по данному изобретению, показали существенное уменьшение колебаний расхода жидкости и повьш1ение стабильности величины регулирующего момента, что свидетельствует об улучшении динамических характеристик этого устройства по сравнению с известным. Формула изобретени  1, Дроссельное устройство, содержащее установленные в корпусе подвижный и поворотно-регулирунщий элементы с отверсти ми в виде частей секторов , боковые стенки которых образуют подвод щие конфузорные и отвод щие диффузорные каналы, отличающеес  тем, что, с целью ни  динамических характеристик устройства , в нем поворотно-регулирующий элемент выполнен переменной в радиаль ном направлении толщины, угол раскрыти  ОТВОДЯ1Ф1Х диффузорных каналов выполнен в пределах 8-15, причем толщина поворотно-регулирующего элемента на участке расположени  отвод щих диффузорных каналов определена соотношением e-A-vp h, де h - рассто ние от оси поворотнорегулирующего элементаJ Ч- секторный угол отверсти  в радианах; А - посто нный дл  каждой конкретной конструкции коэффициент , выбирающийс  из услоп ВИЯ А / 5.
2. 2. Дроссельное устройпно, содеращее установленные в корпусо подижный и поворотно ре1-улирук ций элементы с отверсти ми в виде частей секторов, боковые стенки которых образуют подвод цр е конфузорные и отвод щие диффузорные каналы, отличающеес  тем, что, с5 целью улучшени  динамических характеристик устройства, в нем поворотнорегулирующий элемент вьтолне  переменной в радиальном направлею1и толщины , угол раскрыти  отвод щих диффузорных каналов выполнен в пределах 34-90, причем толщина поворотно-регулируннцего элемента на участке расположени  отвод щих диффузорных каналов определена соотношением15 Е--А-ННаправление потока 857090 пр № № № т

   Фт.2 h - рассто ние от оси поворотнорегулирующего элемента; Ч - секторный угол отверсти  в радианах А - посто нный дл  каждой конкретной конструкции коэффициент , выбирающийс  из услови  . Источники информации. н тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 36460, кл. F16 К 1/06, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР 33801, кл. F16 К 1/22, 1976.
3. 3.Авторское свидетельство СССР 87338, кл. G 05 D 7/01, 1969 (проип ) .

   Направление потока

   (Направление потока

   НапраЙление потока

   5

   Направление

   потока

   ФиъЛ