RU1795426C - Регул тор массового расхода - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области автоматического регулировани  подачи текучих компонентов топлива в энергетических установках различного назначени . Цель изобретени  - повышение точности регул тора и расширение области применени . Регул тор массового расхода содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полост ми, между которыми расположена втулка 4, первый торец 5 которой заглушен, полость 6 втулки соединена через второй открытый торец 7 с входной полостью и через отверсти  8 в боковых стенках втулки с рабочей камерой 9. образованной втулкой и внутренней расточкой на плунжере 10, установленном на втулке и подпружиненном относительно корпуса. На плунжере выполнен конфуэор 11, образующий с сужающейс  внешней поверхностью 12 втулки дросселирующую щель 13, через которую рабоча  камера соединена с выходной полостью, причем полость 14, образованна  корпусом и внешней поверхностью плунжера, в которой установлена пружина 15. сообщена кольцевым каналом 16 с выходной полостью. Первый торец втулки может быть расположен в ста- канообразной вставке 17, закрепленной в выходной полости и снабженной боковыми отверсти ми 18, образующими с первым заостренным изнутри торцем втулки дроссель , через который полость втулки соединена с выходной полостью, причем втулка снабжена механизмом 19 осевого перемещени . 1 з.п.ф.-лы, 1 ил. ел С

Description

Изобретение относитс  к области автоматического регулировани  и может быть использовано в системах питани  топливом энергетических установок различного назначени , В частности, предлагаемое устройство может найти применение в качестве регул тора режима работы двигательной установки летательного аппарата.

Известны регул торы, построенные по принципу измерени  уровн  гидродинамической силы как полезного сигнала о величине массового расхода текущей среды и преобразовани  этого сигнала в соответствующее перемещение регулирующего органа . Они используют энергию регулируемого потока и полностью автономны в режиме стабилизации.

Известна конструктивна  схема регул тора расхода, использующего в качестве по- лезного сигнала об уровне расхода гидродинамическую силу Бернулли. Дроссельна  заслонка регул тора, выполн юща  одновременно и роль чувствительного элемента , подвешена внутри корпуса между двум  пружинами сжати  и своим торцем перекрывает выходное отверстие.

Недостатком известного регул тора расхода  вл етс  то, что он не обеспечивает устойчивости и точности поддержани  выходного параметра.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  конструктивна  схема, описанна  и прин та  в качестве прототипа. В прототипе стабилизаци  уровХ|

О (Л 4 N) О

н  расхода среды обеспечиваетс  по сигналу реактивной гидродинамической силы потока, воздействующей на профилированную поверхность плунжера с пружиной задани .

Регул тор массового расхода по прототипу содержит корпус с входной и выходной полост ми, между которыми расположена втулка, первый торец которой заглушен, полость втулки соединена через второй откры- ты и торец с входной полостью и через отверсти  в боковых стенках втулки с рабочей камерой, образованной втулкой и внутренней.расточкой на плунжере, установленном на втулке и I. подпружиненном относительно корпуса. Недостатком известного регул тора  вл етс  недостаточна  точность и невозможность обеспечени  перенастройки на другой расход.

Целью изобретени   вл етс  повыше- ние точности регул тора и расширение области применени .

, Указанна  цель достигаетс  тем, что в регул торе массового расхода, содержащем корпус с входной и выходной полост - ми, между которыми расположена втулка, первый торец которой заглушен, полость втулки соединена через второй открытый торец с входной полостью и через отверсти  в боковых стенках втулки с рабочей каме- рой, образованной втулкой И внутренней расточкой на плунжере, установленном на втулке и подпружиненном относительно корпуса; на плунжере выполнен конфузор, образующий с сужающейс  внешней повер- хностью втулки дросселирующую щель, через , которую рабоча , камера соединена с выходной полостью; причем полость, образованна  корпусом и внешней поверхностью плунжера, в которой установлена пружина, сообщена кольцевым каналом с выходной полостью, а также тем, что первый торец втулки расположен в стаканообразной вставке, закрепленной в выходной полости и снабженной боковыми отверсти:  ми, образующими с первым заостренным изнутри торцем втулки дроссель, через который полость втулки соединена с выходной полостью, причем втулка снабжена механизмом осевого перемещени .

Регул тор массового расхода представлен на чертеже.

Регул тор массового расхода содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полост ми , между которыми расположена втулка 4 первый торец 5 который заглушен; полость 6 втулки соединена через второй открытый торец с входной полостью 2 и через отверсти  8 в боковой стенке втулки с рабочей камерой 9, образованной втулкой 4 и внутренней расточкой на плунжере 10, установленном на втулке 4 и подпружиненном относительно корпуса; на плунжере выполнен конфузор 11, образующий с сужающейс  внешней поверхностью 12 втулки 4 дросселирующую щель 13, через которую рабоча  камера 9 соединена с выходной полостью 3; причем полость 14, образованна  корпусом и внешней поверхностью плунжера 10, в которой установлена пружина 15, сообщена кольцевым каналом 1 б с выходной полостью 3. Первый торец 5 втулки 4 может быть расположен в стаканообразной вставке 17, закрепленной в выходной полости 3 и снабженной боковыми отверсти ми 18, образующими с первым заостренным изнутри торцем втулки, дроссель, через который полость б втулки 4 соединена с выходной полостью 3, причем втулка 4 снабжена механизмом 19 осевого перемещени . Кольцевой канал 16 образован резьбовым упором 20 и плунжером 10 со шлицами 21.

Регул тор работает следующим образом . Полагаем, что все внутренние полости его предварительно заполнены средой, массовый расход которой при ее движении подвергаетс  регулированию. Когда расход среды через регул тор отсутствует, плунжер 10 под действием пружины 15 удерживаетс  внешними шлицами 21 на резьбовом упоре 20 в крайнем верхнем положении. При этом кромка конфузора 11 плунжера 10 располагаетс  вблизи шейки сужающейс  части внешней поверхности втулки 4 и образует максимальную кольцевую щель, обеспечивающую начальный разгон потока. Предпочтительное расположение втулки 4 соответствует приблизительно среднему перекрытию проходных сечений боковых отверстий 18 в стг-канообразной вставке 17.

По вление нарастающего расхода среды через проточные части регул тора приводит к увеличению перепада давлений на его основных дросселирующих элементах. В кольцевой щели между кромкой конфузора 11 плунжера 10 и сужающейс  частью внешней поверхности втулки 4 нарастает скорость потока, поступающего в рабочую камеру 9 через радиальные отверсти  8 во втулке 4. До момента начала движени  плунжера 10 расходна  характеристика регул тора определ етс  гидравлическими потер ми на двух параллельно установленных дросселирующих элементах: на дросселирующей щели 13 и на частично перекрытых заостренным торцем втулки 4 боковых отверсти х 18 стаканообразной вставки 17. Эта характеристика представл етс  суммарной параболической зависимостью от перепада давлений.

При достижении определенной величины перепада давлений на регул торе истекающий из дросселирующей щели 13 поток среды развивает на стенках камеры 9 реактивное усилие, превышающее предвари- тельную зат жку пружины 15. Плунжер 10 при дальнейшем росте перепада давлений под действием увеличивающейс  реактивной силы начинает перемещатьс , сжима  пружину 15 и уменьша  площадь проходно- го сечени  дросселирующей щели 13 благодар  перемещению среза конфузора 11 вдоль образующей конической поверхности седельной части втулки 4. Посредством уменьшени  проходного сечени  по мере роста перепада давлений реализуетс  принцип отрицательной обратной св зи, стабилизирующий уровень массового расхода среды. Полезным сигналом об уровне расхода через регул тор, контролируемым его чувствительным элементом,  вл етс  реактивна  сила потока, истекающего из кольцевого конфузорного сопла. В оба1ем случае темп нарастани  реактивной силы на плунжере 10 превышаеттемп увеличени  перепада давлений, и перекрытие проходного сечени  дросселирующей щели 13 в режиме стабилизации идет с существенным опережением. В результате этого массовый расход после прохождени  начального уча- стка имеет устойчивую тенденцию к убыва- нию по мере возрастани  перепада давлений. Расходна  составл юща  на втором дросселирующем элементе, оформленном в виде перекрываемых боковых отверстий 18 в стенке вставки 17, с увеличением перепада давлений продолжает параболически нарастать. При соответствующем подборе проходных сечений указанных отверстий нетрудно обеспечить эффективную функциональную компенсацию падению расхода через конфузорное сопло. Рассвер- ливание отверстий можно производить в процессе проливочной доводки регул тора. Таким образом, суммарна  расходна  ха-

рактеристика регул тора выводитс  на некоторый посто нный уровень с весьма ограниченными показател ми статической неравномерности.

Кольцевой канал 16 при необходимости улучшени  качества переходных процессов в регул торе, может выполн ть функции демпфера колебаний плунжера 10, лимитиру  расход среды при наполнении и опорожнении тупиковой пружинной полости 14.

Перенастройка регул тора с одного уровн  стабилизации расхода на другой осуществл етс  поворотом шестерни механизма 19 осевого перемещени  втулки 4 от специального привода системы управлени . При этом втулка 4 через зубчатое зацепление перемещаетс  вдоль оси регул тора и своим заостренным торцем, выполн ющим роль затворного элемента, измен ет проходные сечени  боковых отверстий в кольцевой стенке стаканообраз- ной вставки 17. Вариации крутизны параболы компенсационного расхода через отверсти  18 не только измен ют уровень суммарной характеристики регул тора, но и сопровождаютс  соответствующим смешением расходной характеристики кольцевого конфузорного сопла. Втулка 4, осуществл юща  перенастройку регул тора, разгружена по входному давлению при равенстве диаметров ее направл ющих поверхностей. Реакци  же кольцевой струи, истекающей из конфузорного отверсти , компенсируетс  конусным отражателем, выполненным на внешней поверхности втулки 4 за срезом отверсти .

Предложенное техническое решение проблемы стабилизации и регулировани  массового расхода среды в состо нии обеспечить высокую точность и заданное качество регулировани  режимных показателей энергетических установок различного назначени , использующих жидкие, псевдо- ожиженные и газообразные компоненты топлива.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Регул тор массового расхода, содержащий корпус с входной и выходной полост ми , между которыми расположена втулка, первый торец которой заглушен, по- |юсть втулки соединена через второй открытый торец с входной полостью и через отверсти  в боковых стенках втулки с рабочей камерой, образованной втулкой и внутренней расточкой на плунжере, установленном на втулке и подпружиненном относительно корпуса, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности.регул тора , на плунжере, выполнен конфузор, образующий с сужающейс  внешней поверхностью втулки дросселирующую щель, через которую рабоча  камера соединена с выходной полостью, причем полость, образованна  корпусом и внешней поверхностью плунжера, в которой установлена пружина, сообщена кольцевым каналом с выходной полостью.
2. 2. Регул тор по п. 1,о т л и ч а ю щ и и - с   тем, что, с целью расширени  области применени  регул тора, первый горец втулки .расположен в стаканооб- разной вставке, закреплённой в выходной полости и снабженной боковыми

   А

   отверсти ми, образующими с первым заостренным изнутри торцем втулки дроссель , через который полость втулки соединена с выходной полостью, причем втулка снабжена механизмом осевого перемещени .

   Выход