SU1450759A3 - Способ стабилизации истечени сжимаемой жидкости или газа,клапан дл стабилизации истечени сжимаемой жидкости или газа - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к армату- ростроению, в частности к способам и устройствам дл  стабилизации истечени  жчцких и газообразньк сред в различных системах. Целью изобретени   вл етс  повьшение эффективности процесса стабилизации. Это обеспечиваетс  направлением среды в виде по меньшей мере двух параллельных смежных потоков с различными режимами истечени  и последующим их смешиванием §

Description

. . I . . .

Изобретение относитс  к армату- ррстроенйю и может быть использовано дл  улучшени  нестабильного вытекани  жидких и газообразных сред в различньрс системах. .

Цель изобретени  - повышение эффективности процесса стабилизации за счет повьщтени  интенсивности смеши- вани  струй, уменьшение длины участ- ков их взаимодействи  и уменьшение шумов...

На фиг. 1 изображены полусфериче- ский запорно-регулирующий орган и. полуторическое седло, разрезы} на . фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1v на .фиг. 3 - вариант формы выемки в седле клапана, разрез на фиг. 4 - запорный орган и седло в положении контакта..

Запорно-регулирующий орган 1 клапана , обеспечивающего, стабилизацию истечени  сжимаемой жидкости или, газа при падении давлени , с внут- сверхзвуковым расширением, выполнен с полусферической частью 2, взаимодействующей с опорной полуто- рической частью 3 седла 4. Он установлен с возможностью осевого перемещени  и снабжен цилиндрическим или усеченно-коническим хвостовиком 5, сопр женным по кривой 6 с по- лус4)ерической частью 2.

Седло 4 выполнено в виде сход щегос -расход щегос  сопла с располо- женными на его внутренней периферии шестью продольными выемками 7, равномерно расположенными по окружности.

Глубина выемок - переменн а . Ее. максимальное , значение - на участке 8, расположенном ниже кольцевой зоны контакта полусферической части 2 запорного органа с полуторической частью 3 седла, затем она плавно З меньшаетс  до нул  в направлении расход щегос  сопла. Дйо выемки 7 параллельно оси 9 клапана, -.но оно может и расшир тьс  книзу. Т тенками каждой выемки с про тиволежащими стенками (поверхност ми) зацорно-регули- рующего органа образовано сход щеес -расход щеес  сопло 10 с зоной уменьшенного разрежени , форма которого измен етс  .в зависимости от положени  запорно-регулирующего органа , промежуточного между -положением закрыти , представленным на фиг. I штрих-пунктирной линией,, и положением частичного открыти , обозначенным на фиг.. 1 сплошной линией.

В варианте.вьтолнени , представленном на фиг. I и 2, осажда  выемка имеет форму прорези пр моугольного сечени , а несколько прорезей образуют последовательность пазов, выполненных по периферии седла 4 ниже линии 11 закрыти ;

В варианте-,, представленном на фиг. 3, дно выемки 7 образует тупой двугранный угол, ребро 12 которого перпендикул рно оси 9 клапана. Передн   грань 13 двугранного угла короче чем его задн   грань 14. На фиг. 4 видно, что задний край выемки 7 закруглен в точке 15, сразу же за линией 11 закрыти . На фиг. 1 волнистой линией 16 обозначена ударна  реком-- прессионна  волна пр мого сечени . Нижн   поверхность 17 хвостовика 5 запорно-регулирующего органа вьтолне- на с углублением 18 дл  улучшени  характеристик клапана. Ширина выемок равна периферийному рассто нию между двум  соседними выемками. В положении неполного открыти  клапана между расположенными друг напротив друга поверхност ми запорно-регулирующего органа и седла вне выемок седла образованы сверхзвуковые сопла, а на уровне выемок - дозвуковые.

Запорно-регулирующий орган 1 и седло А вьиолнены с соблюдением сле10

15

30

дующих соотношений размеров: й. 20

R

1,1-1,6, где 1 -радиус полусферической части .2, R - радиус критического сопла, образованного седлом клапана; 0,6-0,97, где 25

47 радиус цилиндрического хвостови Т ка5; , где h - высота хвосвика 5; г - 0,6R, где г - радиус сопр жение цилиндрического хвостовика 5 с полусферической частью 2.

При вьшолнении седла и выемок в нем должны быть соблюдены следующие

R

соотношени :--- 0,1-1, где R - к

радиус полуторической поверхности части 3 седла, R - радиус критическо- гого сечени  сопла, образован юго седлом :: / 3-4°, где (Ь - угол расождени  сопла седла; - (2 )к.

де Р - максимальна  глубина выемок , измеренна  от продольной оси кла- ана, К 0,7-1,3 - коэффициента

35

40

45

f 0,75-1,25,

где

R радиус сопр жени  поверхности выемки 7 вьш1е ее дна с полуторической поверхностью части 3 седла 4 п п - число выемок.

3,14 16Р Р - гс

где

.При работе клапана хвостовик 5 запорно-регулирующего органа 1 входит в расшир ющуюс  часть седла 4, преп тству  смыканию потоков, что улучшает стабильность. Нестабильные струи устран ютс  за счет по влени  дозву1450759

ковых струй в соплах, расположенных на уровне выемок седла. Дозвуковые струи вклиниваютс  между сверхзвуко- выми стру ми, происходит интенсивный процесс смешивани , струи стабилизируютс , при-этом уменьшаютс 

длина участков взаимодействи  струй и шумы. .

П°Д действием в зкости сама  быстротекуща  жидкость передает часть своего количества движени  самой медленнотекущей жидкости, в резуль- . тате чего возникает зона смешивани ,

улучшающа  эффективность протекани  среды через клапан.

Ф о р м у л а

изобретени 

30

20

25

35

40

45

50

5

Claims (13)

1. I. Способ стабилизации истечени  сжимаемой жидкости или газа с внутренним сверхзвуковым расширением , при падении давлени , включающий образование по меньшей мере двух потоков одной и той же жидкости или газа с различным распределением скоростей и смешивание этих потоков с уменьшением их кинетической энергии , отличающийс  тем, что, с целью пов ьшгени  эффективности процесса стабилизации, жидкость или газ направл ют в виде параллельных смежных потоков с разными режимами истечени .

   2.Способ по п. 1, отлич -а- ю щ и и с   тем, что один поток направл ют без изменени  в -сверхзвуковом режиме, а другой преобразуют
2. в измененный поток в дозвуковом режиме .

   3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и - чающийс  тем, что поток жидкости или газа под давлением раздел ют на множество смежных струй, измен ют скорость части струй и сме- шивают измененные и неизмененные струи в среде с более низким давлением , чем давление первоначального потока.
3. 4.Способ по пп. 1-3, отличающийс  тем, что поток жидкости или газа направл ют вдоль по меньшей мере одной стенки, которую отдел ют от неизменного потока по меньшей мере одним измененным потоком , параллельным стенке.
4. 5.Способ по пп. I-4, о т л и - чающийс  тем, что поток жидкости или газа направл ют между двум  профилированными стенками.
5. образующими последовательно расположенные сопла с различными характеристиками истечени  и имеющими противолежащие поверхности, параллельные или расход щиес  по ходу потока,

   6.Клапан дл  стабилизации истечени  сжимаемой жидкости или газа при падении давлени  с внутренним сверхзвуковым расширением, содержащий установленный с возможностью осевого перемещени  запорно-регули- рующий орган с полусферической гладкой частью, взаимодействующей при закрытии клапана с опорной прлутори- ческой;Частью седла, имеющего форму сход щегос -расход щегос  сопла, причем запорно-регулирующий орган выполнен с осевым цилиндрическим или усеченно-коническим хвостовиком, сопр женным по кривой с полусферической частью, отл-ичающийс   тем, что, с целью повышени  эффективности процесса стабилизации, седло вьтолнено с расположенными на его внутренней периферии продольными выемками переменной глубины, плавно уменьшающейс  от участка максимальной глубины, расположенного ниже кольцевой зоны контакта
6. полусферической части запорно-регу- лирующего органа с полуторической частью седла в закрытом положении, клапана, при этом между расположенными друг напротив друга поверхност ми запорно-регулирующего органа и седла, в положении неполного открыти  клапана, вне выемок седла об- разованы сверхзвуковые сопла, а на уровне выемок - дозвуковые.

   7.Клапан по п. 6 о тл ич а -. ю щ и и с   тем, что между наружной поверхностью запорно-регулирующего органа и противолежащей поверхностью каждой выемки седла образовано сход щеес -расход щеес  сопло с зоной ра.зрежени , сход ща с  часть которого расположена перед началом выемки, и расход ща с  - по меньшей мере на части ее длины.
7. 8.Клапан по пп. 6 и 7, о т л и- ч ающийс   тем, что поверхность дна выемки параллельна или выполнена под углом к продольной оси клапана.
8. 9.Клапан по пп. 6-8, отличающийс  тем, что кажда  выемка вьшолнена с пр моугольным поперечным сечением.
9. 5

   0

   10..Клапан по пп. 6-8, о т л и - чающийс  тем, что дно каждой выемки образовано гран ми тупого двугранного угла с ребром, перпендикул рным продольной оси клапана, причем его передн   грань лсороче его задней грани.
10. 11.Клапан по пп. 6-10, .о т л и - чающийс  тем, что все выемки вьтолнены одинаковой формы и равномерно распределены по периферии седла .
11. 12.Клапан по пп. 6-10, о т л и - чающийс  тем, что по меньшей мере часть выемок выполнена различной формы.
12. 13.Клапан по пп. 6-12, отличающийс  тем, что, с целью получени  однородного потока, выемки выполнены в четном количестве, причем рассто ние между выемками равно их ширине.
13. л ичающийс  тем, что-. 1,114 .Клапан по пп.6-13, о т

    г«.

    R

    1,6, где г - радиус полусферической части запорно-регулирующего органа , R - радиус.критического сечени  сопла , образованного седлом клапана ,

    у

    - 0,6-0,97, где tg - радиус цилиндрического хвостовика запорно- регулирующего органа, Ь 0-0,4,

    R

    где h - высота хвостовика вдоль продольной оси клапана; Гп, 0,6R, где Га радиус сопр жени  цилиндрического хвостовика с полусферической частью запорно-регулирующего органа.

    15.Клапан по пп. 6-14, о т л и5

    0

    ч а

    ю щ

    ,f

    и и с   тем, что

    J R

    0,1-1,

    где R - радиус полуторической поверхности седла, R - радиус критического сечени  сопла, образованного седлом клапала-, / |Ь 3-4, где р - угол расхождени  сопла седла,

    Л. С2 R R

    где Р - максимальна 

    глубина выемок, измеренна  от про- 55 дольной оси клапана, rg - радиус ци- лиццрического, хвостовика запорно-регулирующего органа} К - 0,7-1,3 R коэффициент; - 0,75-1,25, где R

    радиус сопр жени  поверхности выемки ностью седла п 1бР вьше ее дна с полуторической поверх- Р - г р

    число выемок. ,

    7 - -

    Ф(в.З,

    Редактор В. Бугренкова

    Фи,2.2

    f

    t X/

    //г4

    Составитель Т. Кол синска 

    Техред М.Ходанич Корректор В. Романенко