(54) СТАБИЛИЗАТОР РАСХОДА ЖИДКОСТИ(54) LIQUID FLOW STABILIZER
1one
Изобретение относитс к автоматй ке, в частности к устройствам стабилизации расхода жидкости.The invention relates to an automatic device, in particular, to devices for stabilizing a flow rate of a liquid.
Известно стабилизирующее устройство , в котором дл стабилизации расхода жидкости используют эффект кавитации . Устройство представл ет собой сопло Вентури с конусностью на входе 20-25° и с конусностью на выходе 10-12°. Площадь проходного отверсти этого сопла может измен тьс при осевом перемещении регулировочной иглы перемейного сечени . Э(|)фективность стабилизации расхода жидкости св зана с процессом кавитации, котора возникает в выходной расшир ющейс части сопла и заключаетс в том, что при посто нном давлении на входе расход жидкости сохран етс посто нным несмотр на изменени (в некоторых пределах) давлени на выходе сопла 1 1.A stabilizing device is known in which the effect of cavitation is used to stabilize the flow of a liquid. The device is a venturi nozzle with a taper at the inlet of 20-25 ° and with a taper at the outlet of 10-12 °. The area of the orifice of this nozzle may vary with axial movement of the cross-section adjustment needle. E (|) the efficiency of stabilization of fluid flow is associated with the process of cavitation, which occurs in the output of the expanding part of the nozzle and is that at a constant pressure on the inlet, the fluid flow remains constant despite the changes (within certain limits) of pressure on nozzle outlet 1 1.
Известен также стенд дл проверки расходомеров и счетчиков,снабженныйAlso known is a stand for testing flow meters and meters, equipped with
кавитационным пропорциональным делителем потока, выполненным в виде.набора кавитационных сопел. При работе установки поток жидкости с помощью делител раздел етс на две части, меньша часть направл етс в трубопоршневую установку, а больша - в емкость хранилища. Несмотр на различие нагрузок на выходах отверстий делител (кавитационных трубок) расходы жидкости через них сохран ютс одинаковыми С 2 .cavitation proportional flow divider, made in the form of a set of cavitation nozzles. When the installation is in operation, the fluid flow is divided into two parts using a splitter, a smaller part is directed to the piston installation, and a large part is directed to the storage tank. Despite the difference in loads at the outlets of the splitter (cavitation tubes), the flow rates of the fluid through them remain the same C 2.
Недостатком известных устройств вл етс интенсивное выделение в процессе кавитации растворенных в жидкости газов, которые образуют двухфазную смесь. Свойства этой смеси существенно отличаютс от свойств сплошной среды. В расходомерных устройствах вследствие этого снижаетс достоверность и точность измерени расхода и может быть нарушена работа различных гидравлических устройств. Кроме того, дл этих устройств характерна невысока точность поддержани расхода жидкости вследствие того, что отсутствуют какие-либо устройства , стабилизирующие давление на входе измерител расхода жидкости и гас щие пульсации расхода в испытательном трубопроводе. Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл проверки и градуировки рас- О ходомеров жидкости, содержащее камеру с соплом и расположенной в нем конической иглой, где испытуемый измеритель расхода расположен после кавитационного сопла . Однако и в этом устройстве имеет место интенсивное выделение в процессе кавитации растворенных в жидкости газов, которые образуют двухфа ную смесь и отрицательно вли ют на достоверность и точность результатов измерений. Цель изобретени - повышение точности стабилизатора расхода. Поставленна цель достигаетс тем что стабилизатор расхода жидкости, содержащий соединенную с входным каналом камеру, на выходе которой уста новлено кавитационное сопло, выполненное конфузорно-диффузорным, с рас положенной в нем конической иглой, св занной с механизмом настройки, дополнительно содержит регулирующий клапан, установленный на выходе кавитационного сопла и св занный с чувствительным элементом, одна из по лостей которого соединена с источником давлени газа, равного давлению насыщени газом жидкости, а друга - каналом с диффузорной частью кавитационного сопла. KfjoMe того, вход канала, соедин ющий диффузорную часть сопла с полостью чувствительного элемента, рас положен на рассто нии (1,2-1,5) d j от входной кромки кавитационного соп ла, где cix - поперечный размер диффузорной части кавитационного сопла в месте замыкани концевой части кавитаЦионной каверны. На чертеже дана схема стабилизатора расхода жидкости. Стабилизатор содержит камеру 1 с входным каналом 2, кавитационное соп ло 3, выполненное конфузорно-диффузорным , коническую иглу. с механизмом 5 настройки, выходную камеру 6, стабилизатор длины кавитационной ка90 16k верны, выполненный в виде регул тора пр мого действи , содержащего полость 7 входного регулируюьцего воздействи полость 8 опорного (задаваемого ) давлени , соединенную с источником давлени газа (не показан). Полости 7 и 8 разделены между собой чувствительным элементом - мембраной 9, с которой соединен шток 10 с регулирующим клапаном 11. Полость 7 через штуцер 12 и канал-трубку 13 оединена с внутренней выходной расшир ющейс частью сопла 3, при этом тверстие отбора давлени в штуцере 12 расположено на рассто нии (1,2-1,5) ( V от входной кромки сопа 3 Стабилизатор работает следующим образом. Жидкость под напором поступает через входной канал 2 в камеру 1, проходит через сопло 3 и после выходной камеры 6 выходит в рабочий трубопровод . Расход жидкости устанавливают путем изменени проходного сечени сопла 3 с помощью конической иглы k, перемеща ее механизм 5 настройки . При определении соотношени давлений на входе и выходе сопла 3 в его выходной асти поддерживаетс необходимый кавитационный режим течени . Длина кавитационной каверны зависит от давлени на выходе соПла, при этом в зоне каверны давление близко к давлению паров протекающей жидкости, а в зоне ее замыкани на стенке сопла 3 имеет место скачкообразное увеличение давлени . Однако вследствие нестационарности формы концевой части каверны существует небольша размыта зона замыкани , в пределах которой среднее давление измен етс плавно , а не скачкообразно. Если каверна замыкаетс за шт уцером 12 (по потоку ), то в полости 7 регул тора давление снижаетс относительно опорного давлени в полости 8, мембрана 9 прогиба сь, перемещает шток 10 с регулирующим клапаном 11, перекрыва выход сопла 3. По мере увеличени степени перекрыти длина каверны сокращаетс до тех пор, пока ее концева часть не достигнет отверсти отбора давлени в штуцере 12. В этом состо нии наступает равновесие системы . При уменьшении длины каверныA disadvantage of the known devices is the intensive release in the process of cavitation of gases dissolved in a liquid, which form a two-phase mixture. The properties of this mixture are substantially different from those of a continuous medium. As a result, in the flow metering devices, the reliability and accuracy of the flow measurement is reduced and the operation of various hydraulic devices may be impaired. In addition, these devices are characterized by a low accuracy of maintaining fluid flow due to the fact that there are no devices stabilizing the pressure at the inlet of the flow meter and damping flow pulsations in the test piping. The closest to the invention in its technical essence is a device for testing and calibrating a fluid flow meter, comprising a chamber with a nozzle and a conical needle located in it, where the flow meter under test is located after the cavitation nozzle. However, in this device, there is an intensive release of gases dissolved in a liquid during cavitation, which form a two-phase mixture and adversely affect the reliability and accuracy of measurement results. The purpose of the invention is to improve the accuracy of the flow stabilizer. The goal is achieved by the fact that a fluid flow stabilizer containing a chamber connected to the inlet channel, the outlet of which is equipped with a cavitation nozzle, made confused-diffuser, with a conical needle positioned in it, connected to the setting mechanism, further comprises a control valve mounted on outlet of the cavitation nozzle and associated with the sensitive element, one of the cavities of which is connected to a source of gas pressure equal to the saturation pressure of the gas with the liquid, and the other to the channel with diffuser part of the cavitation nozzle. KfjoMe, the channel inlet connecting the diffuser part of the nozzle with the cavity of the sensitive element is located at a distance of (1.2-1.5) dj from the input edge of the cavitation nozzle, where cix is the transverse size of the diffuser part of the cavitation nozzle at the place of closure the end part of the cavitation cavity. The drawing is a diagram of the stabilizer fluid flow. The stabilizer contains a chamber 1 with an inlet channel 2, a cavitation nozzle 3, made by a confuser-diffuser, a conical needle. With the setting mechanism 5, the output chamber 6, the cavitator KA 16 16k length stabilizer is correct, made in the form of a direct action regulator containing a cavity 7 of the inlet regulating action, and a reference pressure (adjustable) cavity 8 connected to a gas pressure source (not shown). The cavities 7 and 8 are separated by a sensing element - a membrane 9, to which the rod 10 is connected to the control valve 11. The cavity 7 through the nozzle 12 and the tube-tube 13 is connected to the internal outlet expansion part of the nozzle 3, while the pressure tapping hole is 12 is located at a distance of (1.2-1.5) (V from the inlet edge of the nozzle 3) The stabilizer operates as follows. Under pressure, the liquid flows through the inlet channel 2 into the chamber 1, passes through the nozzle 3, and after the outlet chamber 6 enters the working piping. by changing the pressure ratio at the inlet and outlet of the nozzle 3 in its output part, the necessary cavitation flow regime is maintained. The length of the cavitation cavity depends on the pressure at the exit of the sol, when that, in the cavity zone, the pressure is close to the vapor pressure of the flowing fluid, and in the zone of its closure on the wall of the nozzle 3, an abrupt increase in pressure takes place. However, due to the nonstationarity of the shape of the end part of the cavity, there is a small blurred closure zone, within which the average pressure varies smoothly, rather than abruptly. If the cavity closes behind the unit 12 (downstream), then in the regulator cavity 7 the pressure decreases relative to the reference pressure in cavity 8, the membrane 9 sags, displaces the rod 10 with the regulating valve 11, blocking the nozzle outlet 3. As the degree of overlap increases the length of the cavity is reduced until its end portion reaches the pressure tapping hole in choke 12. In this state, the equilibrium of the system occurs. When reducing the length of the cavity