SU924436A1 - Вихревой элемент - Google Patents

Description

(5) ВИХРЕВОЙ ЭЛЕМЕНТ

Изобретение относитс  к автомати ческому управлению и может быть применено в системах пневмо- и гидроавтоматики . Известны вихревые клапаны, имеющие два радиальных канала питани , два тангенциальных канала управлени  центральный канал выхода и вихревую камеру 11. В силу релейности характеристики такие вихревые клапаны не могут быть использованы в качестве регулирующего органа дл  бесступенчатого регулировани  расхода. Наиболее близким к предлагаемому ,  вл етс  вихревой элемент 2,содержащи вихревую камеру,центральный канал выхода , два тангенциальных канала управлени  и два радиальных канала питани , у которых стенки, расположенные напротив каналов управлени , выполнены дугообразными и сопр жены со стенками вихревой камеры 2. К его недостаткам следует отнести недостаточную линейность характеристики и большую зону нечувствительности . Цель изобретени  - уменьшение зоны нечувствительности по управл ющему расходу и повышение линейности статической характеристики вихревого элемента. Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном вихревом элементе, содержащем вихревую камеру, центральный канал выхода, два тангенциальных канала управлени  и два радиальных канала питани , у которых стенки, расположенные напротив каналов управлени , . выполнены дугообразными и сопр жены со стенками вихревой камеры , оси каналов питани  смещены относительно диаметральной оси вихревой камеры в сторону каналов управлени  на величину 0,.S радиуса канала выхода. Величина радиуса дуги каждого канала питани  составл ет 2-3 радиуса канала выхода, а обща  площадь проходных сечений каналов питани  составл ет 2, от площади канала выхода. Смещение осей каналов питани  относительно оси вихревой камеры приводит к по влению в центральной части вихревой камеры вихр , противоположно направленного внешнему вихревому движению рабочего тела, вызванного  влением прилипани  потока к стенке канала питани . При подаче рабочего тела в каналы управлени  интенсивность внешнего вихревого течени  начинает возрастать и, как следствие, возрастает сопротивление вихревой камеры, следовательно, начинает уменьшатьс  расход на выходе вихревого элемента. Интенсивность иентоального вихо  также уменьшаетс  и при определенном расходе управлени  движение в вихревой камере становитс  однонаправленным. На фиг,1 изображен вихревой элемент, общий вид; на фиг,2 - статические характеристики прототипа и предлагаемого вихревого элемента в относительных координатах S dn расход на выходе вихревого элемента; расход в канале- питани  вихревого элемента при ну левом расходе в канале уп равлени  вихревого элемен та; Qxj - расход в канале управлени вихревого клапана. Перепад давлений между каналами питани  и выхода поддерживаетс  посто нным Вихревой элемент состоит из верх ней платы ,1, к которой присоединены магистрали 2 и 3 подвода питани  ви ревого элемента и магистрали и 5 подвода управлени  вихревым элемент основной платы 6, в которой вырезан профиль проточной части вихревого элемента, и нижней платы 7, в которой выполнен центральный канал выхода в виде центрального отверсти  Вихревой элемент состоит из двух радиальных каналов 10 питани  2,7-3,2,дву общей площадью тангенциальных каналов управлени  1 и 12 общей площадью Р) р 0,27-0 и вихревой камеры 1J радиусом R З.Э-, где РГ, - обща  площадь проходного сечени  каналов питани ; Fj - площадь проходного сечени  канала выхода; - обща  площадь проходного сечени  каналов управлени ; R к. - радиус вихревой камеры; радиус канала выхода, Высота основной платы 6 и,следовательно, вихревого элемента Ь 1,9-2,1, Ось канала 9 питани  смещена в сторону канала 11 управлени  относительно диаметральной оси вихревой камеры 13 на величину . « 0,350 ,, а ось канала 10 питани  смещена на такую же величину относительно диаметральной оси вихревой камеры 13 в сторону канала 12 управлени ,. С противоположных сторон от прилегающих каналов управлени  боковые стенки каналов питани  сопр жены с боковыми стенками вихревой камеры 13, радиусом подаче рабочего тела из магистралей питани  2 и 3 вихревого элемента в каналы 9 и 10 питани  внутри вихревой камеры 13 устанавливаетс  сложное вихревое течение , характеризующеес  периферийным вихревым движением, которое обусловлено эффектом прилипани  струи к скругленной стенке канала питани  и противоположно направленным центральным вихрем, имеющим место из-, за смещени  осей каналов питани  относительно оси вихревой камеры. При отсутствии расхода через каналы 11 и управлени  вихревого элемента вихрева  камера 13 имеет минимальное сопротивление, обусловленное вихревым движением рабочего тела малой интенсивности. При подаче в каналы 11и 12 управлени  вихревого элемента рабочего тела внутри вихревой камеры происходит перераспределение потоков, т,е, интенсивность внутреннего вихр  падает и при определенной величине управл ющего расхода в вихревой камере 13 устанавливаетс  однонаправленное вихревое течение, интенсивность которого возрастает с увеличением расхода управлени . Сочетание .скруглени  боковых стенок каналов 9 и 10 питани  радиусом RCK. со смещением осей этих каналов на величину сГ относительно оси вихревой камеры 13 приводит к тому, что при подаче рабочего тела в каналы 11 и 12управлени  сопротивление вихревой камеры начинает возрастать практически сразу, без, заметной зоны нечувствительности . Как следствие, расход на выходе вихревого элемента начинае падать сразу с началом подачи расхода управлени  (фиг.2).

В результате смещени  осей радиальных каналов питани  в сторону прилегающих каналов управлени  на величинуd r р- 0,,, увеличени  радиусов дуг, сопр гающих боковые стенки каналов питани , противоположные прилегающим каналам управлени , с боковыми стенками вихревой камеры до величины Rc)c. уменьшени  общей площади проходных сечений каналов питани  до величины ,7-3,2 удаетс  существенно уменьшить зону нечувствительности по управл ющему расходу; регулировоч- , на  характер1остика вихревого э емента становитс  близкой к линейной во всем диапазоне управл ющих расходов.

Экономический эффект от внедрени  изобретени  заключаетс  в существенном повышении точности пневматических и гидравлических управл ющих устройств.

Claims (2)

1. Вихревой элемент, содержащий вихревую камеру, центральный канал

выхода, два тангенциальных канала управлени  и два радиальных канала питани , у которых стенки, расположенные напротив каналов управле- ни , выполнены дугообразными и сопр жены со стенками вихревой камеры отличающийс  тем, что, с целью повышени  линейности и уменьшени  зоны нечувствительности элемента, оси каналов питани  смещены относительно диаметральной оси вихревой камеры в сторону каналов управлени  на величину О, 35 О, радиуса канала выхода.

2. Элемент поп.1, отличающийс  тем, что, величина радиуса дуги каждого канала питани  составл ет 2-3 радиуса канала выхода , а обща  площадь проходных сечений канёлов питани  составл ет 2,,2 от площади канала выхода.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Элементы струйной автоматики. Под ред. И.В.Лебедева. М., Машиностроение , 1973, с.299.

2.Динамические свойства приводо и их элементов. Сб. научных трудов МАИ № А37. М., 1978, с. (прототип

77

Сраг.1