Центробежный регулятор скорости вала

 

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ РЕГУЛЯТОР СКОРОСТИ ВАЛА, содержащий задатчик и платформу, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулятора , в нем платформа выполненав АН фиг.1 виде двух расположенных соосно один в другом параболической формы стаканов , в полости между которыми установлены соединяющие стаканы радиальные перегородки, причем внутренний стакан выполнен закрытые и соединен с валом, а второй открыт с двух, концов, задатчик выпешнен в виде двух параболической формы стаканов , установленных с зазором над стаканами платформы и являющихся их продолжением, а в полости между стаканами, соединенной с источником жидкости, установлены) соединительные перегородки под углом к оси вращения вала.. (Л ни О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) g(5g G 05 D 13/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТБУ

4 (% щения вала. о

6 (21) 3527928/18-24 (22) 24. 12.82 (46) 23.07.84. Вюл. )) 27 (72) Л.А.Мазаев (53) 621.038.52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N 962878, кл. G 05 D 13/10, 1979

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3382187/18-24, кл. G 05 D 13/10 (прототип) (54)(57) ЦЕНТРОБЕЖН 1Й РЕГУЛЯТОР

СКОРОСТИ ВАЛА, содержащий задатчик и платформу, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулятора, в нем платформа выполнена в виде двух расположенных соосно один в другом параболической формы стаканов, в полости между которыми установлены соединяющие стаканы радиальные перегородки, причем внутренний стакан выполнен закрытым и соединен с валом, а второй открыт с двух концов, задатчик выполнен в виде двух параболической формы стаканов, установленных с зазором над стаканами платформы и являющИхся их продолжением, а в полости между стаканами, соединенной с источником жидкости, установленЫ соединительные перегородки под углом к оси вра1104476

Изобретение относится к центробежным регуляторам скорости и может быть использовано для автоматического регулирования скорости ведущего звена машин и приборов.

Известен центробежный регулятор, который с ос тоит из вала вращения, выполненного в виде трубки с прорезями, в которых с воэможностью перемещения расположены коромысла с инер- tp ционными массами, установленные в средней части на штифт и соединенные подвижно шатунами с двумя плавающими оппозитными валами, на одном из которых установлен балластный 15 груз (t ).

Недос татком данного регулятора является невозможность получения стабильного вращательного движения иэ-эа того, что изменение центробеж- 2п ной силы происходит по линейному закону, а изменение ньютоновской силы— по квадратичному закону.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является цент- 25 робежный регулятор скорости, содержащий вал вращения в виде трубки с прорезями, в которых с возможностью перемещения размещены коромысла с инерционными массами, причем коромыс-3р ла насажены в средней части на штифт и соединены шатунами с двумя плавающими в трубке дополнительными валами 52 7.

Недостатком известного регулятора З я вля е тся н е обх одим ость прим ен ен ия следящих систем — датчиков положения орбит, которые включают и выключают двигатель, что снижает качество стабилизации, 40

Целью изобретения является упрощение регулятора.

Поставленная цель достигается тем,. что в центробежном регуляторе скорос45 ти вала, содержащем эадатчик и платформу, платформа выполнена в виде двух расположенных .соосно один в другом параболической формы стаканов, в полости между которыми установлены соединяющие стаканы радиальные перегородки, причем внутренний стакан выполнен закрытым и соединен с валом, а второй открыт с двух концов, задатчик выполнен в виде двух параболической формы стаканов, установленных 55 с зазором над стаканами платформы и являющихся их продолжением, а в полости между стаканами, соединенной с источником жидкости установлены соединительные перегородки под углом к оси вращения вала.

На фиг. 1 представлен центробежньй регулятор скорости вала; на фнг. 2— сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 сечение В-В на фиг. 1.

Центробежный регулятор скорости вала содержит задатчик 1 и платформу

2, которая выполнена в виде двух расположенных соосно один в другом параболической формы стаканов 3 и 4, в полости 5 между которыми установ ены радиальные перегородки 6, причем внутренний стакан 3 выполнен закрытым и соединен с валом 7, а второй ста— кан 4 открыт с двух концов 8 и 9.

Задатчик 1 выполнен в виде двух параболической формы стаканов 10 и 1t установленных с зазором 12 над стаканами 3 и 4 платформы, а в полости

13 между стаканами 10 и 11, соединенной с источником жидкости (не показано), установлены соединительные перегородки 14 под углом к оси вращения вала 7, подшипник 15.

Центробежный регулятор работает следующим образом.

Рабочая жидкость вливается в задатчик 1 на уровне 01, Величина ДН определяет дебит задатчика, т.е. устойчивую работу регулятора при изменении уровня подаваемой жидкости от

0 до 0 . В начальный момент рабочая жидкость имеет только осевую скорость и полностью заполняет полость 13 между стаканами 10 и 11. Зазор 12 между задатчиком 1 и платформой 2 выполнен минимальным для исключения утечки рабочей жидкости.

Ток рабочей жидкости, действуя на радиальные перегородки 6, образует водоворот. Период обращения Т, водоворота на выходе задатчика равен периоду Т обращения водоворота в центробежном регуляторе. Соединительные перегородки 14 нужны для сообщения центробежному регулятору начального импульса в нужном направлении. В дальнейшем водоворот работает от действия кориолисовой силы, приложенной тангенциально к вращающимся частицам воды, которые давят нормально на радиальные перегородки 6. Под этим давлением платформа 2 начинает вращаться " валом 7 по стрелке 4 . Через некоторое время угловая скорость м достигнет заданэ 110447 ной. Алгоритм самостабилизации цент- робежного регулятора описывается авнением ур

1i 1F = -PC 5

ы = 4/р1где F центробежная сила; F — ньютонова сила; из — угловая скорость; р — плотность рабочей жидкости;

r — - текущее значение радиуса орби- 10 ты частицы жидкости; g — ускорение свободного падения; 1. — момент количества движения.

Стабилизация скорости заключается в следующем. Если момент количе- 15 ства движения L, запасенный на регуляторе, падает до какого-то значения L за счет совершенной работы, 2 то угловая скорость .ш снижается до значения м„, что моментально приводит к уменьшению центробежной силы F>,âñëåäñòâèå чего ньютонова сила, воздействуя на частицы рабочего тела, находящиеся в параболоиде, начинает их отпускать, тем самым 25 уменьшая их радиус орбит, что приводит к увеличению угловой скорости до заданной ы.

Таким образом, по мере убывания момента количества движения радиус щ орбит вращения частиц рабочего тела соответственно убывает.

Отдав свою энергию, частицы рабочего тела покидают центробежный регулятор через отверстие в основании.

Кроме регулирования заданного параметра угловой скорости м самостабилизация осуществляется за счет резонансных свойств параболоида, при этом в устройстве происходит обрат- 40 ная связь между эадатчиком и платформой.

При уменьшении угловой скорости

ы центробежная сила Ft. уменьшается, что приводит к убыстренному опусканию частиц рабочего тела под действием ньютоновской силы, это говорит о том, что осевая скорость 1 рабочего тела (скорость истечения жидкости) увеличиваeòñÿ, что по известным причинам увеличивает тангенциальную скорость V< на соединительных перегородках 14, т.е. увеличивается угловая скорость ю по заданной.

Если заданный параметр ы отклонится в сторону увеличения (за счет, уменьшения нагрузки), то произойдет аналогичный процесс только в обратном направлении по цепочке: увеличение момента количества движения приводит к увеличению угловой скорости, что приводит к увеличению центробежной силы, которая разводит частицы рабочего тела жидкости, увеличивая их орбиты, а увеличение радиуса приводит отклонившуюся угловую скорость к заданной.

Кроме того, увеличение радиуса орбит частиц рабочего тела в парабо. лоиде означает уменьшение осевой скорости истечения, что приводит на соединительных перегородках 14 к уменьшению тапгенциальной скорости

Ч, а это в свою очередь приводит отклонившуюся угловую, скорость к заданной.

Предлагаемый центробежный регулятор не только стабилизирует обороты машины, но и регулирует расход рабочего тела машины; на холостом ходу машины расход рабочего тела . минимален, а на максимальной нагрузке соответственно максимален.

Предлагаемый центробежный регулятор прост по конструкции, в нем нет трущихся механических частей и нет внешних систем регулирования, при этом точность стабилизирования оборотов вала достаточно высока.

1104476

Заказ 5210/34 Тираж 842

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Гондаксазова

Редактор Л. Гратилло Техред М.Кузьма Корректор М,демчик