Пусковой регулятор расхода текучей среды

 

Использование изобретения: гидромашиностроение , энергетика, автоматическое регулирование. Сущность изобретения: пусковой регулятор расхода содержит турбину 10 с индукционной катушкой 12, установленной в области турбины. Ступица 13 турбины 10 закреплена на оси 5, в цепь катушки 12 включен резистор. Шток 8 установлен между дроссельной шайбой 7 и выходом 4 с фиксацией его углового положения относительно корпуса регулятора. Устройство снабжено подпружиненным шариком 19, за счет которого нормируется момент страгивания штока. В начале работы регулятора начинает вращаться турбина 10, при этом шток 8 начинает перемещаться по резьбе 9, отходя от дроссельной шайбы 7 и увеличивая ее проходное сечение и расход жидкости . При вращении турбины 10 в индукционной катушке 12 наводится ЭДС, которая наводит поле, оказывающее тормозящее воздействие на турбину. Регулируя величину электрического сопротивления контура катушки с помощью включенного в ее цепь резистора, можно изменять величину тормозного электромагнитного момента, а следовательно, и скорость нарастания расхода жидкости. 3 з. п. ф-лы, 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 05 0 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4951596/24 (22) 28,06,91 (46) 15.08.93. Бюл. ¹ 30 (71) Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им, Н.Э. Баумана (72) В.А, Девисилов и А.Л, Синцов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ l057928, кл. G 05 D 7/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 1241201, кл. G 05 D 7/06, 1984. (54) ПУСКОВОЙ РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ (57) Использование изобретения: гидромашиностроение, энергетика, автоматическое регулирование. Сущность изобретения; пусковой регулятор расхода содержит турбину

10 с индукционной катушкой 12, установленной в области турбины, Ступица 13 турбины 10 закреплена на оси 5, в цепь катушки

Изобретение относится к области автоматического регулирования, а более конкретно — к технике регулирования расхода текучей среды и может быть использовано в различных отраслях производства и техники, где в момент запуска агрегата, например энергетической установки, необходимо плавно увеличивать расход топлива по за- . данному закону.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей агрегата путем обеспечения автоматического плавного увеличения расхода в пусковом режиме.

На фиг, 1 представлен в разрезе общий вид пускового регулятора расхода; на фиг. 2 дана его элек1рическая схема; на фиг. 3—

„„5U„„1833845 А1

12 включен резистор. Шток 8 установлен между дроссельной шайбой 7 и выходом 4 с фиксацией его углового положения относительно корпуса регулятора. Устройство снабжено подпружиненным шариком 19, за счет которого нормируется момент страгивания штока, В начале работы регулятора начинает вращаться турбина 10, при этом шток 8 начинает перемещаться по резьбе 9, отходя от дроссельной шайбы 7 и увеличивая ее проходное сечение и расход жидкости, При вращении турбины 10 в индукционной катушке 12 наводится ЭДС, которая наводит поле, оказывающее тормозящее воздействие на турбину. Регулируя величину электрического сопротивления контура катушки с помощью включенного в ее цепь резистора, можно изменять величину тормозного электромагнитного момента. а следовательно, и скорость нарастания расхода жидкости, 3 з. и, ф-лы, 6 ил. разрез по А — А на фиг. 1: на фиг. 4 — в увеличенном масштабе изображена часть резьбового участка ступицы (вид участка! на фиг.

1); на фиг. 5 дана схема включения регулятора в систему подачи жидкости (топлива) в агрегат; на фиг. 6 показан общий вид регулятора в разрезе после запуска агрегата (после достижения максимального расхода).

Пусковой регулятор расхода содержит корпус 1, в котором выполнена полость 2 для движения топлива в направлении от входного канала 3 к выходному 4. В корпусе расположена ось 5, закрепленная в подшипниковых опорах 6, дроссельная шайба 7, профилированный шток 8, взаимодействующий посредством ходовой резьбы 9 с осью

1833845

5, и турбину 10 с лопатками 11 из магнитного материала и индукционной катушкой 12, установленной в области турбины 10, Ступица 13 турбины 10 закреплена на оси 5; В цепь индукционной катушки 12 включен резистор 14. Шток 8 установлен между дроссельной шайбой 7 и выходом 4 с фиксацией его углового положения относительно корпуса 1. Шток также выполнен с двумя опорными поверхностями 15, 16 и снабжен устройством, нормирующим момент его страгивания. Корпус 1 снабжен установленными в канале 2 двумя упорами 17. 18 опорных поверхностей 15. 16 штока 8. Углы наклона витков ходовой резьбы 9 и лопаток t1 турбины 10 к оси канала 2 расположены в одной четверти окружности, а площадь поперечного сечения штока 8 выполнена увеличивающейся от входа 3 к выходу 4.

Устройство, нормирующее момент страгивания штока 8 выполнено в виде установленного в штоке 8 подпружиненного шарика 19, взаимодействующего с выполненной в конце резьбового участка оси 5 лункой 20, Шток 8 снабжен радиальными планками 21, взаимодействующими по их периферии с выполненными в корпусе 1 продольными пазами 22, при этом опорные поверхности 15, 16 штока 8 расположены на торцах планок, а упоры 17, 18 корпуса 1 выполнены в виде зафиксированных в последнем колец (17, 18), Максимальное расстояние А между тооцами планок 21 и упором 18 корпуса 1, расположенными со стороны выхода 4 регулятора, при крайнем положении штока 8 превышает, длину L резьбового участка 9 оси 5. Угол а наклона лопаток 11 турбины 10 положителен и находится в пределах а „:/О, л/2/, т. е. в первой четверти окружности. Угол Р наклона витков резьбы 9 на ступице 13 и оси 5 также положителен и находится в пределах РC/0, л/2/, т. е. в первой четверти окружности.

Таким образом, углы а и/3 имеют один знак и находятся в одной четверти окружности.

Очевидно, что если а И/3 будут находиться в других квадратах (четвертях окружности), то при работе регулятора расхода турбина может вращаться в другую сторону. Важно, чтобы данные углы находились в одной четверти окружности, что обеспечивает направление движения штока в направлении течения потока от входа 3 к выходу 4, Шток

8 спрофилирован по закону, который определяется требуемым законом изменения расхода при пуске агрегата, Резьбы 23, 24 на корпусе 1 предназначены для соединения агрегата с трубопроводом. На фиг.

50 поз. 25 обозначен бак, из которого подается жидкость, поз, 26 — предохранительно-отсечной клапан, поз. 27 — пусковой регулятор расхода.

Регулятор расхода работает следующим образом.

При срабатывании клапана 26 жидкость, находящаяся под давлением газа в баке 25 поступает в регулятор расхода 27 и далее в камеру энергетической установки, В исходном положении шток 8 (фиг, 1) находится в "верхнем" положении (расход минимален), которое фиксируется взаимодействием опорных поверхностей 15 планок 21 с упором 17, При этом площадь проходного сечения дроссельного отверстия в шайбе 7 минимальна и гидравлическое сопротивление регулятора расхода максимально. При попадании жидкости на лопатки 11 турбины 10 она начинает вращаться. Учитывая направление резьбы 9 штока 8, угловое положение которого зафиксировано взаимодействием планок 21 с продольными пазами 22, шток начнет перемещаться в направлении движения потока, т. е, "вниз", Скорость перемещения штока 8 будет пропорциональна шагу резьбы 9 и скорости вращения турбины 10. При этом площадь проходного сечения дроссельного отверстия шайбы 7 будет увеличиваться, а гидравлическое сопротивление дросселя уменьшаться. При вращении турбины 10 с лопатками 11 из ферромагнитного материала в обмотке индукционной катушки

12 индуцируется ЭДС. В результате на турбину 10 воздействует тормозящий момент, зависящий от скорости вращения турбины и определяемый мощностью, расходуемой на выделение тепла в электрическом контуре, состоящем из обмотки и резистора 14 (см. фиг, 2) и мощностью расходуемой на вихревые токи, на перемагничивание ферромагнитных материалов и на преодоление трения в резьбе 9 и подшипниковых опорах 6.

Тепло, выделяемое в электрическом контуре, определяется зависимостью:

Q=E /г, где Š— ЭДС, индуцируемая в обмотке катушки 12, r — активное электрическое сопротивление контура, Таким образом, изменяя электрическое сопротивление резистора 14, можно изменять величину мощности, расходуемой на выделение тепла s электрическом контуре, а следовательно и величину тормозящего момента, скорости вращения турбины 10 и скорости перемещения штока 8, т. е. скорости изменения гидравлического сопротивления канала, что равносильно скорости нарастания расхода, 1833845

После того, как шток 8 (см. фиг. 6) переместится на расстояние, превышающее длину L резьбового участка. по которому шток взаимодействует с резьбовым участком 9 оси 5, взаимодействие по резьбе прекратится. Шток 8 свободно переместится по потоку до упора планок 21 в упор 18. Гидравлическое сопротивление регулятора станет минимальным, а расход максимальным, Турбина 10 будет свободно вращаться, цикл работы регулятора расхода окончен, Устройство, нормирующее момент страгивания, предназначено для задания определенного напора. при котором начинает работать регулятор. Момент страгивания, можно регулировать, изменяя параметры пружины и затягивая или отпуская винт, фиксирующий пружину, поджимающую шарик 19.

Использование данного технического решения позволит создать простые и надежные пусковые регуляторы расхода, которые могут найти широкое применение в системах запуска различных агрегатов, например энергетических установок.

Формула изобретения

1, Пусковой регулятор расхода текучей среды, содержащий корпус, в полости которого между входным и выходным каналами расположены ось, закрепленная в подшипниковых опорах, дроссельная шайба, профилированный шток, связанный посредством ходовой резьбы с осью, турбину с лопатками из магнитного материала, индукционную катушку, установленную в области турбины, ступица которой закреплена на оси, при этом цепь индукционной катушки замкнута через резистор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности регулятора, профилированный шток установлен между дроссельной шайбой и выходным каналом с фиксацией его углового положения, относи5 тельно корпуса, выполнен с двумя опорными поверхностями и снабжен устройством нормирования момента страгивания, при этом корпус снабжен установленными в его полости двумя упорами опорных поверхно10 стей профилированного штока, углы наклона витков ходовой резьбы и лопаток турбины к оси полости корпуса расположены в одной четверти окружности, а площадь поперечного сечения профилированного

15 штока выполнена увеличивающейся в сторону от входного канала к выходному, 2. Регулятор по и, 1, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что устройство нормирования момента страгивания выполнено в виде уста20 íîBëåнного в профилированном штоке подпружиненного шарика, расположенного в выполненной в конце резьбового участка оси лунке.

3. Регулятор по и. 1, о т л и ч а ю щи й25 с я тем, что профилированный шток снабжен радиальными планками, установленными по их периферии в выполненных в корпусе продольных пазах, при этом опорные поверхности расположены на торцах

30 радиальных планок, а упоры выполнены в виде закрепленных в корпусе колец.

4. Регулятор по п. 1, о т л и ч а ю щи йс я тем, что максимальное расстояние.меж35 ду торцами радиальных планок и упором, расположенным со стороны выходного канала, при крайнем положении профилированнего штока превышает длину резьбового участки оси, 40

1833845

td, I !

I !

Составитель В.Девисилов

Техред M.Ìîðlåíòàë Корректор.M.Màêcèìèшинец

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент"; r. Ужгород, ул,Гагарина. 101

Заказ 2685 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5