Дроссель

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (u) 802683

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву—

<я)м. к .з (22) Заявлено 200379 (21) 2738874/25-06

F 16 К 29/00//

F 9/02 с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 0702,81. Бюллетень 9 5

Дата опубликования описания 070281 (53) УДК621. 646 (088.8) Знамени высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана (54) ДРОССЕЛЬ

Изобретение относится к области арматуростроения для холодильной техники, а более конкретно к устройствам для дросселирования холодильных систем, работающих на эффекте

Джоул я-Томс она .

Известны дроссели холодильных установок, выполненные в виде калиброванного отверстия малого диамет.ра, перед которым установлен нористый фильтр тонкой очистки (1).

Недостатком этих дросселей является неизменность их проходного сечения в зависимости от параметров дросселируемого газа и состояния самого дросселя.

Эти недостатки устранены в известном дросселе, содержащем корпус с входным каналом и расточкой и подпру- 2О жиненный плунжер с винтовой канавкой, частью своей длины размещенный в расточке корпуса(2). Дроссель изменяет величину своего гидросопротивления в зависимости от давления газа во входном канале.

Недостатком известного дросселя является большая его чувствительность к забивкам, что снижает надежность, его работы. 30

Цель данного изобретений — устранение указанного недостатка, т. е. повышение надежности работы дросселя.

Цель достигается тем, что между пружиной и плунжером дополнительно размещен подпятник из твердого материала, а сопрягаемый с ним конец плунжера выполнен в виде иглы, при этом часть плунжера, расположенная в расточке, обращена к входному каналу. Подпятник может быть выполнен из сапфира.

На чертеже изображен продольный разрез дросселя. Пунктирными стрелками показано движение дрссселируемого потока газа, сплошными стрелками— направление перемещения плунжера.

Дроссель содержит корпус 1 с входным каналом 2 и расточкой 3, под тружиненный с помощью пружины 4,и плунжер 5 с винтовой канавкой 6, частью своей длины размещенный в расточке 3 корпуса 1.

Между пружиной 4 и ппунжером 5 размещен подпятник 7 из твердого материала, например сапфира,, а сопрягаеьый с ним конец пйунжера 5 выполнен в виде иглы 8. Часть плунжера 5, расположенная в расточке 3, обращена к входному каналу 2. Между плунжера802683 ми 5 и дном расточки 3 образована полость 9, а между плунжером 5 и боковой поверхностью расточки 3 образован зазор 10.

Пружина 4 опирается своим концом на регулировочный винт 11.

Сжатый газ, поступающий из входного канала 2 с начальным давлением Рн, наполняет полость 9 и давит на плунжер 5. Зазор 10 между плунжером 5 и корпусом 1, а также канавка б на поверхности плунжера 5 представляют некоторое гидравлическое сопротивление, зависящее от характеристик материала пары плунжер — корпус, но,главным образом, от глубины погружения плунжера 5 в расточку 3. Протекая >5 через зазор 10 и канавку 6, газ дросселируется и истекает в окружающую среду с конечным давлением р .

Для каждого данного момента времени величина давления (Р,> ) в по- 20 лости 9 есть функция количества газа, протекающего в полость по каналу и истекающего из него по зазору 10 и канавке 6.

В работе устройства можно выделить следующие режимы работы.

Установившийся режим. Газ по каналу 2 поступает с постоянным расходом при давлении Рн в полость 9 с давлением Р„, откуда он дросселируется до конечного давления Р>

Неустановившийся режим. Возмущающим фактором, вызывающим отклонение от .установившегося режима, может оказаться вымерзшая примесь, любая твердая частица, попавшая в зазор 10 35 или канавку 6. При этом проходное сечение кольцевого зазора 10 уменьшается, следовательно уменьшается и расход. Давление P в полости 9 воз-п растает. Возникает дополнительное gp усилие, выталкивающее плунжер 5 из расточки 3. Как только это усилие достигнет з начения, достаточного для того, чтобы стронуть плунжер 5 с места, начнется переходный процесс.

Пружина 4 сжимается, плунжер 5 выдвигается из расточки 3. Длина канавки 6 и зазор 10 при этом уменьшаются, гидросопротивление также уменьшается, и расход истекающего в окружающую среду газа увеличивается, а это приводит к понижению давления в полости 9 и восстановлению первоначальной его величины. Однако, вследствие инерционности системы (масса плунжера и другие характеристики опреде- 55 ляются расчетом), плунжер 5 пройдет ,то положение, при котором давление в полости 9 равно Рп . Вследствие этого расход газа через зазор 10 и канавку 6 дополнительно увеличится, о что вызовет падение давления в полости 9 ниже, чем Р,> (расход газа через канал 2 всегда постоянен), т.е. имеет место перерегулирование.

При обратном ходе имеет место обратная картина: за счет инерционности плунжера 5 и всей системы давление в полости 9 возрастает до величины, большей,чем P„,т.е.имеет место сжатие, которое затем сменяется расширением (по отношению к P ). Плунжер находит=я в режиме автоколебаний и механически очищает с поверхности выпадающие примеси.

Благодаря винтовой канавке 6 на выходе потока из дросселя возникает тангенциальная составляющая реакции струи, которая обеспечивает вращение плунжера 5. Момент вращения равен произведению этой тангенциальной составляющей на диаметр плунжера. Очищенные с поверхности твердые частицы попадают в канавку б и по ней перемещаются к выходу из дросселя. Таким образом, плунжер одновременно выполняет роль шнека с приводом от газового потока.

Использование данного дросселя позволяет отказаться от применения фильтров тонкой очистки, понизить требования к очистке применяемых в дроссельных системах газов, а также увеличить надежность и ресурс работы до величины, задаваемой техническими условиями на системы охлаждения,работающие на эффекте Джоуля-Томсона.

Формула изобретения

i . .ДросСель, содержащий корпус с входным каналом и расточкой и подпружиненный плунжер с винтовой канавкой, частью своей длины размещенный в расточке корпуса„ о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности работы, между пружиной и плун>кером дополнительно размещен подпятник из твердого материала, а сопрягаемый с ним конец плунжера выполнен в виде иглы, при этом часть плунжера, расположенная в расточке, обращена к входному каналу.

2. Дроссель по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что подпятник выполнен из сапфира.

Источники информации принятые во внимание при эксйертизе

1. Платонова С.Н.:и др. Дроссельные устройства и фильтры микротеплообменников. Труды ВНИИкриогенмаша вып. 13, 1971, с. 61.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 510614, кл. Г 16 К 47/Об, 1974.

802683

Составитель Ю. Килими них

Редактор Т. Глазова Техред A.Ñàâêà Корректор М.Коста

Заказ 10583/48 Тираж 1017 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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