Дроссель регулируемый
Использование: полезная модель относится к арматуростроению и может быть использована для регулирования потока рабочей среды в различных отраслях народного хозяйства, а также в качестве дросселя регулируемого для обеспечения необходимого расхода рабочей среды в фонтанных, нагнетательных скважинах и при использовании механизированного способа добычи нефти. Сущность полезной модели: в дросселе регулируемом, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, закрепленную в корпусе дроссельную втулку с выполненным в ней проходным отверстием для соосно расположенного подвижного дроссельного элемента, приводное устройство, регулирующее положение подвижного дроссельного элемента относительно дроссельной втулки, согласно полезной модели, дроссельный элемент выполнен секционным со ступенчатым изменением площади поперечного сечения в местах сочленения соседних секций, а наружная поверхность каждой секции на участке взаимодействия с отверстием дроссельной втулки формирует протяженный щелевой канал, длина которого кратно превышает зазор между внутренней поверхностью дроссельной втулки и наружной поверхностью секции дросселирующего элемента. Возможно исполнение дросселя, когда наружная поверхность секции подвижного дроссельного элемента выполнена цилиндрической. Возможно исполнение дросселя, когда наружная поверхность секции подвижного дроссельного элемента выполнена конической. Возможно исполнение дросселя, когда наружная поверхность секции подвижного дроссельного элемента выполнена в виде тела вращения с криволинейной формой образующей, в секущей плоскости, проходящей через ось вращения. Возможно исполнение дросселя, когда дроссельная втулка выполнена секционной со ступенчатым изменением площади поперечного сечения проходного отверстия в местах сочленения соседних секций. Возможно исполнение дросселя, когда внутренняя поверхность секции дроссельной втулки выполнена цилиндрической. Возможно исполнение дросселя, когда внутренняя поверхность секции дроссельной втулки выполнена конической. Возможно исполнение дросселя, когда внутренняя поверхность секции дроссельной втулки выполнена в виде тела вращения с криволинейной формой образующей, в секущей плоскости, проходящей через ось вращения. Устройство позволяет: повысить надежности дросселя, разработка более технологичной и более дешевой конструкции с возможностями более точного прогнозирования характеристик дросселя на всех стадиях жизни изделия от стадии проектирования деталей до восстановления дросселя в ходе ремонтных работ. Технический результат заключается в обеспечении одновременной регулировки, как поперечного сечения, так и длины дросселирующего канала. При этом с ростом перепада давления на дросселе увеличивается и длина дросселирующего канала, обеспечивающего соответствующее распределение гидравлических потерь давления от трения, внезапного сужения и внезапного расширения потока в элементах дросселя. 7 з.п. фор-лы, 10 илл.
Полезная модель относится к арматуростроению и может быть использована для регулирования потока рабочей среды в различных отраслях народного хозяйства, а также в качестве дросселя регулируемого для обеспечения необходимого расхода рабочей среды в фонтанных, нагнетательных скважинах и при использовании механизированного способа добычи нефти.
Известен дроссель регулируемый прямоточный, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями и валик привода. Валик привода соединен с пробкой, установленной между входным и выходным отверстиями в полости корпуса, выполненной с возможностью плавного открытия входного и выходного отверстий при перемещении пробки в полости корпуса с помощью валика привода, причем пробка имеет один участок такого же сечения, как и сечение полости корпуса, и, по меньшей мере, один участок меньшего сечения, которое выбирается с таким расчетом, чтобы в рабочем положении пробки участок меньшего сечения создавал в полости корпуса, по меньшей мере, одну зону повышенного гидравлического сопротивления (см. патент РФ 95053)
Недостатком известного устройства является относительно узкий диапазон регулирования расхода через дроссель, что связано с поперечным направлением потока относительно подвижного дроссельного элемента.
Известен дроссель регулируемый, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, закрепленную в корпусе дроссельную втулку с выполненным в ней проходным отверстием для соосно расположенного подвижного дроссельного элемента, приводное устройство, регулирующее положение подвижного дроссельного элемента относительно дроссельной втулки (см. патент РФ 2206014).
Недостатком известного устройства сложность в прогнозировании характеристик дросселя с учетом положения подвижного дроссельного элемента, относительная сложность конструкции и технологии производства. Кроме того, в конструкции в несколько ступеней реализован типовой процесс истечения через тонкостенную диафрагму, но в полной мере не использованы доступные возможности для повышения надежности дросселя, например, за счет увеличения длины дросселирующего канала.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является повышение надежности дросселя, разработка более технологичной и более дешевой конструкции с возможностями более точного прогнозирования характеристик дросселя на всех стадиях жизни изделия от стадии проектирования деталей до восстановления дросселя в ходе ремонтных работ.
Технический результат заключается в обеспечении одновременной регулировки, как поперечного сечения, так и длины дросселирующего канала. При этом с ростом перепада давления на дросселе увеличивается и длина дросселирующего канала, обеспечивающего соответствующее распределение гидравлических потерь давления от трения, внезапного сужения и внезапного расширения потока в элементах дросселя.
Поставленная задача достигается тем, что
дроссель регулируемый, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, закрепленную в корпусе дроссельную втулку с выполненным в ней проходным отверстием для соосно расположенного подвижного дроссельного элемента, приводное устройство, регулирующее положение подвижного дроссельного элемента относительно дроссельной втулки, согласно полезной модели, дроссельный элемент выполнен секционным со ступенчатым изменением площади поперечного сечения в местах сочленения соседних секций, а наружная поверхность каждой секции на участке взаимодействия с отверстием дроссельной втулки формирует протяженный щелевой канал, длина которого кратно превышает зазор между внутренней поверхностью дроссельной втулки и наружной поверхностью секции дросселирующего элемента.
Возможно исполнение дросселя, когда наружная поверхность секции подвижного дроссельного элемента выполнена цилиндрической.
Возможно исполнение дросселя, когда внутренняя поверхность секции дроссельной втулки выполнена цилиндрической.
Сущность полезной модели поясняется фигурами 1-4, на которых на фиг.1 изображен общий вид дросселя, на фиг.2-4 показаны варианты исполнения подвижного дроссельного элемента.
Дроссель регулируемый по фигуре 1 содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, закрепленную в корпусе дроссельную втулку 4 с выполненным в ней проходным отверстием 5 для соосно расположенного подвижного дроссельного элемента 6, приводное устройство 7, регулирующее положение подвижного дроссельного элемента 6 относительно дроссельной втулки 4. Дроссельный элемент 6 выполнен секционным, состоящим из секций 8, 9, со ступенчатым изменением площади поперечного сечения в местах сочленения соседних секций 8, 9. Наружная поверхность каждой секции 8, 9 на участке взаимодействия с отверстием 5 дроссельной втулки 4 формирует протяженный щелевой канал 10, длина которого кратно превышает зазор между внутренней поверхностью дроссельной втулки 4 и наружной поверхностью секции 8 дросселирующего элемента 6.
Дроссель регулируемый работает следующим образом.
Поток рабочей среды движется в направлении от входного патрубка 2 к выходному патрубку 3. Приводное устройство 7 обеспечивает заданное положение подвижного дроссельного элемента 6. Приводное устройство 7, в частности, может быть выполнено в виде винтовой передачи с ручным или с электрическим приводом.
Поскольку дроссельный элемент 6 выполнен секционным, состоящим из секций 8, 9, со ступенчатым изменением площади поперечного сечения в местах сочленения соседних секций 8, 9, в этих местах канал представляет собой местное гидравлическое сопротивление, в котором перепад давления обусловлен потерями энергии на вихреобразование при внезапном сужении и внезапном расширении потока. Наружная поверхность каждой секции 8, 9 на участке взаимодействия с отверстием 5 дроссельной втулки 4 формирует протяженный щелевой канал 10, длина которого кратно превышает зазор между внутренней поверхностью дроссельной втулки 4 и наружной поверхностью секции 8 дросселирующего элемента 6, в этих местах канал представляет собой гидравлическое сопротивление трения, в котором перепад давления обусловлен потерями энергии на трение по длине канала. С ростом перепада давления на дросселе (или при необходимости стабилизации или уменьшения расхода рабочей среды), дроссельный элемент 6 перемещают внутрь дроссельной втулки 4, при этом увеличивается и длина дросселирующего канала, обеспечивающего соответствующее увеличения коэффициента гидравлического сопротивления с ростом гидравлических потерь давления от трения, внезапного сужения и внезапного расширения потока в элементах дросселя. Увеличение длины дросселирующего канала, при прочих равных условиях, способствует повышению надежности работы дросселя, а скорость износа деталей уменьшается.
Возможно исполнение дросселя, когда наружная поверхность секции 8 подвижного дроссельного элемента 6 выполнена цилиндрической (фигура 2), такое исполнение, с простыми геометрическими формами, способствует снижению себестоимости производства при использовании износостойких материалов и покрытий.
Возможно исполнение дросселя, когда наружная поверхность секции 8 подвижного дроссельного элемента 6 выполнена конической (фигуры 3 и 4), такая технологическая конусность, например, характерна для технологии производства деталей из порошковых износостойких материалов.
Конструкция заявляемого дросселя регулируемого обеспечивает одновременную регулировку, как поперечного сечения, так и длины дросселирующего канала. При этом, с ростом перепада давления на дросселе, увеличивается и длина дросселирующего канала, обеспечивающего соответствующее распределение гидравлических потерь давления от трения, внезапного сужения и внезапного расширения потока в элементах дросселя. Использование простых геометрических форм при профилировании деталей дросселя позволяет создавать конструкции более технологичные и с меньшей себестоимостью. При этом открываются широкие возможности для достаточно точного прогнозирования характеристик дросселя на всех стадиях жизни изделия, от стадии проектирования деталей до восстановления дросселя в ходе ремонтных работ, поскольку законы течений в кольцевых каналах изучены достаточно хорошо.
1. Дроссель регулируемый, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, закрепленную в корпусе дроссельную втулку с выполненным в ней проходным отверстием для соосно расположенного подвижного дроссельного элемента, приводное устройство, регулирующее положение подвижного дроссельного элемента относительно дроссельной втулки, отличающийся тем, что дроссельный элемент выполнен секционным со ступенчатым изменением площади поперечного сечения в местах сочленения соседних секций, а наружная поверхность каждой секции на участке взаимодействия с отверстием дроссельной втулки формирует протяженный щелевой канал, длина которого кратно превышает зазор между внутренней поверхностью дроссельной втулки и наружной поверхностью секции дросселирующего элемента.
2. Дроссель регулируемый по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность секции подвижного дроссельного элемента выполнена цилиндрической.
3. Дроссель регулируемый по п.1, отличающийся тем, что внутренняя поверхность секции дроссельной втулки выполнена цилиндрической.
