МАЛОШУМНЫЙ СИЛОВОЙ РЕГУЛИРУЕМЫЙ ДРОССЕЛЬ

Малошумный силовой регулируемый дроссель
Техническое решение относится к области дроссельных устройств и может быть использовано, например, в гидроприводе рулей корабля.
Из технической литературы известен регулируемый дроссель, содержащий дросселирующий элемент, на наружной поверхности которого расположен винтовой прямоугольный капиллярный канал (канавка) (см. Т.М.Башта «Машиностроительная гидравлика. Справочное пособие» М. Машиностроение, 1963, стр.351, рис.218а). Сопротивление в нем регулируется изменением длины капиллярного канала, путем ввинчивания или вывинчивания дросселирующего элемента, выполненного в виде пробки (гильзы). Такой дроссель имеет малую пропускную способность.
Аналогичный недостаток имеет регулируемый дроссель, описанный в книге Б.И.Абрамова «Элементы гидропривода» изд. «Техника», 1969, стр.149, который также содержит дросселирующий элемент, на наружной поверхности которого расположен винтовой капиллярный канал (канавка). Сопротивление в этом дросселе регулируется изменением длины капиллярного канала путем перемещения дросселирующего элемента, выполненного в виде пробки (гильзы).
Известны также регулируемые дроссели, которые имеют большую пропускную способность. К таким решениям относится силовой регулируемый дроссель (СРД) по патенту РФ №2349822 опубл. 29.10.2007 г., который является прототипом заявленного устройства. Этот регулируемый силовой дроссель содержит корпус, неподвижно установленную в корпус гильзу и два вращающихся дросселирующих элемента, помещенных внутрь гильзы и выполненных в виде двух вложенных один в другой соосно расположенных стаканов, на стаканах и гильзе вдоль оси расположены в одну линию две группы сквозных отверстий, объединенных изолированными друг от друга пазами, расположенными на внутреннем стакане на наружной поверхности, на наружном стакане на наружной и внутренней поверхностях, на гильзе на внутренней поверхности, из пазов на наружной поверхности стаканов перпендикулярно оси стаканов начинаются дросселирующие канавки, стаканы закрыты крышкой, внутренний стакан имеет глухой канал, соединяющий обе группы отверстий и одна из групп отверстий на гильзе подключена к входному каналу при подсоединении второй группы к выходному каналу.
Недостатком такого силового регулируемого дросселя является недостаточная пропускная способность каналов дросселя, выражающаяся в значительных потерях давления на местных сопротивлениях, образованных пазами и сквозными отверстиями. Указанные потери давления являются паразитными, не основными и, если регулируемый силовой дроссель применяется в малошумном гидроприводе рулей корабля, эти местные сопротивления вызовут ухудшение виброшумовых характеристик дросселя в целом, который по своим параметрам должен являться малошумным. Снизить потери на этих сопротивлениях, а значит улучшить виброшумовые характеристики дросселя, можно значительно увеличив размеры проходных сечений на пути подвода-отвода рабочей жидкости к активным малошумным гидравлическим сопротивлениям-дросселирующим канавкам. Однако это приводит к увеличению массогабаритных характеристик малошумного силового регулируемого дросселя.
Задачей настоящего технического решения является снижение шума и вибрации дросселя. Технический результат - увеличение пропускной способности дросселя без увеличения его массогабаритных характеристик.
Для решения поставленной задачи в малошумный силовой регулируемый дроссель, содержащий корпус, неподвижно установленную в корпус гильзу и два вращающихся дросселирующих элемента, помещенных внутрь гильзы и выполненных в виде двух вложенных один в другой соосно расположенных стаканов, на стаканах и гильзе расположены в одну линию первая и вторая группы сквозных отверстий, объединенных изолированными друг от друга пазами, расположенными на внутреннем стакане на наружной поверхности, на наружном стакане на наружной и внутренней поверхностях, на гильзе на внутренней поверхности, из пазов на наружной поверхности стаканов начинаются дросселирующие канавки, стаканы закрыты крышкой, внутренний стакан имеет глухой канал, соединяющий группы отверстий внутреннего стакана, дополнительно первым двум группам сквозных отверстий введены диаметрально противоположные третья и четвертая группы сквозных отверстий, объединенных изолированными друг от друга пазами, которые выполнены на внутреннем стакане на наружной поверхности, на наружном стакане на наружной и внутренней поверхности, на гильзе на внутренней поверхности, из пазов на наружной поверхности стаканов начинаются дросселирующие канавки, все диаметрально противоположные группы отверстий соединены глухим каналом внутреннего стакана, первая и третья группы сквозных отверстий формируют группы каналов, объединенных изолированными пазами, входного каскада, вторая и четвертая группы сквозных отверстий формируют группы каналов, объединенных изолированными пазами, выходного каскада. Отверстия в малошумном силовом регулируемом дросселе выполнены овальной формы.
Применение в конструкции пар диаметрально расположенных сквозных отверстий и соединяющих их пазов обеспечивает формирование параллельно-последовательно включенных групп сопротивлений, что позволяет снизить суммарное пассивное гидравлическое сопротивление в несколько раз без увеличения размеров отверстий, а следовательно, и дросселя в целом. Таким образом обеспечивается снижение шума и вибрации регулируемого дросселя.
Перечень фигур графических изображений:
Фиг.1 - продольный разрез малошумного СРД;
Фиг.2 - поперечный разрез малошумного СРД в положении «открыто» и «закрыто» на входе потока;
Фиг.3 - поперечный разрез малошумного СРД в положении «открыто» и «закрыто» на выходе потока;
Фиг.4 - развертка дросселирующих элементов малошумного СРД;
Фиг.5 - схема малошумного СРД.
Малошумный силовой регулируемый дроссель (см. фиг.1-5) содержит корпус 1, неподвижно установленную в корпус гильзу 2 и два вращающихся дросселирующих элемента, помещенных внутрь гильзы 2. Дросселирующие элементы выполнены в виде двух вложенных один в другой соосно расположенных стаканов 11 и 12. На стаканах и гильзе вдоль оси расположены в одну линию первая и вторая группы сквозных отверстий, объединенных изолированными друг от друга пазами, диаметрально расположены третья и четвертая группы сквозных отверстий, объединенных изолированными пазами. Первая и третья группа сквозных отверстий формируют группы 4, 7, 10 каналов, объединенных изолированными пазами 5, 6, 8, 9 входного каскада, вторая и четвертая группы сквозных отверстий формируют группы 14, 17, 20 каналов, объединенных изолированными пазами 15, 16, 18, 19 выходного каскада. Пазы расположены:
- на внутреннем стакане 11 на наружной поверхности;
- на наружном стакане 12 на наружной и внутренней поверхностях;
- на гильзе 2 на внутренней поверхности.
На наружной поверхности стаканов 11, 12 перпендикулярно оси расположены диаметрально напротив друг друга ряды параллельных дросселирующих канавок 21, 22, 23, 24.
Дросселирующие канавки начинаются из пазов 6 и 9 на наружной поверхности стаканов 11 и 12. Условно дросселирующие канавки см. фиг.4, 5 на наружном и внутреннем стакане образуют четыре дросселя Др1, Др2, Др5, Др6, а дросселирующие канавки на внутреннем и наружном стакане еще четыре дросселя Др3, Др4, Др7, Др8. Стаканы закрыты крышкой 3. Группа 10 входных и 20 выходных каналов соединены глухим каналом 13 внутреннего стакана 11. Входной и выходной каналы регулируемого силового дросселя расположены перпендикулярно его оси.
Малошумный силовой регулируемый дроссель работает следующим образом (см. фиг.1-5):
Рабочая жидкость через входной канал поступает в группу каналов 4 гильзы 2, далее поступает в пазы 5 на внутренней поверхности гильзы 2. Из пазов 5 на внутренней поверхности гильзы 2 рабочая жидкость распределяется по дросселирующим канавкам 21 на наружной поверхности стакана 12, проходит по дросселирующим канавкам 21, попадает в пазы 6 на наружной поверхности стакана 12 и через группу 7 каналов в пазах 6 стакана 12 поступает в пазы 8 на внутренней поверхности стакана 12. Из пазов 8 на внутренней поверхности стакана 12 рабочая жидкость распределяется по дросселирующим канавкам 22 на наружной поверхности стакана 11, проходит по дросселирующим канавкам 22, попадает в пазы 9 на наружной поверхности стакана 11 и через группу 10 каналов в пазах 9 стакана 11 попадает в заглушенный крышкой 3 канал 13 стакана 11. Затем процесс прохода жидкости через отверстия и пазы в стаканах и гильзе повторяется, только в обратном порядке. Из заглушенного крышкой 3 канала 13 стакана 11 рабочая жидкость через группу 20 каналов стакана 11 попадает в пазы 19 на наружной поверхности стакана 11, распределяется по дросселирующим канавкам 23 на наружной поверхности стакана 11, проходит по дросселирующим канавкам 23 стакана 11 и попадает в пазы 18 на внутренней поверхности стакана 12. Из пазов 18 на внутренней поверхности стакана 12 рабочая жидкость через группу 17 каналов в пазах 18 стакана 12 попадает в пазы 16 на наружной поверхности стакана 12, распределяется по дросселирующим канавкам 24 на наружной поверхности стакана 12, проходит по дросселирующим канавкам 24 стакана 12 и попадает в пазы 15 на внутренней поверхности гильзы 2. Из пазов 15 на внутренней поверхности гильзы 2 рабочая жидкость выходит через группу 14 каналов гильзы 2 и попадает в выходной канал.
При вращении стаканов относительно друг друга и относительно гильзы меняется длина дросселирующих канавок Др1…Др8. На фиг.2, 4 показаны элементы дросселя в закрытом положении. При этом проход рабочей жидкости через пазы перекрыт уплотнительными цилиндрическими участками стаканов, свободными от дросселирующих канавок.
Таким образом, при прохождении рабочей жидкости через параллельно-последовательно включенные местные сопротивления, образованные пазами и сквозными отверстиями входного и выходного контуров (см. фиг.1, 2, 4), происходит уменьшение их гидравлического сопротивления в несколько раз, что приводит к уменьшению шума и вибрации без увеличения габаритов СРД.