переключатель потока

Формула изобретения

Переключатель потока, содержащий корпуса с заслонкой и присоединенные к корпусу входной и выходные патрубки, отличающийся тем, что заслонка закреплена в корпусе и расположена в нем с возможностью разделения его на две герметичные полости, одна из которых, рабочая, выполнена с круглым входным сечением, подобным сечению отверстия входного патрубка, и выходным сечением в виде сектора круга, равным сечению отверстия выходного патрубка, при этом корпус установлен с возможностью поворота вокруг своей продольной оси и относительно патрубков, а рабочая полость корпуса выполнена с постоянной площадью поперечного сечения на любом участке корпуса от входного и до выходного патрубков.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для переключения потока вещества и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где имеет место переключение потоков различных веществ.

Известен круглый поворотный клапан для регулирования расхода газов, включающий корпус, перекрывающую его сечение заслонку, установленную на валу (Справочник по пыле- и золоулавливанию. - М.: Энергоиздат, 1983, с. 239, рис. 7.2) - аналог.

Недостатком данного устройства является большое гидравлическое сопротивление вследствие наличия в сечении потока заслонки с валом, неприменимость для работы на налипающих пылях, необходимость наличия двух клапанов для переключения потока газа.

Известен перекидной клапан, включающий корпус, размещенную внутри корпуса заслонку, входной и выходной патрубки, жестко связанные с корпусом (Справочник молодого рабочего по изготовлению и монтажу вентиляционных систем. - М.: Высшая школа, 1989, с.83, рис. 4.2) - аналог.

Недостатком данного устройства является невозможность установки на налипающих пылях вследствие неизбежного выхода из строя, малая герметичность, большое гидравлическое сопротивление вследствие нерациональной формы корпуса.

Известен двухходовой переключатель потока, содержащий корпус с заслонкой и присоединенные к корпусу входной и выходной патрубки (а.с. СССР N 1355821 кл. F 16 K, 7/17, 1987 г.) - прототип.

Недостатком данного устройства является повышенное гидравлическое сопротивление вследствие отсутствия плавного перехода по площади поперечного сечения внутри устройства.

Задача изобретения заключается в снижении гидравлического сопротивления устройства путем организации рациональной формы рабочей полости корпуса, площадь сечения которой постоянна на любом участке корпуса от входного патрубка и до выходного, а также из-за отсутствия внутри рабочей полости мешающих движению потока перегородок: течение потока внутри рабочей полости всегда будет плавным; снижение габаритов за счет выполнения корпуса поворотным.

Технический результат достигается тем, что в переключателе потока, содержащем корпус с заслонкой и присоединенные к корпусу входной и выходные патрубки, заслонка закреплена в корпусе и расположена в нем с возможностью разделения его на две герметичные полости, одна из которых - рабочая - выполнена с круглым входным сечением, подобным сечению отверстия входного патрубка, и выходным сечением в виде сектора круга, равным сечению отверстия выходного патрубка, при этом корпус установлен с возможностью поворота вокруг своей продольной оси и относительно патрубков, а рабочая полость корпуса выполнена с постоянной площадью поперечного сечения на любом участке корпуса от входного и до выходного патрубков.

На фиг. 1 изображен переключатель потока в продольном разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

На фиг. 1 показан продольный разрез устройства; на фиг. 2 - поперечный, на уровне выходных патрубков.

Переключатель потока состоит из конусообразного корпуса 1, внутри которого закреплена заслонка-перегородка 2, к узкому концу которого подсоединен входной 3, а к широкому - выходные 4 патрубки с наличием уплотняющих сальников 5. Выходной конец рабочей полости корпуса 1 и примыкающие к нему входные отверстия выходных патрубков 4 могут быть снабжены уплотнением 6.

Устройство работает следующим образом.

Поток вещества, поступая в переключатель через входной патрубок 3, проходит по рабочей полости корпуса 1 и перегородкой-заслонкой 2 направляется в один из выходных патрубков 4. Для переключения потока на второй выходной патрубок 4 корпус 1 поворачивают на 180^o в сальниках 5, при этом перегородка 2 ориентирует поток во второй выходной патрубок 4. Вследствие равенства площадей поперечного сечения рабочей полости переключателя проходящий через него поток вещества не испытывает изменений скорости и, следовательно, оказывает минимальное гидравлическое сопротивление при проходе. Для использования переключателя в качестве делителя потоков корпус 1 поворачивается в сальниках 5 на любой промежуточный угол - от 0^o до 180^o (для одинакового 50% расхода через каждый патрубок 4 корпус 1 устанавливается под углом 90^o от своего первоначального положения) - в зависимости от необходимой пропорции распределения потоков между выходными патрубками 4, в результате чего поток вещества, входящий в патрубок 3, выходит через патрубки 4 пропорционально площади выходного сечения рабочей полости переключателя, перекрывающей соответствующие выходные патрубки 4.

Для сокращения габаритов (не превышающих сечения трубопровода, на котором устанавливается переключатель) корпус может быть выполнен цилиндрическим. В этом случае гидравлическое сопротивление устройства будет выше.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять переключение потока вещества с минимальным гидравлическим сопротивлением, обладает небольшими габаритами, простотой изготовления и обслуживания.

Снижению гидравлического сопротивления способствует выполнение входа в рабочую полость подобным входному патрубку, служащему для присоединения к трубопроводу, т.е. вход в рабочую полость выполнен безвихревым. Аналогичное соответствие на уровне выходного патрубка делает и выход рабочей полости столь же безвихревым: при равенстве (зеркальном тождестве) выходного сечения рабочей полости и выходного патрубка поток будет свободно проходить место их сопряжения, не встречая сопротивления, что тоже снижает энергетические затраты на перемещение потока внутри переключателя. Сокращение габаритов достигается выполнением корпуса поворотным.

Применение предлагаемого устройства возможно в качестве переключателя потока любого вещества: воздуха, воды (жидкостей и газов), а также сыпучего материала. При этом вследствие тождества выходных сечений рабочей полости корпуса и выходных патрубков, а также благодаря плавному течению потока внутри рабочей полости возможно организовать пропорциональное разделение потока по двум смежным выходным патрубкам - при несовмещении выходного сечения рабочей полости и патрубка, а лишь при их частичном перекрытии.