Регулятор расхода
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к гидротехническому строительству и используется для стабилизации заданных расходов воды. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования расхода. Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе расхода, содержащем водовыпускной трубопровод 1 с сужающим устройством и расходным отверстием 2, на котором размещен регулирующий орган, исполнительный механизм 10 с мембранным
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
1Я
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4675096/24 (22) 14.04.89 (46) 07,03.92. Бал. 1Ф 9 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт комплексной автоматизации мелиоративных систем (72) Г.В.Рогозин и M.Н.Таранов (53) 621,646 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1304000, кл. G 05 0 9/00, 1987.
Авторское свидетельство СССР
ЬЬ 737924, кл. 6 05 0 7/01, 1980.
„, Ы2„, 1718192 А1
2 (54) РЕГУЛЯТОР РАСХОДА (57) Изобретение относится к гидротехническому строительству и используется для стабилизации заданных расходов воды. Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона регулирования; расхода. Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе расхода, содержащем водовыпускной трубопровод 1 с сужающим устройством и расходным отверстием 2, на котором размещен регулирующий орган, исполнительный механизм 10 с мембранным
1718192
45 чувствительным элементом 11, узел 19 задания. Надмембранная полость 13 связана с атмосферой вертикальным патрубком 14 с оголовком на отметке максимального уров. ня, верхнего бьефа, в котором.размещен шток 15, связанный через двуплечее коромысло 17 с грузом 18узла 19 задания. Кроме
Изобретение относится к гидротехническому строительству и используется для стабилизации заданных расходов воды на водовыпусках оросительного канала.
Известно устройство для регулирова- 5 ния расхода воды в гидротехнических соо- ружениях оросительных систем, включающее секторный затвор.с гидравлической системой управления, имеющей мембрану и патрубок, установленный перед 10 затвором. включающий самоцентрирующийся поршень, взаимодействующий по. средством рычажной системы с мембраной гидравлической системы.:
К недостаткам устройства относятся эа- 15 сорение самоцентрирующегося поршня взвешенными растительными наносами, громоздкость конструкции и осзждение взвешенных частиц наносов внутри секторного затвора. снижающих точность стабили- 20 зации расхода и надежность работы устройства в мутных потоках рабочей среды.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобре- 25 тению является регулятор расхода, . содержащий трубопровод с установленным на нем сужающим устройством, корпус исполнительного механизма с подпружиненным мембранным чувствительным 30 элементом, разделяющим корпус на две полосы, причем надмембранная полость соединена с полостью трубопровода до сужзющего устройства, а подмембранная полость после сужзющего устройства, и ре- 35 гулирующий орган, установленный за сужающим устройством, выполненный в виде дискового затвора, Регулятор прямого действия рассчитан на одно конкретное положение стабилизации расхода. Чтобы изменить задание установки регулируемого расхода,. потребуется заменить пружину и соотношение эффективных площадей мембраны, т. е. провести разборку и сборку всего устройства, что и является его основным недостатком. при этом направляющий шток регулирующего органа, проходя в отверстии мембранной коробки, имеет.сальниковые уплотнения, ведущие к снижению того, регулирующий орган выполнен в виде гибкой армированной ленты 3 и имеется управляющая камера 4, сообщенная с водовыпускным трубопроводом 1 и снабженйая сливным каналом 7, на котором размещен клапан 8, связанный со штоком 9. 1,з. и. ф-лы, 1 ил. чувствительности. а значит и точности регулирования расхода.
Цель изобретения — расширение диапазона регулирования и повышение точности стабилизации расхода.
Поставленная цель достигается за счет того, что в регуляторе расхода воды. содержащем водовыпускную трубу с сужающим устройством и расходным отверстием, затвор, выполненный в виде управляющей камеры, которая образована стенками водовыпускной трубы и закрепленной в ней над расходным отверстием гибкой армированной ленты, сообщена с верхним бьефом через зазор, имеющий между гибкой армированной лентой и стенками водовыпускной трубы, причем управляющая камера имеет сливной. канал, на котором установлен клапан. и гидравлический канал сообщения с верхним бьефом, перед и за пределами сужающего устройства размещены датчики давления, связанные с под- и надмембранными полостями регулировочной камеры, Причем шток клапана жестко соединен с мембраной регулировочной камеры и рычагом; на другом конце которого установлен подвижный груз, а надмембранная полость связана с атмосферой посредством вертикального патрубка с оголовком на отметке максимального уровня верхнего бьефа, в котором расположен с возможно- " стью вертикального перемещения шток.
Такое выполнение позволяет расширить диапазон стабилизируемых расходов .поливной воды за счет того, что регулирование затвором в виде гибкой ленты осуществляется по разности давлений в сечениях сужающего устройства. действующих на управляющую мембрану в широком диапазоне. В вертикальном патрубке надмембранной полости формируется свободная поверхность пьезометрического напора, соответствующая напору.перед сужающим 1 устройствам, отсутствуют утечки воды, шток перемещается без трения. что ведет к пойышению чувствительности и точности регулирования.
- На чертеже представлена схема регулятора расхода.
1718192
Регулятор расхода содержит водовыпу- 12 и 13 корпуса О, р
10, В ве тикальном патруб-: скной трубопровод 1 с расходным отверсти- ке 14 формируется уровень пьеэометриче.ского напора, соответствующий уровню
Регулятор содержит также регулирую- перед сужающим устройством 6. мемб анный чувствительный элещий ий орган, включающий гибкую армирован- 5 На ме ра н ю ленту 3, закрепленную над.расходным мент 11 сверху д у х ейств ет сила гидростатинуюл н отверстием 2, имеющую с боковыми стенка- ческого д авления Р1, а снизу сила Р, B ми водовы пускного трубопровода 1 зазоры, статическом состоянии, когда нет движения ю юкамеру4,образованнуюбо- основногопотока,т.е. р лентаЗэак ыта,силы и управляющую к е собой авны, т. е. P> - Pz; В ковыми .стенками водовыпускного трубоп- 10 Р1 и Ра между р гидравлическим динамическом состоянии основного потока каналом 5 с водовыпускным трубопроводом за сужающим устройством 6 о разуется раерстием 6 установлен- режение, и сила Рз становится меньше силы;, ным на водовыпускном трубопроводе 1, Ка- V>. Уравнение равновесия действующ х ме ен в нижней части 15 кинематической схемы двухплечевого рычаментом 11 и г зом 18 относительводовыпускного трубопровода 1. Управляю- га 17 с элементом и гру щая камера 4 имеет сливной канал 7 в ниж- но оси вращения имеет вид: () ний бьеф, перекрываемый клапаном 8; 6 1 (), 1 жестк о связанным с штоком 9. где G — масса груза 18;
Рег лятор расхода содержит корпус ис- 20 I> — плечо приложе ру ния г за 18 относиполнительного механизма 10 с мембранным тельно оси вращения рычага 17; чувствительным элементом, р
11 азделяю; 1- плечо приложения силы Р1 и Р2 отнооси в а ения ычага 17. щим корпус на подмембранную 12 и над- сительно оси вращения рычага мемб анную 13 полости. Надмембранная Если транспортируемый регулятором мем ранную
13 полость соединена с полостью водовыпу- 25 расход оказалс лся выше заданной величины, скного тру опровода - до у б -1 о с жающего уст- например-, в результате повышения напора
6 подмембранная 12 полость — с со стороны верхнего бьефа, то разряжение ройства, а подме во овып скным трубопроводом 1 после су- внутри полости 12 камер у
ы 10 величивается, жающего устройства 6. Надмембранная 13 и урав е (} р н ние(1} и инимает вид неравенства: (2) полость связана с атмосферои посредством 30 = 1 (30 6 1 < (Р1 — PZ)l. ве тикального патрубка 14 с оголовком на В этом слу а д у ч е в хплечий рычаг 17 поверт отметке максимального уровня верхнего бьефа, ворачивается по по часовой стрелке и правым в вертикальном патрубке 14 расположен с воз- своим концом дав вит на шток 15 с клапаном можностью переме ремещения шток 15, в 8, перекрываясбросьоеотверстиеканала7. верхнеи части кот к торого установлен шарнир 35 Вода по каналу 5 стремится в упр у г соз ается авление на гибкую
16, с которым через опору двуплечего коро- камеру 4, где создается д
17 связан груз 18 узла задания 19. ленту 3, способствующее преодолению сил мысла связан г
Г з 18 установлен с возможностью пе- гидродинамического д в ремещения по градуированной расходной стороны р ф руз у ве хнего бьефа и перемещению реике и е 20 при вращении винтовой тяги 21 40 ленты 3 в сторону закрытия. "Живое" сечемикроэлектродвигателем и
22 или ручки 23, ние расходного отверстия 2 уменьшаетс, Перед и за сужающим устройством 6 разме- снижается величина транспортируемого щены датчики 24 давления, связанные с по- расхода.
Разность перепада давления перед суРегулятор расхода работает следую- 45.жающим устройством 6 Р1и за 2 р нимР и инимает первоначальное значение, и щим образом.
r 21 с помощью элементыкинематическойсхемыустэнавлик оэлект одвигателя22илиручки23, пе- ваются в положение, соответствующее ремещают груз 18 в требуемое положение, уравнению(), случ контролируя стрелкой по расходной рейке 50 транспортируемого расхода, например, при
20, Поток воды, двигаясь потрубе1, сужает- понижении напора со стороны верхнего ся на сужающем устройстве 6 и затем рас- . бьефа, перепад давлений между силами Р1 ши яется, отгибает армированную ленту 3 и и Рг уменьшается, уравнение (1) принимает через расходное отверстие 2 сбрасывается вид другого значения неравенства: в нижний бьеф отводящего канала. Одно- 55 = 1 () . в еменно вода по гидравлическому каналу Это вызывает перемещение рычага 17
5 поступает в сливной канал 7 и при откры- против часовой с р р времен том положении клапана 8 также сбрасывэ- 8 на большую величину, В результатеуправется в нижний бьеф. Одновременно вода от ляющая камера 4 опорожняется, в ней содатчиков 24 давления поступает в полости
1718192
2, Регулятор расхода, по.п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что регулирующий орган
@одержит гибкую армированную ленту, имеющую зазор с боковыми стенками водовыпускного трубопровода и закрепленную над расходным отверстием. и управляющую камеру, образованную боковыми стенками водовы пускного трубопровода, сообщенную гидравлически в нижней части с водовыпускным трубопроводом за сужающим устройством и имеющую сливной канал в нижний бьеф, перекрываемый клапаном, жестко связанным со штоком.
Составитель Г. Рогозин
Редактор И. Ванюшкина Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор T. Малец
Заказ 881 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 здается некоторое разрежение, уменьшающее внутренние силы давления на ленту 3, которая под действием силы гидродинамического давления со стороны верхнего бьефа перемещается, открывая расходное 5 отверстие 2 на большую величину. Расход, проходящий через регулятор, увеличивается, перепад сил давлений Р1 и Pz принимает заданное положение, и неравенство(3) принимает вид оавенства {1). 10
Для изменения уставки стабилизируемого расхода перемещают груз 18 в новое положение, вращая тягу ручкой 23 или микродвигателем 22. Действующие моменты сил кинематической схемы принимают но- 15 вые значения таким образом, что перепад сил давления Р1 и Р2 все время подстраивается через элементы регулятора к новому заданному расходу, и расход по водовыпуску стабилизируется. 20
В реальных условиях на водовыпусках пропускной способностью до 2,5 м Ic диаметр мембраны составит 35 см, что позволит применить груз массой 5 кг. При достаточной скорости его перемещения 25 можно применить микроэлектродвигатель
22, работающий от сети телемеханики напряжением 24 В, мощностью 1,5 Вт, что определяет применение регулятора расхода на энергонеобеспеченных объектах в ус- 30 ловиях дистанционного управления.
Формула изобретения
1. Регулятор расхода, содержащий водовыпускной трубопровод с установленным на нем сужающим устройством. корпус исполнительного механизма с гибким чувствительным элементом, разделяющим корпус на две полости, причем надмембранная полость соединена с полостью водовыпускного трубопровода до сужающего устройства, а подмембранная полость — после сужающего устройства, регулирующий орган, шток, укрепленный на мембране, и узел задания. воздействующий на шток, о т л и ч а юшийся тем, чтЬ, с целью повышения точности и расширения диапазона регулирования расхода. надмембранная полость связана с атмосферой посредством вертикального патрубка с оголовком на отметке максимального уровня верхнего бьефа, в котором расположен с воэможностью перемещения шток, в верхней части которого установлен шарнир. с которым через опору двуплечего коромысла связан груз задания.