Регулирующее устройство

Регулирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

36844l

Goes Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

|, (Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 15ХИ.1970 (№ 1478102/26-8) М. Кл. Г 16k 17/18 с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 26.1.1973. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 6.IV.1973

Комитет по делам изабретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.646(088,8) Автор изобретения

Г. Я. Загальский

Заявитель

РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к средствам автоматизации технологических процессов.

Известно регулирующее устройство с исполнительным механизмом и заключенными в корпусе дроссельной втулкой и клапаном.

Цель изобретения — обеопечить ком пактность и энергетическую экономичность процесса регулирования.

Это достигается тем, что корпус выполнен с соосными цилиндрами, полость между которы мии разделена коа кои ально р азмещен н ым исполнительным механизмом в виде эластичного цилиндра (или тора), охватываемого цили ндрической косоугольно плетеной сеткой, один конец которой прикреплен к корпусу, а другой — к дроссельной втулке, подвижно установленной в полости внутреннего цилиндра. Для обеспечения регулировки рабочего усилия эластичный цилиндр охвачен кольцом, установленным с возможностью осевого перемещения.

На фиг. 1 схематически изображено описы ваемое регулирующее устройство; на фиг.2— то же, в модификациями регулятора температуры прямого действия; на фиг. 3 —.регулятор давления прямого действия; на фиг. 4 — регулятор расхода прямого действия; на фиг. 5— ,регулирующий орган с пневматическим (гидравлическим) исполнительным механизмом; на фиг. 6 — регулирующий орган с электротермодинамическим исполнительным механизмом.

Регулирующий орган, состоящий из клапана 1 и дроссельной втулки 2, а также исполнительный механизм, включающий в себя ограничивающий рабочую полость 8 эластич:ный цилиндр 4 (или тор), и цилиндрический сопрягающий элемент 5, представляющий собой косоугольно плетеную сетку, заключены

10 в оощий корпус б. Последний выполнен, например, в виде цилиндрического стакана с двойными стенками и установлен соосно в разрьгве трубопровода.

Наружная кольцевая полость 7 корпуса, 15 окружающая, рабочую полость исполнительного механизма, герметично отделена от заполняемой .потоком среды внутренней цилиндрической полости корпуса, полыми сильфонами 8 малой .продольной жесткости.

20 Кольцевая полость либо сообщена с атмосферой, либо (для объектов, в которых утечка среды абсолютно недопустима) герметизирована с обеспечением газонепроницаемости, и среда откачана до величины вакуума, обеспс25 чивающей исключение влияния на рабочие характеристики колебаний в ней абсолютного давления при изменении объема рабочей полости исполнительного механизма и при изменении температуры окружающей среды.

30 При этом клапан неподвижен, а дроссельная

36844j втулка может возвратно-поступательно перемещаться под действием разности приложенных к ней осевых усилий, .развиваемых в одном направлении пружиной 9, регулируемой настроечным органом 10, а в противоположном — сапрягающим элементом при воздействии эластичного цилиндра, упруго радиально деформируе мого разностью давлений,на его внутренней и наружной стенках.

Сапрягающий элемент, закрепленный одним своим торцом на корпусе, а другим на подвижной дроссельной втулке, преобразовывает деформирующее его радиальное усилие в осевое.

Величина рабочего усилия, развиваемого сапрягающим элементом, регулируется кольцом 11, охватывающим эластичный цилиндр и перемещаемым в осевом направлении.

При перемещении дроссельной втулки и направлении усилия, развиваемого сопрягающим элементом, проходное сечение регулирующего органа может либо увеличиваться, либо уменьшаться, обеспечивая стабилизирующее регулируемый параметр воздействие на поток среды. В перовом случае клапан закреплен к наружной стенке корпуса, а во 1втором— к его внутренней стенке (на чертеже .показано пунктиром). ,У регулятора температуры прямого действия (см. фиг. 2) рабочая полость исполнительного механизма выполнена герметичной и газонепраницаемой. На внутреннюю поверхность рабочей полости исполнительного механизма, обращенную к протекаю1щей среде, нанесен а дсорбент 12, а объем полости заполнен постоянным количеством рабочего газа (сор бата) .

В исходном положении, когда температура среды значительно ниже значения, заданного предварительным сжатием пружины настроечным органом, давление газа в рабочей полости ниже номинальной величины. Усилие, развиваемое пружиной превосходит противоположно ему направленное ус илие, развиваемое сапрягающим элементом, и дроссельная втулка либо прижата к рабочей;паверхности клапана (при его креплении к наружной стенке корпуса), либо максимально удалена от его ,рабочей поверхности (при креплении клапана к внутренней стенке корпуса, как .показано пунктиром). При приближении температур среды и адсорбента к номинальному значению, давление газа в рабочей полости повышается в результате десорбции, и усилие, развиваемое сопря гаю цим элементом, преодолевая сопроти вление;пружины, перемещает дроссельную втулку, обеспечивая номинальный проход для прохождения среды через регулирующий орган.

При дальнейшем повышении температур протекаю щей среды и адсорбента, дроссельная втулка либо отодвигается от клапана вплоть до полного открытия .прохода, лиоо полностью закрывает проход.

Зона пропорциональности настраивается

65 кольцом, при перемещении которого, соосно дроссельной втулке по эластичному цилиндру, изменяется площадь рабочей поверхности последнего и исходная величина не занятого адсорбентом объема рабочей полости исполнительного механизма, влияющая в процессах обратимой газовой сорбции на производную давления по температуре.

У,регулятора давления прямого действия .(см. фиг. 3) рабочая полость исполнительного ,механизма сообщена с заполняемой средой внутренней цилиндрической полостью корпуса 6 каналом (несколькиии каналами) И, пересекающим внутреннюю стенку корпуса, не перекрываемым при преемещении дроссельной втулки, В исходном положении, при давлении ia заполняемой средой полости корпуса и, соответственно, в рабочей полости исполнительного .механизма з начительно ниже номинального. .При этом дроссельная втулка либо прижата к рабочей поверх ности клапана (при его креплении к наружной стенке корпуса), либо ма.ксимально удалена от нее (при креплении клапана к внутренней стенке корпуса, показан ном пунктиром).

При повышении избыточного давления среды в рабочей полости исполнительного механизма и приближении его величины к заданному значению, развиваемое сопрягающим элементом, преодолевая сапротивлвние пружины, перемещает дроссельную втулку обеспечивая номинальный проход для протекания среды через регулирующий орган.

При дальнейшем повышении давления среды, дроссельная втулка либо отодвигается от рабочей поверхности клана на вплоть до полного открытия прохода для протекания среды, либо прижимается к рабочей поверхности клапана.

При движении среды от седла к клапану креплением клапана к наружной стенке корпуса обеспечивается стабилизация давления до регулятора, а креплением его к внутренней стенке обеспечивается стабилизация давления за регулятором. В,последнем случае дроссельная втулка отжимается и у даляется от клапана .пружиной, а приближается и прижимается к клапану усилием сапрягающего элемента.

Номинальное давление (в пределах рабочего диапазона регулятора) задается настроечным органом, изменяющим предварительное сжатие пружины, а зона пропорциональности — кольцом.

У,регулятора расхода прямого действия (см. фиг. 4) рабочая полость исполнительного механизма сообщена с заклапанной (по ходу движения среды от седла к клапаяу) частью заполняемой средой внуренней цилиндрической полости корпуса каналом 14 (несколькими каналами), проходящим в теле дроссельной втулки и через внутреннюю стенку корпуса. Наружная кольцевая полость корпуса, окружающая рабочую полость исполнительно368441 го механизма сообщена, с доклапанпой (по ходу движения среды от седла к клапану) частью заполняемой средой полости кор пуса каналом 15 (несколькими каналами). Дополнительно установлена пружина 16, приложенное к дроссельной втулке усилие которой направлено противоположно усилию, развиваемому пружиной 9.

В исходном положении, при отсутствии протока среды через, регулирующий орган, дроссельная втулка несколько отжата пружиной 1б от обращенной к корпусу рабочей повержности клапана, закрепленного на наружной стенке корпуса. При номинальном расходе среды, движущейся от седла к клапану, и соответствующем перепаде давлений до и после дроссельной втулки, воспринимаемом, соответственно, наружной и внутренней поверхностью эластичного цилиндра, дроссельная втулка установлена ъ среднем рабочем, положении, При увеличении расхода приложенное к дроссельной втулке усилие, развиваемое сопрягающим элементом, уменьшается, и пружина 9 приближает дроссельную втулку к клапану, увеличивая гидравлическое сопротивление регулирующего органа.

При уменьшении расхода приложенное,к дроссельной втулке усилие, развиваемое сопрягающим элементом, увеличивается и, преодолевая сопротивле|ние пружины 9, отодвигает дроссельную втулкч от клапана, уменьшая гидравлическое сопротивление регулирующего органа.

Зона, пропорциональности задается осевым перемещением кольца.

Исходное положение дроссельной втулки относительно клапана, а также номинальный расход (в пределах раоочего диапазона регулятора) задаются настроечными органами !О и 17, изменяющими предварительное сжатие п ружин.

У регулирующего органа с пневматическим (гидравлическим) исполнительным механизмом (см. фиг. 5) рабочая полость исполнительного механизма сообщена каналом 18, проходя|щим в теле корпуса, .со штупером 19, к которому должна присоединяться командная линия от пневматического (гидравлического) регулятора или от чувствительного органа дистанционного регулятора температуры или давления прямого действия.

Для тех объектов и технологических процессов, в которых, проход для ппотекания среды через регулирующий орган должен увеличи ваться с повышением командного лявления. дроссельная втулка при командном давлении, ря в1ном крайнему нижнему значению рабочего диапазона регу.чяторя, ппижатя или наиболее приолижена пружиной 9 к обоащенной к корпусу рабочей поверхности клапана, закрепленного на наружной стенке корпуса.

При командном давлении, равном крайнему верхнему значению рабочего диапазона регулятора, дроссельная втулка наиболее отодвп5

65 нута от ила пана усилием, развиваемым сопрятающим элементом.

Для тех объектов и технологических процессов,i которых проход для,протекания среды через регулирующий орган должен уменьшаться с повышением командного давления, клапан, обращенный рабочей поверхностью к корпусу, а обтекаемой — от корпуса (на фиг. 5) такое вьтпотнение показано пунктиром и пунктирной штриховкой), закреплен на внутренней стенке корпуса. При этом дроссельная втулка удаляется от клапана .пружиной, а приближается к нему усилием сопрягающего элемента.

Регулировка соответствия между крайними значениями командного давления и крайними положениями дроссельной втулки регулирующего органа (зона пропорциональности), лри определенных силовых характеристик,пружиньт 9 и сопрягающего элемента, осуществляется тонкорегулировочным органом 10, корректирующим,предварительное сжатие пружины, и грубо — осевым перемещением кольца 11.

У регулирующего органа с электротермодинамическим исполнительным механизмом (cM. фиг, 6) раоочая полость исполнительного механизма выполнена герметичной и газонепроницаемой, заполнена постоянным количеством рабочего газа и сообщена каналом 20, прохоляш им в теле корпуса, с газонепроницаемой теплоизолпрованной полостью электротермолина мического сор бционного устройсгва 21.

Последнее обеспечивает преобразование, полупроводниковой термоэлектробатареей в процессах обратимой газовой сорбции изменяющегося по величине и полярности командного напряжения постоянного тока от электрического регулятора в пропорциональное изменение давления рабочего газа в герметичной полости.

Электротермодинамическое устройство выполнено B виде тора, охватывающего корпус в пределах радиального габарита грубопровода. Объем, полости электротермодинамического устройства ограничен жесткими стенками и сокргщен до величины зазоров между отдельными частичками алсорбента, нанесенного на обращенный внутрь полости спай полупроводниковой термоэлектробатареи.

Рабочая полость 8 исполнителыното механизма и канал 20 теплоизолированы. Приложенное к втулке 2 усилие пружины 16 на.правлено противоположно усилию, развиваемому пружиной 9.

В исходном положении, ТТрТТ отсутствии ня входе электротермодинамического устройст.ва 2! командного напряжения постоянного тока от электрического регулятора, дроссельная втулка находится в среднем рабочем положении. При этом приложенные к дроссельной вт .,лке сумма уоилий пружины !б и сопрягяющего элемента 5, находящегося под воздействием номинального давления рабочего газа в полостях электротермодинамического устройства и исполнительного механизма, 368441 с одной стороны, и усилие пружины 9, с другой стороны, — взаимоуравновешены.

При наличии командното напряжения, в зависимости от его полярности и величины, дроссельная втулка приближена (прижата) к обращенной к корпусу 6 рабочей поверхности клапана 1, или, наоборот, отодвинута от клапана, вллоть до полного опкрыт ия прохода для протекания среды через регулирующий орган.

Среднее рабочее положение дроссельной втулки при отсутствии командного налряжения., а также соответствие между крайними рабочими положениями дроссельной втулки и максимальными значениями командного напряжения соответствующей, полярности (зона пропорциональности) при определенных сило.вых характеристиках пруж|ин 9 и 16 и сопрягаю щего элемента 5, обеспечиваются соответственно регулировочными органами, изменяющими предварительное сжатие пружин и,кольцом II.

Когда зависимость между крайними положениями дроссельной втулки регулирующего органа и полярностью командного нааряжения регулятора противоположна реализуемой при данной полярности при соединения термоэлектробатареи к регулятору, то приведение их в соответствие может быть обеспечено изменением полярности присоединения прй сохранении единообразия в выполнении дроссельной втулки 2 и клапана 1 для всех объек5 тов и технологических процессов.

Предмет изобретения

1. Регулирующее устройство с исполнитель10 ным механизмом и заключенными в «oplllyce дроссельной втулкой и клапаном, отличаюи ееся тем, что, с целью обеспечения компактности и энергетической экономичности процесса регулирования, корпус Bbll10JIiHBH с со-"

15 осными цилиндрами, полость между которыми разделена коаксиально размещенным исполнительным механизмом в виде, например, эластичного цилиндра, охватываемого цилиндрической косоугольно плетеной сеткой, 20 од ин конец которой прикреплен к корпусу, а другой — к дроссельной втулке, подвижно установленной в полости внутреннего цилиндра.

2. Регулирующее устройство Ilo и. 1, отли25 чающееся тем, что, с целью обеспечения регулировки рабочего усилия, эластичный цилиндр охвачен кольцом, установленным с возможностью осевого перемещения,