Исполнительное устройство для систем регулирования расхода
Патент 442462
Авторы
Исполнительное устройство для систем регулирования расхода
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е («.) 442462
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 16.02.73 (21) 1884314/18-24 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 05.09.74. Бюллетень № 33
Дата опу бликования описания 12.04.75 (51) М. Кл. б 05d 7/00
F 161 31/40
Государственный KOMNTBT
Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 621-525 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель
Е. К. Кийко и В. Я. Бырко
Краснодарский филиал Всесотозного научно-исследовательского и проектно-конструкторского института комплексной автоматизации нефтяной и газовой промышленности (54) ИСПОЛНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИСТЕМ
РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА
Изобретение относится к системам автоматического регулирования расхода и может найти применение в газодобывающей промышленности.
Известны системы автоматического регулирования расхода, в которых в качестве исполнительного устройства применены дроссельные регулирующие клапаны, оснащенные регуляторами постоянного перепада давления на регулирующем органе, причем перемещение регулирующего органа осуществляется с помощью мембранного исполнительного механизма, управляемого сжатым воздухом.
Известно также исполнительное устройство для систем регулирования расхода, содержащее дроссельный элемент с регулирующим органом и мембранным приводом, регулятор постоянного перепада, выполненный в виде затвора, жестко связанного с мембраной, образующей подмембранную и надмембранную полости регулятора, и два соленоидных двухпозиционных клапана.
Недостатками известных устройств являются сложность, необходимость подвода сжатого воздуха, а также большие усилия, возникающие на штоке.
Это снижает надежность работы устройства.
С целью упрощения устройства и уменьшения усилий на штоке регулирующего органа входы каждого двухпозиционного клапана соединены с подмембрапной и надмембранной полостями регулятора постоянного перепада давления, а выходы связаны с полостями привода регулирующего органа.
Таким образом, управление исполнительным устройством при подаче командного электрического импульса осуществляется за счет перепада давления транспортируемой жидкости, имеющегося на дроссельном регулирующем органе, равного перепаду давления на чувствительном элементе регулятора постоянного перепада давления этого исполнительного устройства.
Другим достоинством такого исполнитель15 ного устройства является то, что шток мембранной головки, связанный с регулирующим органом, практически не испытывает действия выталкивающей силы, поскольку он расположен в полостях либо с одинаковым давле20 нием, либо давление в ш1х отличается на сравнительно малую величину (так как перепад давления регулятором перепада обычно поддерживается в пределах 0,5 — 2 кгс/см ).
Это уменьшает трение в уплотнительном сое25 динении штока и облегчает управление перемещением регулирующего органа за счет уменьшения перестановочных усилий. Это особенно важно для конструкции устройств, регулирующих расход жидкости под высоким
30 давлением.
442462
На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.
В корпусе 1 исполнительного устройства помещен затвор 2 регулятора постоянного перепада давления, который разобщает входной канал 3 и подмембранную полость 4. Затвор 2 жестко связан с мембраной 5, закрепленной в корпусе 1. На выходе из подмембранной полости 4 расположен дроссельный элемент 6, который сопряжен с регулирующим органом 7 и прижат к нему пружиной 8. Выход из дроссельного элемента сообщен с надмембранной полостью 9, имеющей выходной канал 10 для жидкости. Мембрана 5 в полости 9 воспринимает усилия пружины 11.
В корпусе 1 имеется канал 12 для уравновешивания затвора 2, канал 13 — для выхода жидкости из подмембранной полости 4 и канал 14 — для выхода жидкости из надмембранной полости 9. Регулирующий орган 7 соединен со штоком 15, который связан с мембраной 16, образующей две полости 17 и
18. Шток 15 разобщает полость 17 и надмембранную полость 9 с помощью уплотнения 19.
Полость 17 мембраны 16 трубопроводом 20 соединена с двухпозиционным соленоидным клапаном 21, к которому подведены трубопроводы 22 и 23, сообщающие клапан соответственно с каналами 14 и 13. Полость 18 мембраны 16 трубопроводом 24 связана с двухпозиционным соленоидным клапаном 25, к которому подведены отводы тех же трубопроводов, что и к клапану 21. На трубопроводах 20 и 24 могут устанавливаться дроссельные элементы 26 и 27 для управления скоростью перемещения регулирующего органа 7.
Устройство работает следующим образом.
Рабочая жидкость поступает в канал 3, затем в подмембранную полость 4, откуда через дроссельный элемент 6 и надмембранную полость 9 через канал 10 идет на выход.
Требуемый технологическим процессом расход жидкости определяется величиной проходного сечения дроссельного элемента 6 и величиной перепада давления жидкости на этом элементе. Перепад давления на дроссельном элементе 6 в предлагаемом устройстве поддерживается постоянным при всех возможных колебаниях давления на входе жидкости в устройство и на выходе из него с помощью регулятора постоянного перепада давления, который работает следующим образом: при повышении давления жидкости, например на входе (и в канале 3), увеличивается давление в подмембранной полости 4. При этом нарушается равновесие мембраны 5, которое определяется усилием пружины 11 и перепадом давления на дроссельном элементе 6. Мембрана 5 прогибается и, сжимая пружину 11, перемещает затвор 2, прикрывающий канал 3, ограничивая доступ жидкости в подмембранную полость 4. Продолжающийся расход жидкости из полости 4 вызывает уменьшение давления в ней; и по мере восстановления перво5
1О
55 начального перепада давления, пружина 11 отжимает мембрану 5 с затвором 2 вправо до тех пор, пока не приоткроется выход пз канала 3 на величину, необходимую для восстановления равновесия силы пружины 11 и силы воздействия на мембрану перепада давления на дроссельном элементе.
Для изменения величины расхода жидкости необходимо переместить соответствующим образом регулирующий орган 7, изменяющий проходное сечение дроссельного элемента 6.
Система, регулирующий орган 7 — шток
15 — мембрана 16, уравновешена (черте>к), если в полостях 17 и 18 установлены одинаковые давления, равные давлению в надмембранной полости 9, за счет того, что при обесточенных катушках клапанов 25 и 21 полость
17 сообщена трубопроводами 20 и 22 через клапан 21 и канал !4 с надмембранной полостью 9, полость 18 сообщена трубопроводами 24 и 22 через клапан 25 и канал 14 с той же полостью 9. При необходимости увеличить расход жидкости подается командный электрический сигнал на клапан 21. При этом разобщаются трубопроводы 20 и 22, а трубопровод 20 и полость 17 сообщается с трубопроводом 23, который соединен каналами 13 и
12 с подмембранной полостью 4. Так как давление в подмембрапной полости 4 и в полости 17 выше давления в полости 18 на величину, равную перепаду давления па дроссельном элементе 6, мембрана 16 прогнется влево, перемещая шток 15 и регулирующий орган 7, который приоткроет проходное отверстие дроссельного элемента 6.
При достижении требуемого значения расхода жидкости системой автоматического регулирования снимается командный электрический сигнал с соленоидного клапана 21. При этом запирается выход из трубопровода 23 и полости 17 и 9 вновь соединяются трубопроводами 20 и 22. Наступает равновесие системы, мембрана 16 — шток 15 — регулирующий орган 7, в иовом положении регулирующего органа 7.
При необходимости уменьшить расход жидкости командный электрический сигнал подается на клапан 25. При этом с подмембранной полостью 4 чсрез каналы 12, 13, трубопровод 23, клапан 25 и трубопровод 24 сообщается полость 18, в результате чего мембрана прогнется вправо, перемещая шток 8 и регулирующий орган 7, который прикроет проходное отверстие дроссельного элемента 6.
Предмет изобретения
Исполнительное устройство для систем регулирования расхода, содержащее дроссельный элемент с регулирующим органом и мембранным приводом, регулятор постоянного перепада, выполненный в виде затвора, жестко связанного с мембраной, образующей подмем442462
10 5
Составитель В. Фролов
Техред В. Рыбакова
Корректор Л. Ьрахнина
Редактор Е. Сотник
Заказ 877/! Изд. ¹ 467 Тираж 750 Подписное
ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 бранную и надмембранную полости регулятора, и два соленоидных двухпозиционных клапана, отлич ающееся тем, что, с целью упрощения устройства и уменьшения усилий на штоке регулирующего органа, входы каждого двухпозиционного клапана соединены с подмембранной и надм-.мбранной полостями регулятора постоянного перепада давления, а выходы связаны с полостями привода регули5 рующего органа.