Регулятор массового расхода газа

Регулятор массового расхода газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

аа.еч. и:. -,;.—;,;;, —,,—;, л

o»»%1 y i„ L А

Союз Советскик

Социалисткчвскик Республик

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 0106.76 (21) 2366458/18-24 с присоединением заявки № 2366500/18-24 (23) Приоритет—

Опубликовано 3005.80. Бюллетень ¹ 20

Р м К„г

G 05 D 7/01

Государственный комитет

СССР по дмам изобретений и открытий (53) УДК 621.646.3 (088.8) Дата опубликования описания 3005.80 (72) Авторы изобретения

Н.A.Øîðèí и Е.И.Феоктистов

Специальное проектно-конструкторское бюро

Всесоюзного объединения Союзнефтеавтоматика (71 ) За яв и тел ь (54) РЕГУЛЯТОР МАССОВОГО РАСХОДА ГАЗА

Изобретение относится к области автоматического регулирования массового расхода газа (воздуха) и может быть использовано в системах 5 распределения газа при газлифтной добыче нефти, в системах кондици, онирования воздуха летательных аппаратов и др.

Известен регулятор массового расхода газа, содержащий трубопровод с сужающим устройством типа сопла

Ловаля, трубки Вентури илн диафрагмы, регулирующий и исполнительный органы и командное устройство (1). 15

Основными недостатками такого регулятора являются сложность конструкции, недостаточная точность регулирования, обусловленная многозвенностью преобразования сигнала (сужающее устройство-командное .устройство-исполнительный механизмрегулирующий орган-сужающее устройство),т.е. запаздывание преобразования входного сигнала в выходной. 25

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является регулятор весовой подачи воздуха, представляющий собой автоматический регулятор прямого действия, содеР- 30 жащий сужающее устройство в виде. трубки Вентури, командное устройство, выполненное в виде-двух мембранных блоков, один из которых реагирует на изменение перепат(а давления на сужающем устройстве, а другойна изменение абсолютного давления перед ним, и регулирующий орган, выполненный в виде поворотного дискового затвора, управляемый мембранным исполнительным механизмом (2).

Основными недостатками укаэанного регулятора являются.: сложность конструкции; недостаточная точность регулирования, обусловленная наличием специальнйх.механизмов и устройств, вводящих коррекцию изменения контролируемых параметров (давления перед сужающим устройством и перепада давления на нем) 1 наличие большого чис ла жиклефов, работающих -в режйме критического истечения, обуславливающих неработоспособность устройства на реальных (нефильтрованных) средах.

Цель изобретения - повькаение надежности регулятора и упрощение

его конструкции.

737924

Поставленная цель достигается тем, что исполнит ельный механизм вы,полнен в виде гибкого подйружиненного чувствительного элемента с соотношением эффективных площадей от 1,001 до 1,5, разделяющего корпус на две полости, из которых полость ограниченная большей эффективной площадью, соединена с полостью трубопровода до сужающего устройства, а полость меньшей эффективной площадью - с полостью после сужающего устройства, при этом регулирующий орган установлен за сужаюшнм устройством, а Кривсшип установлен вне трубопровода.

При этом чувствительный элемент выполнен в виде. мембраны или в виде двух сильфоноВ, прилегающие торцы которых соединены между собой перегородкой, а противоположные .торцовые стенки жестко соединены со што° ком, при этом внутренние полости сильфонов заполнены жидкостью и сое динены дросселирующим отверстием.

Реализация на чувствительном элементе двух различных по величине эффективных площадей, воздействуюцих на регулирующий орган, позволяет совместить в одном устройстве исполнительный механизм и командное устройство, исключить многозвенность преобразования командного импульса .. в .исполнительный и обеспечить изменение перепада давления на сужающем устройстве таким образом, что при . увеличении давления перед сужающим устройством уменьшается перепад давления на нем и наоборот, обеспечивая в определенном интервале изменения давлений перед сужающим устройствомреализацию выражения дРР = const, т.е. постоянства массового расхода газа.

На фиг.1-4 изображены общие виды регуляторов массового расхода газа в разрезе; на фиг.5 — приведена зависимость ьр =. f(P) и а- f(P Г )

Р2 ряда регуляторов . с различным соотношением эффективных площадей F< .Ря °

Регулятор (фнг.1 и 2) состоит из трубопровода 1 с сужающим устройством 2 и регулирующим органом 3, выполненным в виде поворотного дискового затвора, кривошипа 4 и корпуса

5 с,исполнительным механизмом, чувствительный элемент которого выполнен в вйде подпружиненной пружиной 6 мембраны 7 и разделяющей корпус 5 на две полости, одна из которых, ограниченная большей эффективной площадью, имйульсным трубопроводом

8 соединена с полостью трубопровода

1 до сужаюцего устройства 2, полость, ограниченная меньшей эффективной проц;щью - импульсным трубопровацом

9 с полостью трубопровода-1 после сужающего устройства 2, а шток 10 соединен с KpHBQlllanoM 4 вне трубопровода 1.

Отличительной особенностью регулятора (фиг.2 и .3) является то, что чувствительный элемент в нем выполнен в виде двух сильфонов 7, прилегающие торцы которых соединены между собой перегородкой 11, противоположные торцовые стенки которых жест1О ко соединены со штоком 10, а внутренние полости сильфонов 7 заполнены идеальной (с низкой температурой замерзания, с малоизменяющейся вязкостью, без механических примесей)

15 жидкостью и соединены между собой дросселирующим отверстием 12, обеспечивающим гашение пульсации (вибрации) исполнительного механизма и регулирующего органа особенно в режиме критического истечения.

Газ в регулятор поступает по стрелке A к сужаюцему устройству 2.

Перепад давления на сужающем устройстве, воспринимаемый чувствительным элементом 7 исполнительного механизма и скомпенсированный усилием пружины б, являющимся задатчиком расхода, передается на регулирующий орган 3, который, занимая определенное этому воздействию положение, изменяет давление после сужающего устройства 2 до достижения им величины, обуславливающей .перепад давления на сужающем устройстве 2: соответственно заданному значению расхо3S да при соответствующем в данный момент значении абсолютного давления перед ним.

Массовый расход газа через устройство определяется по формуле

40 - G = K aÿp.ð (1) где G - массовый расход газа;

К - коэффициент пропорциональности; ьР - перепад давления на сужаю-. цем устройствеу

P — абсолютное давление перед сужающим устройством.

Условие равновесия системы в общем виде представляет собой вы«О ражение

Р Ё = (Р-аР ) Р+6 (2) из .которого .следует, что

P «7 — - P (— -1) (3)

G Fg

F2 где G - усилие пружины

F - эффективная площадь чувст1 вительного элемента,воспринимающая давление среды до

60 сажающего устройства;

F - то же,после аужающего устрой-.

2 ства.

Решая уравнение (3) при отношении Р,: F> 1,01 и изменении Р в

4«интервале от 160 кгс/см до, 737924

100 кгс/см, исходя из Предложения, что при малых перемещениях G - зели- чина постоянная и равна, например

"т, Е G P . aP. àaPÃ, t a ñì см кгс кгс/см кгс/см кгс/см

1,01 101 100 260 160 . 1,0 - 12,65 5

150 1;1 12,84

140 1 2 12 96

130 1 3 139

120 .. 1, 4 12 М

110 1,5 12,84 )Q

100 1,6 12,65

Исходя из этого следует, что в определенном интервале изменения давления P перед сужающим устройством, массовый расход rasa с достаточной 1З степенью точности есть величина постоянная.

По приведенной на фиг.5 зависимости, по максимально возможному значению Р и расчеткому значению рР при 2О заданном значении массового расхода газа О выбирают тип регулятора по соотношению эффективных площадей (Р i F2 ) или на основе имеющегося в йаличии регулятора расхода с опре- Я деленной характеристикой по. Р1 . Р прк заданном значении массового расхода G и максимальном значении Р> изменением усилия G пружины, задаются режимы работы регулятора По аРПо простоте конструкции и стоимости предлагаемы регулятор массового расхода газа может быть приравнен к регулятору объемного расхода газа.

Формула изобретения

1. Регулятор массового расхода газа, содержащий корпус с исполнительным механизмом, трубопровод с уста- новленным в нем сужающим устройством 40 и регулирующим органом, выполненным a виде поворотного дискового затвора и соединенного кривсхаийом со штоком исполнительного механизма, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности регулятора, исполнительный механизм выполнен в виде гибкого. подпружиненного чувствительного элемента с соотношением эффективных площадей от 1,001 до 1,5, установленного в корпусе и разделяющего его на две полости, причем полость, ограниченная большей эффективной площадью, соединена с полостью трубопровода до сужающего устройства, а полость с меньшей эффективной площадью— с полостью после сужающего устройства, при этом регулирующий орган установлен за сужающнм устройством, а кривошип установлен вне трубопровода.

2. Регулятор по и;1, о т л и ч-а ю шийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде мембраны.

3. Регулятор по п.l о т л и ч а юшийся тем, что .чувствительный элемент выполнен в виде двух сильфо"

1 нов, црклегающие торцы которых соединены между собой перегородкой, а противоположные торцовые стенки

"жестко соединены со штоком, при этом внутренние полости сильфонов заполнены жидкостью и соединены дросселирующим отверстием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9236882, кл. G 05 D 7/01, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9219231, кл. G 05 D 7/01, 1968 (про- тотип) .

j737924

ФиоЗ г,о

Составитель Н,Шорин

TexPeZt,Î.Ëåãåçà

Корректор М.шароши

Редактор И,Нанкина

Тираж 956 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ. 2565/8

Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4!

4Р

МЯ у

ЮО ЮО фО 200 250 . Щ

Фиг.Ю