Регулятор массового расхода газа

Регулятор массового расхода газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22} Заявлено 01.06.76 (21) 236654 3/18-24 с присоединением заявки Йо 2366508/Е8-24 (23) Приоритет— (53)М. Кл.2

С 05 О 7/01

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25,0680. кзллетеHt N 23 (53) УДК 621.646.3

088.8

Дата опубликования описания 250680 (72) Авторы изобретения

Н.А. Шорин, E И. Феоктистов, Е .А. Чечулин и Л. К. Прозоров

Специальное проектно-конструкторское бюро Нефтеавтоматика Всесоюзного объединения Союзнефтеавтоматика (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР МАССОВОГО РАСХОДА ГАЗА

Изобретение относится к автоматическому регулировайию массового расхода газа (воздуха) и может быть использовано в нефтяной, газовой, химической и др. отраслях народного хозяйства, а также в системах кондиционирования воздуха летательных аппаратов.

Известен регулятор массового рас- то хода газа (воздуха), содержащий трубопровод (корпус) с.сужающим устройством типа сопла Ловаля, трубки Вентури или диафрагмы, регулирующий и исполнительный органы и командное устройствî f13

Недостатками данного регулятора являются сложность конструкции, наличие специальных механизмов и устройств, вводящих коррекцию контролируемых параметров (давления перед гсужающим устройством, перепада давления на нем и др.) с большим количеством жиклеров, работанхцих в режиме критического истечения, обуславливающих неработоспособность их на реальных (нефильтрованных} средах.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регулятор расхода газа, Во входном патрубке которого установлено дросселирующее устройство, выполненное в виде поворотного дискового затвора, приводимого в действие специальным приводом, с командным устройством и подпружиненным регулирующим органом, жестко связанным с мембранным разделителем исполнительного механизма, полость над которым соединена с полостью до сужакицего устройства 2 .

Недостатками укаэанного регулятора являются сложность конструкции ., наличие специальных устройств и пре образователей, вводящих коррекцию изменения контролируемых параметров (давления перед дросселирующим уст ойством и перепада давления на нем и специального привода с пересчетным устройством, превращающих его при регулировании массового расхода газа в регулятор косвенного действия," повышенная погрешность, обусловленная запаздыванием преобразования входного сигнала в выходной за счет двойного преобразования сигналов (дроссель — командное устрой742885 ство — исполнительный механизм с пересЧетньюл устройством — дроссель).

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение конструкции регулятора.

Поставленная цель достигается 5 тем, что исполнительный механизм выполнен в виде гибкого чувстнитель. ного элемента с соотношением эффективных плошадей 1,001-1,5, жестко соединенного штоком с регулирующим 10 органом и разделяющего корпус на две полости, причем полость, ограниченная большей эффективной площадью, соединена с полостью до сужающего устройства, а полость, ограниченная меньшей эффективной площадью, — с полостью после сужаюшего устройства. ри этом чувствительный элемент нып6лнен в виде мембраны, а шток со стороны полости после сужающего уст- щ ройства выведен из корпуса, или в вид э двух сильфонов, прилегающие торцы которых соединены между собой перегородкой, а противоположные торцовые стенки соединены со штоком, причем внутренние полости сильфонов заполнены жидкостью и соединены дросселирующим отверстием, а шток со стороны полости после сужающего устройства выведен из корпуса.

Вывод штока из корпуса позволяет одним разделителем реализовать разные по величине эффектинные площади, воздействуюшие на регулирующий орган, совместить в одном устройстве исполнительный механизм и командное 35 устройство, т.е. исключить многозненность преобразования командного импульса (сигнала ) в исполнительный и обеспечить изменение перепада давления на сужаюшем устройстве таким 4О образом, что при увеличении давления .перед сужаюшим устройством уменьшается перепад давления на нем и наоборот, обеспечивая н определенном интервале изменения давления перед сужаюшим устройством реализацию выражения (=д, т.е. постоянства массового расхода газа.

На фиг.1 и 2 изображен регулятор массового расхода газа, общий вид, разрез, на фиг.3 вЂ, зависимость дР =ф) и0 =j (Р;+F ) ряда регуляторов с различным соотношением Fj: FA ля ор (фиг,1 ) состоит пуса 1 с входным и выходным патрубка- 55 ми, мужающего устройстна 2, установленного во входном патрубке, регулирующего органа 3, исполнительного механизма, выполненного в виде гибКого чувствительного элемента — щ мембраны 4,жестко соединенного штоком с регулирующим органом 3, подпружиненным на открытие пружиной 5, при этом полость над чувствительным элементом трубопроводом 6 соединена с. полостью входного патрубка ло сужающего устройства 2, а продолжение штока через уплотнение н крышке 7 выведено наружу, что позволяет реализовать на чувстнительном элементе 4. со стороны полости над ним большую по отношению полости под ним эффективную площадь.

Отдичительной особенностью регулятора (фиг.2 ) является то, что чувствительный элемент 4 в нем выполнен н виде двух сильфонон, прилегающие торцы которых соединены между собой перегородкой 8, противоположные торцоные стенки жестко соединены со штоком регулирующего органа 3, а внутренние полости сильфонон заполнены "идеальной" (с низкой температурой замерзания, без механических примесей, с малоизменяюшейся вязкостью ) жидкостью и соединены между собой дросселирующим отверстием 9, исключающим вибрацию регулируюшего органа 3, особенно в режиме критического истечения.

Газ н регулятор поступает со стороны патрубка с сужающим устройством.

Перепад давления на сужающем устройстве, воспринимаемый чувствительным элементом исполнительного механизма и скомпенсированный усилием пружины, являющимся задатчиком расхода, передается на регулируюший орган, который, занимая определенное.

1 этому воздействию положение, изменяет давление после сужающего устройства до достижения им величины, .обусланливающей перепад давления на сужающем устройстве, соответственно заданному значению расхода при соответствующем в данный момент значении абсолютного давления перед ним °

Массовый расход газа через сужаю- щее устройство определяется по формуле

6 = N\lьГP где (— массовый расход газа, К вЂ” коэффициент пропорциональности, Q Р - перщтад давления на сужающем устройстве, Р - абсолютное давление перед сужающим устройством.

Условие равновесия системы в общем виде. представляет собой выражение (Р 6 P) F - (2) из которого следует, что

Л Р = -" - Р (< ) д 2 где 9- усилие пружины; эффективная плошадь чунетI

742685 вительного элемента, Вос— принимающая давление среды до сужающего устройства;

Е2 — то же, после сужающего устройства.

Решая уравнение (3 ) при отношении

F< . F>= 1,01 и изменении Р в интервале 160 кгс/см — 100 кгс/см, исходя из предположения, что при малых перемещениях — величина постоянная и равна 260 кг, получаем: fG

Еа У Р ЬР /ьР Р

2 2

СМ CM КГС КГС КГС КГС см см см

160 1.0 12.65

150 1.1 12.84

1.01 101 100 260 140 1.2 12.96

130 1.3 13.0

120 1.4 12.96

110 1.5 12.84

100 1.6 12.65

Исходя из чего следует, что в определенном интервале изменения давления Р перед сужающим устройством массовый расход газа с достаточной степенью точности есть величина постоянная.

По приведенной на фиг.3 зависимости, по максимально возможному

35 значению P и расчетному значению Д P при з адан ном э наче нии массового расхода газа 6 выбирают тип регулятора по соотношению эффективных площадей (2 : Р )или на основе имеющегося в наличии регулятора расхода с соответ- 40 ствующей характеристикой rro p : b при за,данном значении массового расхода Ы и максимальном значении Р, задаются режимом работы регулятора

nod Р . 45

Uo простоте конструкции и стоимостй,.редложенный регулятор массового расхода гаэа может быть приравнен к регулятору объемного расхода газа.

Формула иэобре ения

1. Регулятор массового расхода газа, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, сужающее устрой-. ство, установленное во входном патрубке, исполнительный механизм н подпружиненный регулирующий орган, отличающийся .тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности регулятора, исполнительный механизм выполнен в виде гибкого чувствительного элемента с соотношением эффективных площадей от 1,001 до 1,5, жестко соединенного штоком с регулирующим органом и разделяющего корпус на две полости, причем полость, ограниченная большей эффективной площадью, соединена с полостью до сужающего устройства, а полость, ограниченная меньшей эффективной площадью, — с полостью после сужающего устройства.

2. Регулятор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде мембраны,а шток со стороны полости после сужающего устройства выведен иэ корпуса.

3. Регулятор по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что чувствительный элемент выполнен в виде двух сильфонов, прилегающие торцы которыхсоединены между собой перегородкой, а противоположные торцовые стенки соединены со штоком, внутренние полости сильфонов заполнены жидкостью и соединены дросселирующим отверстием, а шток со стороны полости после сужающего устройства выведен из корпуса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 21923", кл. б 05 Я7/01, 1968.

2. Pvocesz евЦ та " пЦ ", 1 972, с.82 и 83 прототип

// /си

Составитель Н.Шорин

Редактор Т.Киселева Техред О. Легеза Корректор М.Шарок- и

Заказ 3617/13 Т.<раж 956 Подписное

ЦНИИПИ госУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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