Регулятор массового расхода газа

Регулятор массового расхода газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Соцналнстнческни

Республик (ii>796799 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (51)М. Кл.З (22) Заявлено 01. 06. 76 (21) 2366499/18-24 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15,01,81, Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 180181

G 05 D 1/01

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621. Г 46. З (088.8) (72) Авторы изобретения

H.A.(Лорин, Е.И.Феоктистов, E.А.Чечулин и Л.К.Прозоров

Специальное грцектно-конструкторское бюро Объединения

"Союзнефтеавтоматика" (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР МАССОВОГО РАСХОДА ГАЗА

Изобретение относится к автоматическому регулированию массового расхода газа (воздуха) и может быть использовано в системах распределения газа при газлифтной добыче нефти, в системах кондиционирования воздуха летательных аппаратов и др.

Известен регулятор массовой (весовой) подачи воздуха, содержащий

10 трубопровод с сужающим устройством, командное устройство, регулирующий и исполнительный органы (1) .

Недостатки этого регулятора сложность конструкции, наличие специальных механизмов и устройств, вводящих коррекцию контролируемых параметров (давления перед сужающим устройством, перепада давления на нем и др.) и большим количеством жиклеров, работающих в режиме критического истечения, обуславливающих неработоспособность их на реальных (нефильтрованых) средах и многозвенность преобразования возмущающего сигнала в исполнительной системе

"сужающее устройство — командное устройство — исполнительный механизмрегулирующий орган — сужающее устройство", т.е. запаздывание преобразования входного сигнала в выходной. ЗО

Наиболее близким по технической сущности к. описанному изобретеншо и достигаемому результату является регулирующий клапан типа "Flostat. /", представляющий собой регулятор расхода газа, во входном патрубке которого установлено дросселирующее устройство, выполненное в виде эквивалентного поворотного дискового затвора, приводимого в действие специальным приводом с командным устроиством и подпружиненным регулирующим органом, жестко связанным с мембранным разделителем исполнительного механизма, полость над которым соединена с полостью корпуса до сужающего устройства (2).

Недостатками регулятора являются сложность конструкции, наличие специальныхустройств и преобразователей, вводящих коррекцию изменения контролируемых параметров (давления перед дросселирующим устройством и перерада 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 измене796799 иеии I15p.р ассst, T.å. реализацию

Ф постоянства массового расхода газа.

На фиг. 1 изображен регулятор массового расхода газа, .общий вид в разреэе, на фиг. 2 приведена зависимость hp= (p) и Q=f (Р 1 ряда

F< Г2 регуляторов с различным соотношением эффективных площадей F,; F

Регулятор (фиг.1) состоит иэ корпуса 1 с входным и выходным патруб ками, сужающего устройства 2, регулирующего органа 3, подпружиненного на открытие пружиной 4 и жестко соединенного с исполнительным органом, выполненным н виде блока Иэ двух разделителей, например, мембран 5 и 6 с соотношением площадей 1,001-1,5.

Полость над разделителем 5 посредством трубопровода 7 соединена с.: полостью входного патрубка до сужаю50 ния входного сигнала в ныходной за счет двойного преобразования сигналов в системе "дроссель-командное. устройство — исполнительный механизм с пересчетным устройством-дроссель".

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается за счет того, что в регуляторе массового расхода газа, содержащем корпус с входным и выхоцным патрубками,сужающее устройство, установленное во входном патрубке, исполнительный механизм, жестко соединенный с подпружиненным регулирующим органом, исполнительный механизм выполнен в виде блока иэ двух разделителей (мембран, 15 поршней, сильфонов или их комбинаций: поршень-мембрана, мембрана-сильфон, сильфон-поршень) с соотношением эффективных площадей 1,001 — 1,5, разделяющих корпус на три полости, 20 иэ которых ограниченная большей эффективной площадью соединена с полостью до сужающего устройства, ограниченная меньшей эффектинной площадью— с полостью после сужающего устройства, а полость между разделителями соединена с атмосферой.

Такое выполнение исполнительного механизма палволяет совместить в одном устройстве исполнительный механизм и командное устройство, исклю- ЗО чить многоэвенность 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 изменение давлений перед сужающим устройством, реализацию с достаточной степенью точности выращего устройства 2, полость под разделителем 6 является продолжением полости входного патрубка после сужающего устройства (соединена с полостью после сужающего устройства), а полость между разделителями 5 и 6 посредством дросселирующего устройства 8 соединена с атмосферой.

Регуяя.ор работает следующим образом.

Газ в него поступает со стороны патрубка с сужающим устройством. Перепад давления на сужающем устройстве 2, воспринимаемый разделителями 5 и 6 исполнительного механизма и скомпенсированный усилием пружины 4, являющийся задатчиком расхода, передается на регулирующий орган 3, который занимает соответствующее этому воздействию положение. Изменение входвного давления (давления перед сужающим устройством 2) влечет за собой изменение давления после сужающего устройства 2 до достижения им величины, обуславливающей перепад давления на сужающем устройстве 2 соответственно заданному значению расхода при соответству>"щем н данный момент значении абсолютного давления перед ним. с

Массовый расход газа через сужающее устройство определяется по Aop" муле где G — массовый расход гаэау к — коэффициент пропорциональности;

ЬР— перепад давления на сужающем устройстве;

Р— абсолютное давление перед сужающим устройством.

Условие равновесия системы в общем виде представляет собой выражение иэ которого следует, что где — усилие пружины, эффективная(площадь разде I

° лителя, воспринимающая давление среды до сужающего устройстна, то же после сужающего устройства..

При отношении F:Г2 =1,01 и P равНом 160-100 кгс/см 2 (уравнение 3) и исходя из того, что при малых перемещениях p — неличина постоянная и равна, например, 260 кгс, получим следующие результаты (см. таблицу).

796799

F 9 P 4 Р Ь см кгс кгс/см кгс/с кгс/см

F: F2 F, см"

1,О

160

150 1,1

1,2

1,О1 101 100 260 140

1,З

1ЗО

1,4

12О

1,5

110

1,6

1ОО ходным патрубками, сужающие устройство, установленное во входном патрубке, исполнительный механизм, жестко соединенный с подпружиненным регулирующим органом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности регуля "тора, исполнительный механизм выполнен в виде блока из двух разделителей с соотношением эффективных площадей от 1,001 до 1,5, разделяющего корпус на три полости, причем полость, ограниченная большей эффективной площадью, соединена с полостью до сужаю" щего устройства, ограниченная меньшей площадью - с полостью после сужающего устройства, а полость между разделителями. соединена с атмосферой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

В 219231, кл. (j 05 D 7/01, 1968.

2. "Process engineering", 1972, май,с. 82-83 (прототип).

Из данных таблицы следует, что в определенном интервале изменения давления перед сужающим устройством массовый расход газа с достаточной 25 степенью точности есть величина. постоянная.

По приведенной на фнг. 2 зависимости, по максимально возможному значению (развиваемому системой) 30 давления Р и расчетному значению

4 Р при заданном значении массового расхода газа G выбирают тип регулятора с определенным соотношением эффективных площадей (F,:F ) или на основе имеющегося в наличии регулятора расхода с определенной характерйстикой по F< . F< при заданном значении G и максимальном значении

Р изменением усилия пружины Q задаются режимы работы регулятора по р;, .

Формула изобретения

Регулятор массового расхода газа, содержащий корпус с входным и вы- 4Я

12,65

12,84

12,96

1З,ОО

12,96

12,84

12,65