Способ регулирования массового расхода газа из баллона

Способ регулирования массового расхода газа из баллона

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и>980071 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 260631 (21) 3309760/18-24 (ЩМ.К .

G 05 Р 7/00 с присоединением заявки Мо

Государстееиный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

РЗ) УДК 621. 646. 3 (088. 8) Опубликовано 071232. Бюллетень Йо45

Дата опубликования описания 071232 (72) Автор изобретения

A A Добрынин (71) Заявитель (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МАССОВОГО РАСХОДА

ГАЗА ИЗ БАЛЛОНА

Изобретение относится к автоматическому регулированию расхода газа, а более конкретно — к системам регулирования, в которых применен способ поддержания постоянного массового расхода газа, выпускаемого из баллона.

Известен способ регулирования расхода газа в пневмосистемах, заключающийся в том, что поддерживают определенный перепад давления на чувствительном элементе регулятора, совмещенный с дозирующим органом, и соответственно ему изменяют величину проходного сечения последнего, при этом на выходном штуцере поддерживают критический перепад давлений (1).

Недостатком данного способа является то, что точность поддержания ,расхода газа небольшая, так как не учитывается температура газа, которая может изменяться в широких пределах.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ .регулирования массового расхода газа из баллона, заключающийся в том, что измеряют абсолютные значения давления и температуры газа в баллоне, связанном непосредственно с доэирующим органом регулятора, и соответственно им изменяют величину проходного сечения последнего для получения заданного значения расхода и критического перепада давлений на регулирующем органе (2 j.

В данном способе точность пОддер10 живания расхода газа повьхаается, так как учитывается температура протекающего газа. Однако, этот способ пригоден для пневмосистем, в котовых иэменение температуры газа происходит недостаточно быстро. Это связано с тем, что датчики для измерения температуры газа обладают значительной инерционностью. Поэтому при быстром изменении температуры

20 датчики не успевают следить за изменением этого параметра газа.

Цель изобретения — повышение точности поддержания массового. расхода при близких к адиабатному процессах опорожнения баллона.

Указанная цель достигается тем, что в способе регулирования массового расхода газа из баллона измеряют абсолютные значения давления и температуры газа в баллоне, связанном непосредственно с дозирующим органом, 980071 где F

В результате игла 5 занимает положение, соответствующее данной тем.пературе в баллоне и давлению и сигналу задания or эадатчика 10. При подаче газа из баллона 1 по трубопроводу 2 к дозирующему органу 4 регулятора посредством открытия запорного органа 3 происходит изменение температуры газа в баллоне 1. Это и соответственно им изменяют величину проходного сечения последнего для получения заданного значения расхода и критического перепада давле-ний на регулирующем органе,, постоянно изменяют величину проходного сечения дозирующего органа по сигналу температуры газа в баллоне до подачи газа к дозирующему органу и снимают этот сигнал при подаче газа к последнему, а дальнейшее изменение . проходного сечения дозирующего органа производят только по изменению давления газа в баллоне по закону 1 науч

С и-1 м Zn 2о нач площадь проходного сечения дозирующего органа, G — заданный массовый расход газа;

C=C(n) — коэффициент расхода газа через доэирующий орган, Т„, ц - абсолютная температура газа в баллоне перед подачей расхода;

Р„ ч — абсолютное давление газа в баллоне перед подачей расхода;

Р— абсолютное давление газа в баллоне, п - коэффициент политропы.

На чертеже представлено устройст» во, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.

Устройство содержит баллон 1 с сжатым газом, трубопровод 2, с запорным органом 3, связывающим баллон 1 с дозирующим органом 4, имеющим подвижную иглу 5, которая связана с исполнительным механизмом 6 регулятора, датчики температуры 7 и давле. ния 8 газа, подключенные к вычислительному устройству 9, и задатчик 10

;массового расхода.

При закрытом запорном устройстве

3 баллона 1 датчики давления 8 и температуры 7, которые фиксируют давление и температуру газа в баллоне

1, передают сигналы вычислительному устройству 9. Всякое изменение температуры и давления газа в баллоне 1 приводит к изменению положения иг- лы 5 доэирующего органа 4, связанной с исполнительным механизмом 6, на который воздействует вычислительное устройство 9. изменение в процессе работы учитывают в зависимости от изменения давления по закону

5 где T - абсолютная температура гаэа в баллоне 1;.

P — абсолютное давление газа в баллоне 1>

Т„д — абсолютная температура газа в баллоне .1 перед подачей расхода;

Рн „ — абсолютное давление газа в баллоне 1 перед подачей

15 расхода;

n -- коэффициент политропы.

При этом величину проходного сечения дозирующего органа 4 устанавливают в соответствии с законом

1О

В данном способе повышение точности обусловлено тем, что изменение

65 температуры газа в баллоне 1 учитыG eau

61 мГ

Яи р Яп

25 иач где F - площадь проходного сечения дозирующего органа; заданный массовый расход газа р.

С=С(п) — коэффициент расхода газа через доэирующий орган.

В соответствии с этнм соотношением вычислительное устройство 9, учитывая сигнал начальных значений температуры и давления газа в баллоне

1 до включения, преобразует сигнал от датчика 8 давления и сигнал от эадатчика 10 в управляющий сигнал, подаваемый на исполнительный механизм 6, который, передвигая иглу 5, 4О обеспечивает регулирование массового расхода газа., Предлагаемая система работает в течение 15-20- с и в течение этого времени поддерживается постоянный

45 массовый расход,. так как учитывается толЬко давление газа в баллоне

1 с помощью датчика 8 давления, обладающего малой инерционностью.

Независимость настройки регуля»

5О тора от изменения нагрузки обеспечи« вается сверхкритической скоростью течения газа в дроссельном регулирующем органе 4.

В предлагаемом устройстве темп

55 падения температуры может достигнуть

10-20 град/с. при абсолютной температуре газа в баллоне 1 около 50 К.

При таких. темпах падения ошибка в замере температуры (при постоянном времени датчика температуры около

" 1 с) могла бы достигнуть 10-20, т.е. 20-40% от абсолютной температуры., 980071

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9358/37 Тираж 914 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проейтная, 4 вается только по изменению давления в нем. Причем точность измерения давления при быстром его изменении высока, так как постоянная времени датчиков давления может достигать

0,01 сек. 5

Благодаря такой постоянной времени точность поддержания массового расхода по предлагаемому способу на

10-20% выше по сравнению с известным.

Способ регулирования массового расхода газа из баллона, заключающийся в том, что измеряют абсолютные значения давления и температуры га- 15 эа в баллоне, связанном непосредственно с дозирующим органом, и соответственно им изменяют величину проходного сечения последнего для получения заданного значения расхода и критического перепада давлений на регулирующем органе, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности поддержания массового расхода при близких к адиабатному процессах опорожнения баллона, постоянно изменяют величину проходного сечения дозирующего органа по сигналу температуры газа в баллоне до подачи газа к дозирующему органу и снимают этот сигнал при подаче газа к последнему, а дальнейшее изменение проходного сечения дозирующего органа производят только по изменению давления газа в баллоне по закону

Ч исаич

С и-1 где F — площадь проходного сечения дозирующего органа;

G — заданный массовый расход газау

С=С(п) — коэффициент расхода газа через дозирующий орган;

Т„ „ — абсолютная температура газа в баллоне перед подачей расхода;

Р,. - абсолютное давление газа в баллоне перед подачей расхода;

p - абсолютное давление газа в баллоне;

n — коэффициент политропы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 349984, кл. G 05 D 7/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 223399, кл. G 05 0 7/00, 1967 (прототип).