Регулятор расхода
Изобретение относится к автоматике , в частности к устройствам прямого действия для регулирования расхода жидкостей и газов с изменяющимися давлением и плотностью. Цель изобретения - стабилизация объемного расхода. Регулятор расхода содержит корпус 1, полость которого разделена на проточную 2-й непроточную 3 камеры мембраной 4, жестко связанной с нагрузочным элементом - поплавком 5 к с разгруженным дросселирующим элементом 6 и нагрузкой, усилие которой направлено в сторону открывания дросселирующего элемента. Регулятор содержит преобразователь 8 потока среды в динамическое давление, выделяемое на мембране в непроточной камере в виде усилия, направленного в сторону закрывания дросселирующего элемента, Нагрузка выполнена в виде пружины 10 и погруженного поплавка 5 с плотностью , меньшей плотности рабочей среды, 1 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л с О5 00 00 INO со о
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„ 1 688230
А1 р ) С 05 D 7/Oi
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗСИ ЕТЕНИЯМ И ОТН ЦТИЯМ
ПРИ ГННТ CCOP
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Я ДЩ fgplQQQQQf QQ .Ял,р© )(Яу = ...- —; 4г., 1 (21) 4130098/24, 4130890/24 (22) 08.10,86 (46) 30 $0 91. Бюл, r 40 (72) Н, А. Соколов (53) 621,646.3{088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1608620, кл, 0 05 В 7/01, 19,05.86.
1 (54) РЕГУЛЯТОР РАСХОДА (57) Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам прямого действия для регулирования расхода жидкостей и газов с изменяю:щимися давлением и плотностью, Цель изобретения — стабилизация объемного расхода. Регулятор расхода содержит
2 корпус 1, полость которого разделена на проточную 2-и непроточную 3 камеры мембраной 4, жестко связанной с нагрузочным элементом — поплавком 5 и с разгруженным дросселирующим элементом 6 и нагрузкой, усилие которой направлено в сторону открывания дросселирующего элемента, Регулятор содержит преобразователь 8 потока среды в динамическое давление, выделяемое на мембране в непроточной камере в виде усилия, направленного в сторону закрывания дросселирующего элемента.
Нагрузка выполнена в виде пружины 10 и погруженного поплавка 5 с плотностью, меньшей плотности рабочей среды, 1 s.п. ф-лы, 4 ил, 1688230
Изобретение относится к автоматике„ в частности к устройствам прямоГо действия для регулирования расхода Жидкостей и газов с изменяющимися давлением и плотностью, Цель изобретения — стабилизация объемного расхода, На фиг. 1 представлена конструк1 ия регулятора расхода с пружиной йа фиг, 2 — то же, беэ пружины, на фиг, 3,4 изображены с.оответствующие зависимости подъемной силы тела-поп тавка от изменения плотности среды
F = -V(), объемного G< и массового G щ расходов, Индексы 1,0,2 относятся к минимальным, номинальным средним) и максимальным значениям параметров, Регулятор расхода содержит кор ус 1, полость которого разделена на проточную 2 и непроточную 3 каме1 ры мембраной 4, связанной с нагру-! эочным элементом, выполненным в виде тела 5, представляющего собой поплавок с плотностью„ меньшей плотности рабочей среды, двухседельный уравновешенный клапан 6 — дросселирующий элемент, динамический преобразователь потока среды, выполненный в виде расположенной во входном штуцере 7 напорной трубки 8, соединенной каналом с непроточной камеой 3, В негроточной камере 3 на мемране закреплен стакан 9 на дно котоI
35 ого опирается пружина 10, другим концом опирающаяся на тарелку 11, закрепленную на регулировочном штоке 12, Регулятор расхода работает следующим образом, Рабочая среда поступает из входного штуцера 7 в проточную камеру 2 и через преобразователь — напорную трубку 8 — в непроточную камеру 3. . На мембрану 4 действует сила динамического давления, уравновешиваемая .Выталкивающей силой поплавка 5. При
Повышении расхода динамическое давление увеличивается, клапан 6 прикрывается, при снкжении расхода дина50 мическое давление уме:ньшается и клапан приоткрывается, Поплавок 5 за счет выталкивания йго средой обеспечивает усилие нагрузки Р на мембрану 4 и является одновременно элементом, чувствительным к изменению плотности среды. С увеличением плотности среды нагрузка на мембрану по абсолютной величине увеличивается, как это иллюстрируется прямой
F (1), (3) v =
t)-S3q
Если площадь поперечного сечения канала динамического преобразователя равна v то объемный расход с учетом (3) выразится как
Ь где V — - объем поплавка.
Однако при этом вес самого поплавка должен быть скомпенсирован усилием пружины с небольшой жесткостью при открытом дросселирующам элементе, Изменение нагрузки на мембрану 4 вызывает соответствующие изменения объемного GV и массового 0 „ расходов, Поскольку плотность среды, а следовательно, и усилие нагрузки на мембрану нередко изменяются незначительно, то регуляторы выполняются с разгруженными двухседельными клапанами, позволяющими исключить влияние статического давления на величину расхода.
Для обеспечения быстрого реагирования регулятора на изменение плотности срецы (для повышения динамической точности регулирования) поплавок
5 расположен в проточной камере 2, поскольку в непроточной камере 3 новое значение плотности среды устанавливается со значительным запаздыванием, Принцип действия мембранного регулятора с динамическим преобразователем состоит в стабилизации динамического давления потока среды на таком уровне, чтобы усилие, выделяемое на мембране 4, пропорциональное динамическому давлению,, равнялось усилию Р нагрузки на мембрану от поплавка 5 и пружины 10:
0 --- я
0 (2) . Э ) где v — скорость среды в канале динамического преобразователя — ускорение свободного падения
S = -- (D2 + Dd + d ) — эффек. Il
9ф 12 тивная. площадь мембраны диаметром D и с диаметром жесткого цейтра а. l688230 а массовый расход
GN= GV I) = V. 1, (5) (9) 10 (6) F =V ° 3>
2 v
Яру (7) 2g ч
Ч " P Яэ
con8t
2 F
G = w v = w ---"--" (4) р Яэт
Сила нагрузки на мембрану 4 от поплавка 5, вес которого скомпенсирован пружиной 10 составит где Ч вЂ” объем поплавка.
С учетом (4) и (6):
Таким образом, если нагрузка на мембрану образуется идеальным поплавком (вес которого скомпенсирован усилием пружины), то усилие нагрузки пропорционально плотности среды (6), а регулятор поддерживает постоянную скорость истечения среды и обеспечивает иивариантность объемного расхода от плотности (7), Тогда массовый расход изменяется линейно-пропорционально плотности среды (5).
Приравняв выражения (2) и (6), с учетом (4) получим
v2 G ° Яю, я .у {8) э Р w 2g
Усилие нагрузки от поплавка 5
5 определится иэ (2) и (4):
Сч. Яи
F = 11 „I7 = 1
2g ° w
Формула изобретения
1, Регулятор расхода, содержащий корпус, полость которого разделена на проточную и негроточную камеры мембраной, соединенной с уравновешенным дросселирующим элементом и нагруэочным элементом, выполненным в виде расположенного в проточной камере тела, чувствительного к изменению плотности среды и усилие которого направлено в сторону открытия дросселирующего элемента, и преобразователь потока среды в динамическое давление, соединенный с непроточной камерой с образованием усилия, направленного в сторону закрытия дросселирующего элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью стабилизации объемного расхода среды, тело выполнено с плотностью, меньшей
30 плотности среды.
2. Регулятор по п, 1, о т л ич а ю шийся тем, что тело снабжено пружиной.
1688230,Редактор А.Маковская
М Заказ 37С8 Тираж 1Тодписиое
ВНИИПЯ Государственного комитета по изобретениям и открытияй при ГКИТ СССР
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Gy,m бег
&me бк/,О,Я б /
Составитель Н.Соколов
Техред А„Кравчук 1Ьрректор М,Самборская
