Регулятор давления

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

386387

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

3aявлено 02.I I.1971 (№ 1620418/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 14.V1.1973. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 22.IX.1973

M. Кл, G 054 16/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР во делам изобретений н открытий

УДК 621-555 6(088 8) Авторы изобретения

И. С. Сидоренко и Г. II. 1Дсмонаев.Заявитель

РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к регуляторам давления и может найти применение всюду, где есть необходимость поддерживать постоянное давление, например, для поддерживания давления в криостате, применяемом в криогенной технике, особенно для стабильного поддерживания давления.

Известен регулятор для поддержания давления в криостате, применяемый в криогенной технике для поддержания стабильного давления, состоящий из регулирующего элемента, в виде тонкостенной резиновой трубки, установленной в разрыве трубопровода, соединяющего рабочий объем с насосом и помещенного в герметичный объем с оливкой для откачки, в котором фиксируется опорное давление.

Поставленная цель достигается тем, что в герметичный объем установлен дополнительный регулирующий элемент коаксиально основному, а между регулирующими элементами расположена перегородка, являющаяся распределителем потока газа и имеющая отверстия в средней части, с помощью которых полости между регулирующими элементами и терегородкой сообщаются между собой. Кроме того, полость между дополнительным регулирующим элементом и перегородкой со стороны входа регулятора соединена трубопроводом через вентиль с газгольдером, а со стороны выхода регулятора — трубопроводом, проходящим через полость между перегородкой и регулирующим элементом, с выходом регулятора, а полость между регулирующим элементом и перегородкой и полость между дополнительным регулирующим элементом и стенками герметичного объема соединены с выходом регулятора трубопроводами, снабженными вентилями, Такое введение глубокой пневматической отрицательной обратной

10 связи по давлению обеспечивает высокую чувствительность регулятора к изменению давления в рабочем объеме.

На фиг. 1 изображен регулятор давления, включенный в схему регулирования; на

15 фиг. 2 — схема регулятора в работе; на фиг. 3 — сравнительные регулировочные характеристики регуляторов давления.

Регулятор давления состоит из герметичного объема 1, в стенки которого впаяны две

20 трубки 2 и 8, являющиеся газопроводом, а на концах трубок, обращенных внутрь герметичного объема 1, уплотнена на вакуум эластичная, например, резиновая тонкостенная трубка 4, являющаяся регулирующим элементом.

25 Коаксиально регулирующему элементу 4 установлена вторая аналогичная эластичная тонкостенная трубка, являющаяся дополнительным регулирующим элементом 5 и уплотненная своими концами в стенках герметич30 ного объема l.

386387

Пространство между регулирующим элементом 4 и дополнительным регулирующим элементом 5 разделено на две полости б и 7 перегородкой 8, представляющей собой, например, цилиндр и являющейся распределителем потока газа. В перегородке 8„ в средней ее части, выполнен ряд отверстий 9, с помощью которых полости б и 7 сообщаются.

Перегородка 8 вакуумноплотно укреплена к внутренней стенке герметичного объема.

Полость 6 со стороны входа регулятора соединена трубопроводом через вентиль 10 с газгольдером, а со стороны выхода регулятора соединена трубопроводами 11, проходящими через полость 7, с выходом регулятора.

Полость 12, ограниченная стенками герметичного обьема 1 и дополнительным регулирующим элементом 5, а также полость 7, ограниченная перегородкой 8 и регулирующим элементом 4, соединены с выходом регулятора трубопроводами через соответственно вентили 18 и 14.

Регулятор давления работает следующим обр азом.

B исходном положении вентили 18, 14 и 10 закрыты. При этом в рабочем объеме 15 и в

-полостях 12, б и 7 — атмосферное давление.

Включают вакуумный насос 16. Регулирующий элемент 4 под действием атмосферного давления со стороны рабочего объема 15, атмосферного давления в полости 7 и вакуумного насоса 16 со стороны выхода регулятора приобретает форму, показанную на фиг. 2а.

Поскольку насос 16 создает на выходе регулятора давление 0 мм рт. ст., а снаружи давление, регулирующий элемент 4 закрывается разностью давлений.

Дополнительный регулирующий элемент 5 прижмется к отверстиям в распределителе потока газа, после того как будет откачан газ из полости 6, и так как в полости 12— атмосферное давление, то он займет положение, показанное на фиг. 2а.

Затем открывают вентили 10 и 14 так, чтобы через вентиль 14 откачивалась приблизительно половина потока газа, поступающего из газгольдера через вентиль 10. Этот дополнительный поток газа необходим для введения пневматической отрицательной обратной связи по давлению. В зависимости от давления, которое необходимо поддерживать в рабочем объеме 15, поток газа может меняться от 0,5 см /сек до 10 смз/сек, определяя глубину обратной связи. Удобно иметь вентили 10 и 14 с приводом от одной ручки. Поток газа, поступающий через вентиль 10, делится на две части: одна часть потока проходит через отверстия 9 в перегородке и откачивается через вентиль 14, вторая часть потока (поскольку другого пути у него нет, так как через вентиль 14 откачивается определенное количество газа) приподнимает дополнительный регулирующий элемент 5 над отверстиями и поступает в насос 16. Так как в полости 12— атмосферное давление, то и в полости б будет поддерживаться давление, близкое к атмосферному, благодаря открыванию и закрыванию отверстий дополнительным регулирующим элементом 5 (тонкостенной резиновой трубкой) при увеличении или уменьшении давления в газгольдере.

Это же давление передается через отверстия 9 в распределителе потока газа в полость 7, и регулирующий элемент 4 будет

10 поддерживать давление в рабочем объеме 15, близкое к атмосферному за счет изменения его проходного сечения. Для понижения давления в рабочем объеме 15 необходимо открыть вентиль 18. В полости 12 давление при этом понижается, тонкостенная трубка 5 приподнимается над отверстиями в распределителе потока газа и давление в полостях б и 7 также понижается. Это понижение давления заставляет увеличить проходное сечение регулирующего элемента 4, отчего давление в рабочем объеме 15 также понижается. Когда установится необходимое давление в рабочем объеме 15, вентиль 18 закрывают. Теперь регулятор будет поддерживать установленное

25 давление относительно давления, зафиксированного в полости 12 (опорное давление).

Необходимо отметить, что благодаря постоянному натеканию газа через вентиль 10, дополнительный регулирующий элемент 5 будет

ЗО поддерживать давление с точностью не менее

0,05 мм рт. ст. (см. фиг. 3, кривые 17 и 18).

Из графика видно, что при постоянном натекании газа в рабочий объем (станционарный режим) даже простой регулятор давления точно поддерживает заданное давление.

Целью изобретения является увеличение точности регулирования при резких изменениях давления в рабочем объеме.

Предположим, что давление в рабочем обь40 еме резко увеличилось (уменьшилось). При этом тонкостенная трубка 4 (см. фиг. 2б), увеличивая (уменьшая) свое проходное сечение, прикрывает (приоткрывает) отверстия 9 в перегородке 8.

45 Благодаря этому в полости 7 давление резко понижается (повышается), так как через вентиль 14 откачивается определенное количество газа. Понижение (повышение) давления в полости 7 вызывает еще большее при50 крывание (приоткрывание) отверстий 9, а это, в свою очередь еще большее понижение (повышение) давления в полости 7, что способствует быстрому открыванию (закрыванию) регулирующего элемента 4.

55 Этот процесс происходит подобно процессам в электрических схемах с обратной связью, обеспсчивая высокую чувствительность регулятора к изменению давления в рабочем объеме.

60 Глубину обратной связи можно регулировать изменением потока газа через вентили

10 и 14. Чем больше этот поток, тем чувствительнее регулятор к изменению давления в рабочем объеме. Дополнительный поток газа

65 необходимо подавать в разумных пределах, 386387

5 7 Ю 12 У/

У2 <Риг. 2 чтобы избежать перегрузки вакуумного насоса.

Предлагаемый регулятор давления способен поддерживать давление в рабочем объеме в диапазоне 2 — 760 мм рт. ст. с точностью

0,07 мм рт. ст. (по меньшему давлению) при изменении скорости испарения сжиженного газа от 0 до 150 см /сек.

По оси ординат (см. фиг. 3) отложено отношение давления в рабочем объеме к начальному давлению, по оси абсцисс — скорость испарения сжиженного газа в смз/сек (логарифмический масштаб) .

Кривые 17 и 18 — для простых регуляторов типа Уолкера, кривые 19 и 20 — для предлагаемого регулятора давления. Из графиков видно, что предлагаемый регулятор имеет значительно лучшие регулировочные характеристики, чем регулятор типа Уолкера.

Предмет изобретения

Регулятор давления, содержащий заключенный в герметичный объем регулирующий элемент, например эластичную трубку, установленную в разрыве трубопровода, соединяющего рабочий объем с насосом, атличаюи1ийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования давления и увеличения точности работы устройства, в него введены газгольдер и вентили, а герметичный объем снабжен установленным коаксиально основному дополнительным регулирующим элементом и перегородкой с отверстиями в средней части, расположенной между регулирующими элементами, причем вход полости, образованной дополнительным регулирующим элементом и перегородкой, соединен через вентиль с газгольдером, а выход ее трубопроводом, расположенным в полости между перегородкой и регулирующим элементом, соединен с выходом регулятора, а полость между регулирующим элементом и перегородкой и полость между дополнительным регулирующим элементом и стенками герметичного объема соединены с выходом регулятора трубопроводами, снабженными вентилями.

386387

0,У8

Фиг, З

Корректор С, Сатагулова

Редактор Е. Семанова

Заказ 2564/5 Изд. № 1658 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

P нач

/П

Составитель А. Бочкина

Техред Л. Богданова