Устройство для регулирования расхода

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РБГУЖРОВАНИЯ РАСХОДА, содержащее корпус с входным и выходным патрубками с размещенньм в нем чувствительным элементом, образующим в ксфпусе две камеры и связанным с запорным регулирующим органом, и схему регулирования расхода, отличающеес я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения точности, чувствительный элемент выполнен в виде сильфона, заполненного термочувствительной средой, в котором установлен термопреобразователь , а схема регулирования выполнена в виде электрического моста, плечи которого образованы термопреобразователем , переменным и постоянным резисторами и коплекторно-эмиттерным переходом транзистора, база которого соединена с выходом компаратора , первый вход которого подключен к точке соединения переменного и постоянного резисторов, а второй г к точке соединения эмиттера транзистора и одного из выводов термопреоб (О разователя, причем в одну из диагоналей электрического моста включен источник питания.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

О И

РЕСПУБЛИК

SU„, 121653 зЮ G 05 2 7/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР д ЮЮ В В»й М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОЬГФ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3530655/24-24 (22) 27.12.82 (46) 30.10.84. Вюл. 9 40 (72) Л.II.Ñòàðîáàõèí, Ю.Л;Эмке и А.В.Кулаков (53) 621.555.6 (088.8) (56) 1. Заявка ФРГ У 294860. кл. F 16 К 51/00. 1980.

2. Патент США В 4250908. кл. 6 05 Э 11/02. 137-7. опублик.<

1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО Ш1Я РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА, содержащее корпус с входным и выходным патрубками с размещенными в нем чувствительным элементом, образующим в корпусе две камеры и связанным с запорным регулирующим органом, и схему регулирования расхода, от л ича юще ес я тем, что, с целью упрощения конструкции устройства и повышения точности, чувствительный элемент выполнен в виде сильфона, заполненного термочувствительной средой, в котором установлен термопреобраэователь, а схема регулирования выполнена в виде электрического моста, плечи которого образованы термопреобразователем, переменным и постоянным резисторами и коллекторно-эмиттерным переходом транзистора, база которого соединена с выходом компаратора, первый вход которого подключен к точке соединения переменного и постоянного резисторов, а второй— к точке соединения эмиттера транзистора и одного из выводов термопреобразователя, причем в одну из диагоналей электрического моста включен источник питания.

Цель изобретения — упрощение конструкции, обеспечение возможности дистанционного управления электрическим сигналом с одновременной стабилизацией давления, повышение точности регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в уетройстве для регулирования расхода, содержащем корпус с

1 11216

Изобретение предназначено для автоматического регулирования расхода потока и может быть использовано для поддержания заданного расхода постоянным.

Известен вентиль, содержащий запорный орган в виле поршня. Корпус вентиля содержит входной и выходной патрубки. Общий объем вентиля разделен на две камеры, одна из которых (пневматическая) сообщается с сильфоном, закрепленным с одной стороны на поршне, а с другой — на разделительной перегородке, и с магистралью подачи газа, с помощью которого осуществляется контроль положения поршня, т .е. эапирание (отпирание). Регулирование потока осуществляют путем изменения давления в пневматической камере. Если при одном и том же давлении газа в пневматической камере происходит изменение расхода рабочей среды (например газового потока), т.е. изменяется величина зазора между запорным органом (поршнем) и корпусом, то путем изменения давления газа в пневматической камере изменяют величину этого зазора до заданного 1 3.

Недостатком вентиля является низкая точность в работе, обусловленная тем, что расход потока не стабилизирован и любое изменение давления вызывает существенные изменения расхода. При заданном давлении газа в пневматичекой камере должен поацерживаться и заданный расхоп. Но поскольку давление рабочей среды в пругой камере мошет независимо изменяться, то и расход ее становится нестабильным, что влияет на точность

40 работы устройства. Кроме того, изве-. стное устройство практически дистанционно неуправляемо, так как для управления работой устройства необходимо иметь пневматическую линию

45 и осуществлять манометрический (по давлению) контроль. Это также усложняет конструкцию устройства, увеличивает его инерционность, ограничивает возможность управления работой устройства на больших расстояниях.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования расхода потока, содержащее корпус, внутри которого размещен чувствительный элемент, разделяющий объем: ! на две полости — камеры. В первую

53 2 камеру запускают регулируемую среду (поток) . Вторая камера соединена с первой посредством делителя давления, вследствие чего давление в первой камере является функцией давления в первичной цепи. С чувствительным элементом соединен эапорный орган, контролирующий соединение между верхней по потоку частью вторичной цепи и второй камерой. Запорный орган перемещается между первым, положением, в котором поток через камеру блокируется, и вторым положением, в котором поток через камеру модулируется и регулируется. В кор-. пусе имеются входной и выходной патрубки.

Расход рабочей среды зависит от зазора между запорным органом и корпусом, который изменяется при изменении входного давления ° В известном устройстве расход потока постоянен, так как давление во второй камере воздействует на давление в первой камере, т.е. имеется возможность регулирования расхода потока в заданном интервале, контролируя давление в первой камере, и в то же время обеспечивается стабильное значение расхода потока вне зависимости от изменения входного давления за счет введения обратной связи по давлению 2 .

Недостатком известного устройства является сложность его конструкции, обусловленная наличием дополнительного делителя давления, пневматической системы управления. Кроме того, невозможно дистанционное управление электрическим сигналом, так как для управления работой устройства необходимо иметь пневматическую линию и осуществлять манометрический (по давлению) контроль, что усложняет управление, увеличивает инерционность за счет малой скорости изменения пневмосигнала, существенно ограничивает расстояние дистанционного управления. з 1121 входным и выходным патрубками с размещенным в нем чувствительным элементом, образующим в корпусе две камеры и связанным с регулирующим органом, и схему регулирования расхода, чувствительный элемент выполнен в виде сильфона, заполненного термочувствительной средой, в котором установлен термопреобразователь, а схема регулирования выполнена в виде элект- 1р рйческого моста, плечи которого образованы термопреобразователем, переменным и постоянньм резисторами и. коллекторно-эмиттерным переходом транзистора, база которого соединена с выходом компаратора, первый вход которого подключен к точке соединения переменного и постоянного резисторов, а второй — к точке со, единения эмиттера транзистора и одного иэ выводов термопреобразователя, причем в одну из диагоналей электрического моста включен источник питания.

Электрическая схема значительно 25 надежнее и проще в исполнении, имеет меньшие габариты и материалоемкость по сравнению с пневматической, позволяет осуществлять дистанционное управление работой устройства.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для регулирования расхода.

Устройство содержит схему регулирования, которая выполнена в виде ÇS электрического моста. Одно плечо этого моста образовано транзистором

1, второе — переменным 2, а третье— постоянным 3 резисторами. База транзистора 1 соединена с выходом ком- 4О паратора 4, первый вход которого подключен к точке соединения переменного 2 и постоянного 3 резисторов.

В одну из диагоналей моста подключен источник 5 питания. Кроме того, 45 устройство содержит корпус 6, в ко. тором выполнены входной 7 и выходной 8 патрубки. В корпусе 6 размещен чувствительный элемент 9, выполненный в виде сильфона, образующего 50 две камеры. Внутри камеры первой . сильфона 9 размещены термочувствительная жидкость 10 и термопреобразователь 11, являющийся четвертым плечом моста. Со стороны выходного SS патрубка 8 к чувствительному элементу 9 прикреплен регулирующий орган

12. Вторая камера с одной стороны

653 4 ограничена корпусом 6, а с другой— чувствительным элементом 9.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В исходном положении регулирующий орган 12 закрывает выходной патрубок

8 (плотно прилегает к корпусу 6) .

После включения источника 5 питания переменным резистором 2 задается необходимое значение расхода потока, определяемое давлением в первой камере, которое, в свою очередь, связано с давлением паров жидкости 10, однозначно связанным с температурой оследней. Температура жидкости 10 онтролируется и задается термопреобазователем 11, температура которого поддерживается за счет изменения сопротивления транзистора 1, управляемого компаратором 4. Термопреобра. зователь 11 по функции совмещен с нагревателем и нагревается до температуры, определяемой положением движка резистора 2. Баланс моста поддерживается за счет изменения сопротивления транзистора 1, управляемого .компаратором 4, т. е. выполняется функция стабилизации заданного значения температуры термопреобраэователя 11, а следовательно, и температуры жидкости 10. Давление паров жидкости 10 также возрастает и воздействует на термочувствительный элемент 9, который изменяет положение регулирующего органа 12. Расход потока соответствует заданному переменным резистором 2. Изменение входного давления вызывает изменение положения. регулирующего органа 12 вследствие того, что давление прикладывается к чувствительному элементу 9, что изменяет зазор, а следовательно, и расход потока. Изменение положения резистора 2 или внешней температуры вызывает изменение сопротивления термопреобраэователя

11 и нарушение баланса моста, т.е. появление напряжения между входами.

Компаратор 4 управляет сопротивлением транзистора 1 до выполнения нулевой разности напряжения между входами компаратора 4. Таким образом осуществляется стабилизация давления в первой камере, которое уравновешивается давлением Во второй камере, прикладываемым к сильфону 9

Изменение расхода газа стабилизируется за счет изменения положения ре1121653

Составитель Н.Мирная

Техред М.Кузьма

Редактор И.Рыбченко

Корректор М.Розмаи

Тираж 841

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 798!/37

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 гулирующего органа 12, положение которого определяется сильфоном 9.

Таким образом, осуществляется дистанционное управление расходом газа путем изменения сопротивления переменного резистора 2 во второй камере и его стабилизация. Отключение источника 5 питания осуществляется полное запирание устройства.

Предлагаемое устройство обладает меньшей инерционностью по сравнению

S с пневмосистемой, что при упрощении конструкции позволяет повысить точи ос т ь р е гулир ов ания