Газожидкостный вентиль
Изобретение относится к устройствам , обеспечивагощим нормальную эксплуатацию - laiuHH и установок, а именно к клапанам для регулирования уровня жидкости или ее дозирования. Цель изобретения - повьппение надежности и снижение эксплуатационных затрат. Газожидкостный вентиль содержит питательный резервуар 1, приемный резервуар 5, сифонный трубопровод 2, газопровод 3 обратной связи. Газожидкостный вентиль снабжен камерой 8, в которой размещены входные торць газопровода 3 - обратной связи и входной торец сифонного трубопровода 2. В расширителе 6 U-образного гидрозатвора размещены выходные торцы сифонного трубопровода 2. Это обеспечивает повышение надежности и снижение эксплуатационных затрат. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. tg сл 4 Nd ел О)
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСГ(УБЛИН (19) (11) А1 (50 4 С 05 П 9/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М ABTOPCHOt4lY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4026699/24-24 (22) 19.02.86 (46) 23.09.88. Бюп. 1(35 (71) Новосибирский сельскохозяйственный институт (72) Н.В.Волков, В.С.Кухарь, В.М.Соколов и А.Б.Шалин (53) 621.646(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
И- 912993, кл. У 16 К 21/04, 1979 (54) ГАЗОЖИДКОСТНЫЙ ВЕ11ТИЛЬ . (57) Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию-машин и установок, а именно к клапанам для регулирования уровня жидкости или ее дозирования, Цель изобретения — повышение надежности и снижение эксплуатационных затрат.
Газожидкостный вентиль содержит питательный резервуар 1, приемный резервуар 5, сифонный трубопровод 2, газопровод 3 обратной связи. Газожидкостный вентиль снабжен камерой 8, в которой размещены входные торцы газопровода 3 — обратной связи и входной торец сифонного трубопровода
2 ° В расширителе 6 U-образного гидрозатвора размещены выходные торцы сифонного трубопровода 2. Это обеспечивает повышение надежности и снижение эксплуатационных затрат. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
1425611
Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим нормальную эксплуатацию машин и установок, а именно к клапанам, и может быть использовано, например, в сельском хозяйстве в организации полива растений и поения животных, в процессах жидкостно-химической обработки металлов, в металлургии и других областях техни- 10 ки и быта, где необходимо регулирование уровня жидкости или ее доэирование и дозированное распределение.
Цель изобретения - повьш ение надежности работы эапорно-регулирующих 15 вентилей и снижение эксплуатационных затрат.
На чертеже изображен газожидкостный вентиль.
Газожидкостный вентиль содержит 20 питательный резервуар 1, сифонный трубопровод 2, газопровод 3 обратной связи, U-образный гидрозатвор 4, сообщенный с приемным резервуаром 5 и снабженный расширителем б. Питательный резервуар 1 Сообщен трубопроводом
7 с герметичной камерой 8, в верхней части которой размещен входной торец газопровода 3 обратной связи. Внутри камеры 8 размещен на заданной отмет- 30 ке входной торец сифонного трубопровода 2. В расширителе 6 U-образного гидроэатвора 4 размещены выходной торец нисходящей расширенной ветви сифояного трубопровода 2 и выходной торец газопровода 3 обратной связи.
Газожидкостный вентиль может быть снабжен компенсатором колебаний ат,мосферного давления, выполненный в .виде чашечного манометра с наклон- 40 ной трубкой 9, сообщенной с газопроводом 3 обратной связи и чашей 10, через которую оН сообщен с атмосферой.
Вентиль работает следующим абра 45 зом.
При наличии распределяемой жидкости в питательном резервуаре 1 работа газожидкостного вентиля осуществляется автоматически, начинаясь с пусково.50
ro периода и продолжаясь в длительном режиме регулирования уровня жидкости в приемном резервуаре 5 по интегральному закону. Граничные условия реялиэацйи пусковоГО периода В дли тельной работе: уровень жидкости в питательном резервуаре 1 равен Н и застабилизирован, например„ переливом, полости газожидкостного вентиля, до включения в работу, заполнены, например, воздухом, Пусковой период начинается с заполнения камеры 8 через трубопровод 7. Камера 8 заполняется распределяемой жидкостью, далее эта жидкость попадает в сифонный трубопровод 2 и через расширитель 6 гидрозатвора 4 — в приемный резервуар 5.
После попадания жидкости в гидрозатвор 4 происходит замыкание газа, находившегося в полостях вентиля, расположенных между перегибом гидрозатвора 4 и уровнем жидкости в камере 8. В связи с этим подъем уровня жидкости в гидроэатворе 4 от его перегиба до приемного резервуара 5 сопровождается увеличением давления замкнутого объема газа от P до
I сО (Р; + Н ), где Р; — давление атмосферного воздуха во время заполнения гаэожидкостного вентиля жидкостью.
Указанное увеличение давления газа, замкнутого в полости вентиля, вызывает сжатие этого газа, его переток в камеру 8 и вытеснение жидкости из этой камеры 8 в питательный резервуар 1. Уровень жидкости в камере 8 понижается и при условии
I I
Hr=H+h;, (2) t
Величина h; определяется из величины изотермического сжатия первоначально замкнутого объема газа V до объема
Ч, при выполнении условия (1), т.е. 2 hV 51+hi S21 (3) 1 где h.
1 высота столба жидкости, обусловленная сжатием газа, в колене гидрозатвора .4 со стороны расширителя 6; высота столба жидкости, обусловленная сжатием газа, в камере 8;
1 опускается ниже входного торца сифонного трубопровода 2. После выполнения условия (1) пусковой период заканчивается. Для условия (1) характерна также общая высота гидрозатвора Hr u высота жидкости,h, обусловленная сжатием газа, замкнутого в газожидкостном вентиле давлением (Р; + Н ). Как видно иэ чертежа
14256
S, — площадь горизонтального сечения колена гидрозатвора
4 со стороны расширителя 6;
S - площадь горизонтального сег 5 чения внутренней полости камеры 8.
Величина V определена, например, г законом изотермического расширения
Ч Р V,/(Р + Н ), (4) . Условия (2-4) определяют положение регулируемого уровня жидкости в приемном резервуаре 5 или положение 15
"рабочей точки" вентиля как регулятора.
Длительный режим работы заключается в регулировании уровня жидкости в приемном резервуаре 5 по интеграль- 20 ному закону. Понижение уровня жидкости в приемном резервуаре 5, т.е. уменьшение величины Н, является умень. шением давления газа, замкнутого в вентиле, и. ведет к нарушению условий 25 (1) - давление жидкости резервуара 1 становится выше давления жидкости приемного резервуара 5. Так как указанные давления воздействуют на газ, замкнутый в вентиле, то этот газ на- 30 чинает превращать упомянутое воздействие в работу по перемещению самого газа из камеры 8, преимущественно, в газопровод 3 обратной связи. Это перемещение газа делает возможным подь- 35 ем уровня жидкости в камере 8 и по сифонному трубопроводу 2. По газо.проводу 3 обратной связи газ перете« кает в расширитель 6 и гидрозатвор 4, вызывая понижение уровня жидкости с 40 величиной Н . При дальнейшем понижении уровня жидкости в приемном резервуаре 5 показанные перемещения приводят к заполнению камеры 8 с затоплением горловины сифонного трубопровода 45
2. Для газожидкостного вентиля с высотой восходящего участка сифонного трубопровода 2, равной 6h состояние затопления его характеризуется следующим условием: . 50 (Р; +Н ) -hh = (Р; +Н),(5) ! где ЬЬ ДЬ (с пренебрежением величиной иэотермического расширения газа от уменьшения давления, оказываемого на него столбом жидкости. приемного резервуара 5 на величину hh ).
11
Условие (5) характеризует также отпирания вентиля, так как при соблюдении этого условия сохранение затопляемости восходящего участка сифонного трубопровода 2 образует жидкостный поршень, который под действием силы тяжести жидкости увеличивает скорость движения этой жидкости. Через нисходящий участок сифонного трубопровода 2 жидкость поступает в гидрозатвор 4, вызывая увеличение ее
1 уровня Н; и соответствующее сжатие газа над зеркалом с этим уровнем.
Это увеличение давления газа обуславливает его переток по гааопроводу
3 обратной связи в камеру 8 и вытеснение жидкости, поступающей в гидрозатвор 4, в приемный резервуар 5, а поступающей в камеру 8 — обратно в питательный резервуар 1. Вытеснение жидкости из камеры 8 первоначально вызывает понижение ее уровня в камере 8, а при достижении уровня жидкос( ти значения Н уровень жидкости в камере 8 опускается до уровня расположения входного торца восходящего участка сифонного трубопровода 2. В указанном состоянии в восходящий участок сифонного трубопровода 2 попадает газ из камеры 8, поток жидкости разрывается и ее остатки стекают в гадрозатвор 4 и в камеру 8, соответственно, обуславливая состояние, при котором наблюдается выполнение условия (1). Далее временное
I интегрирование отклонения Н от заданного приводит, при накоплении ука(. занного отклонения до g h состояние вентиля к условию (5), при котором он отпирается, и т.д.
Рассмотрение условий (1, 2 и 5) показывает, что положение рабочей
I точки Н, зависит не только от расхода распределяемой жидкости приемным резервуаром 5 и восстановления ее уровня, но и от имеющих место колебаний атмосферного давления Р;ц, вызывающих колебания величин h; и h< .
Компенсатор колебаний атмосферного давления ослабляет колебания Р; и стабилизирует этим положение рабочей точки Н . Это реализуется на рабочем ( участке компенсатора, выполненном в виде наклонной трубки 9. Подключение компенсатора вызывает появление третьего члена. Ь; в равенстве (3), что само по себе уменьшает амплитуду аб25611 ля и атмосферного давления воздуха
«р
Формула изобретения
Составитель Т ° Задворная
Pедактор Н.Тупица Техред A.Kpaвчук Корректор С.Шекмар
Заказ 4767/44 Тираж .866 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
5 14 солютной величины h, а соответстнен« но, и Hr, благодаря уменьшению абсолютной величины h
Однако оснонное компенсирующее воздействие достигают наклонным расположением трубки 9 и подбором площади ее горизонтального сечения Б
3то обеспечивает большие величины колебаний затапливаемого и незатапливаемого объемов трубки 9 при колебаниях
Р;, чем при ее вертикальном положег1ии. В соответствии с (3), и правую часть которого введено упомянутое г ретье слагаемое с угловым коэффициентом усиления 1/sing, обеспечивающим большую амплитуду колебаний величины этого слагаемого, чем двух других, при колебаниях P,ð это обеспечивает уменьшение зависимости Н . и h. от ко« « лебаний P . В газонаполненные полос«р ти предлагаемого газожидкостного вентиля при увеличениях Р;„ инъектируется газ с этим возросшим давлением из трубки 9 под действием измерительного перемещения запорной жидкости— поршня чашечного манометра — компенсатора. При уменьшениях Р„р компенсатор отсасывает иэ газонаполненных полостей вентиля расширившийся от этого уменьшения газ в трубку 9. Сообщение компенсатора с атмосферой через зеркало его запорной жидкости в чаше 10 обеспечивает зависимость перемещений жидкости н трубке 9 тольк0 от давления газа н полостях венти1. Газожидкостный вентиль, содержащий соединяющие питательный и приемный резервуары, сифонный трубопровод и газопровод обратной связи, о тличающийся тем,что,сцелью повышения надежности и снижения эксплуатационных затрат, он содержит сообщенную с питательным резервуаром герметичную камеру, в верхней части которой размещен входной торец газопровода обратной связи, внутри камеры размещен на заданной отметке входной торец сифонного трубопронода, 2О U-образный гидроэатвор, в котором размещены выходной торец нисходящей расширенной ветви сифонного трубопровода и выходной торец газопровода обратной связи, причем U-образный гид25 роэатнор сообщен с приемным резервуаром.
2. Вентиль поп. 1, о тл и ч а юшийся тем, что он снабжен компенсатором колебаний атмосферного давления, выполненным в виде П-образного чашечного манометра с накпонной трубкой, через которую он подсоединен к газопроводу обратной связи, причем чашечный манометр сообщен с атмосферой.
