Устройство для напуска газа

 

Изобретение относится к технике регулирования расхода в потоке текучей среды, в частности к устройствам для плавной регулировки потока газа низкого давления. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона дозировки напуска/ Ј емого газа. Предлагаемое устройство для напуска газа содержит корпус 1, седло 2, подвижный шток, часть которого 3 подключена к источнику питания 5, втулку 6 и упругий элемент 7. В корпусе 1 выполнена перегородка 8 с отверстием под шток, втулка б установлена соосно штоку, торец пьезоэлектрической части штока 3 и один из торцов втулки 6 соединены жесткой перемычкой 9, другой торец втулки 6 взаимодействует с перегородкой 8 корпуса 1, упругий элемент 7 установлен между перемычкой 9 и крышкой 10 корпуса 1, а длины элементов устройства выбраны из условия термокомпенсации зазора между седлом 2 и штоком. 4 з.п. ф-лы. 1 ил. 73 С/1 с 00 КЗ 00 СП ел ю Ј 2 /

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧF СКИХ

РЕСПУБЛИК (5t)5 G 05 О 7/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5000822/24 (22) 01.07.91 (46) 15.07.93. Бюл. № 26 (76) В,А.Вотяков, П.Г.Мерзляков и И.И,Семенов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1024884, кл, G 05 0 7/06, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹ 668855887744,, кКл, F 16 К 49/00, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПУСКА ГАЗА (57) Изобретение относится к технике регулирования расхода в потоке текучей среды, в частности к устройствам для плавной регулировки потока газа низкого давления.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона дозировки напуска10

„,5U „„1828552 АЗ емого газа. Предлагаемое устройство для напуска газа содержит корпус 1, седло 2, подвижный шток, часть которого 3 подключена к источнику питания 5, втулку 6 и упругий элемент 7. В корпусе 1 выполнена перегородка 8 с отверстием под шток, втулка 6 установлена соосно штоку, торец пьезоэлектрической части штока 3 и один из торцов втулки 6 соединены жесткой перемычкой 9, другой торец втулки 6 взаимодействует с перегородкой 8 корпуса 1, упругий элемент 7 установлен между перемычкой 9 и крышкой 10 корпуса 1, а длины элементов устройства выбраны из условия термокомпенсации зазора между седлом 2 и штоком.

4 з.п, ф-лы. 1 ил.

1828552

Изобретение относится K технике регулирования расхода в потоке текучей средь1, в частности к устройствам для плавной регулировки потока газа низкого давления.

Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона дозировки напуска газа.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства для напуска газа.

Устройство для напуска газа состоит из корпуса 1, седла 2, подвижного штока, состоящего из двух частей — пьезоэлектрической части 3 .и части 4 со стороны седла, источника питания 5, втулки 6 и упругого элемента 7. Б корпусе выполнена перегородка 8 с отверстием под шток. Втулка 6 установлена соосно штоку с зазором между ним и стенкой корпуса, Торец пьезоэлектрической части 3 штока и один из торцов втулки 6 соединены жесткой перемычкой 9, а другой торец втулки 6 взаимодействует с перегородкой 8 корпуса. Упругий элемент 7 установлен между перемычкой 9 и крышкой

10 корпуса. В корпусе выполнено отверстие для подвода газа (показано стрелкой) и отверстие для напуска газа. совмещенное с седлом 2.

Длина пьезоэлектрической части 3 штока (!ш ); части 4 штока ((ш"), втулки 6 (l ), части корпуса 1 между втулкой 6 и седлом 2 (!к), а также материалы указанных элементов устройства выбраны из условия: д + !ш + !ш = !в+ !к, И аш!ш+ ш !ш -Oa !ь+%; !к, I где д — зазор между штоком и седлом, à 4ш

d, ао и ак — коэффициенты линейного. расширения материалов соответствующих элементов.

Пьезоэлектрическая часть 3 штока подключена к источнику 5 через изолятор 11 и по цепи "корпус 1 — крышка 10 — упругий элемент 7 — перемычка 9". Подключение мо>кет быть произведено непосредственно через два изолятора (второй изолятор не паказан).

Для расширения диапазона регулировки напускаемого газа втулка 6, если она выполнена из материала с характеристикой пьезапреабразования обратной по отношению к пьезоэлектрической части 3 штока, подключена к источнику питания 5, также как шток. В там случае, когда втулка 6 выполнена из того же материала, чта и пьезоэлектрическая часть штока,. то ана подключена к источнику питания 5 встречно (обратной полярностью) по отношению к пьезоэлектрической части штока, Устройство для напуска газа работает следующим образом.

В исходном состоянии зазор д между седлом 2 и частью 4 штока равен нулю (полагаем, что пьезоэлектрическая характеристика части 3 штока соответствует укорочению ее при подаче от источника питания). При этом упругий элемент 7, взаимодействуя с крышкой 10 корпуса и перемычкой 9. прижимает втулку 6 к перегородке 8 корпуса 1. При подаче напряжения от источника питания 5 на пьезоэлектрическую часть 3 штока, закрепленную в перемычке 9, последний изменяет свои линейные размеры, изменяя зазор д между седлом и штоком, Регулируя величину прикладываемого напряжения, можно изменять зазор д, изменяя тем самым дозировку напускаемого газа.

Диапазон дозировки может быть увеличен за счет подключения пьезоэлектрической втулки 6 к источнику питания 5, При подключении источника питания к штоку и втулке одновременно они будут изменять свои линейные размеры, сжимая через перемычку 9 упругий элемент 7. При этом зазор д будет равен суммарному перемещению торцов втулки и штока, что существенно расширяет диапазон регу30 лирования напуска газа (в частности, если

lUj = !> и материал штока и втулки имеют

I одинаковый модуль коэффициента преобразования, то диапазон расширяется вдвое).

Точность дозировки напускаемого газа зависит от стабильности зазора д между седлом и штоком, в частности, от температурной стабильности д . Условием последнего является равенство абсолютных приращений длины частей штока, с одной стороны, и участков и !к, с другой стороны;

Л! + Л !,.!! =- Л !. + Л !,, (1)

Полагая, что все элементы устройства изменя от температуру на одну и ту же величину ЛТ, имеем:

45 а„!„+, !ш =а, !. + а. !к (2)

Кроме того, при любой температуре должно выполняться условие (полагаем д =- 0, т,к. д «!ш + l„) ): !

50 . "+ - "

И (3)

С целью упрощения конструирования и подбора материалов, удовлетворяющих температурной стабильности зазора дк, можно корпус v. часть 4 штока (!ш") выполнить из материалов с одинаковым коэффициентом линейного расширения (а = а =- а1 ) и то же сделать для пьезоэИ лектрической части 3 штока и втулки

6 (Q = а, =Q2 ). В этом случае имее л:

1828552

Формула изобретения

1. Устройство для напуска газа, содержащее корпус, седло, перекрываемое подвижным штоком, часть которого выполнена из пьезоэлектрического материала и подключена к источнику питания, о т л и ч а Io щ е е с я тем, что оно содержит втулку, установленную саосно со штоком и с зазором между штокам и стенкой корпуса, перегородку в корпусе с отверстием для штока, перемычку, с которой жестко соединены торец пьезоэлектрической части штока и один из торцов втулки, другой торец которой выполнен взаимодействующим с перегородкой, и упругий элемент. установленный между перемычкой и крышкой корпуса, причем длина элемента устройства и их материал выбраны из условий

Составитель В. Вотяков

Редактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор Г, Кас

Заказ 2370 Тираж Подписное

ВН ЛИПИ Гасударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Ю (1ш 1в) = Я2(18 =-1ш, (4)

1)

Поскольку обычно не удается получить части штока иэ материалов с одинаковым коэффициентам линейного расширения, то в большинстве случаев конструирования а1 Ф а . ОДНаКО, Па УСЛОВИЮ (3) 1ш - 1» =

II

И, =1e -I поэтому из (4) получаем 1ш -1»=

II н, ь

=Ie-1ø =0, откуда 1ш =1», 1в=1ш Праще всего элементы устройства выполнить попарно из одного и того же материала (пару элементов

1ш и I» — из одного, а пару 1 и Ie — из

I I другого), Использование предлагаемого устройства для напуска газа позволит повысить точность дозировки напускаемого газа за счет стабилизации зазора между штоком и седлам, при изменении температуры окружающей среды, а также расширить диапазон дозировки аапускаемого газа за счет подключения втулки, изготовленной из пьезоэлектрического материала; д +1ш +1ш Ie+ I», 1 iI

Ыи Iw + Ый 1ш =с 4 Ie + к 1», где д — зазор между штоком и седлом по оси штока;

Iш — длина пьезоэлектрической части

I штока

I — длина части штока со стороны сед ) ла;

1в — длина втулки;

1» — длина части корпуса между седлом и поверхностью перегородки; с4, а, и ໠— коэффициенты линейного расширения материалов указанных соответствующих элементов устройства.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что втулка и пьезоэлектрическая часть штока, а также корпус и часть штока

20 са стороны седла попарно выполнены из материалов с одинаковыми коэффициентами линейного расширения, а длина соответствующих элементов выбрана из условия Iш = Ie и IUJ = 1».

l в

3. Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что втулка и пьезоэлектрическая часть штока. а также корпус и часть штока со стороны седла попарно выполнены из одного материала.

4. Устройство по пп, 1и2,,о тл и ч а ющ е е с я тем, что втулка выполнена из пьезоэлектрического материала с характеристикой пьезапреобразования, обратной характеристике материала пьезоэлектрической части штока, а концы втулки подключены к источнику питания., 5. Устройство по и. 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, чта концы втулки подключены к источнику питания встречно по отноше40 нию к пьезоэлектрической части штока.