Способ изменения исходного и поддержания заданного парциального давления кислорода

Изобретение относится к области регулирования парциального давления кислорода в газовой среде. Способ осуществляется в камере, оснащенной электрохимическим кислородным насосом, системой напуска и отвода газов и датчиком парциального давления кислорода в два этапа. Для форсированного изменения исходного парциального давления кислорода в камеру в произвольном режиме напускают газ с парциальным давлением кислорода, отличающимся от заданного: меньшим, чем заданное, для понижения парциального давления кислорода и большим, чем заданное, для повышения последнего. Для поддержания заданного парциального давления кислорода на электроды электрохимического кислородного насоса подают управляющее электрическое напряжение, величину которого задают по закону регулирования, необходимой частью которого является пропорционально-интегральный закон по показаниям датчика парциального давления кислорода, выраженным в величинах собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса. Способ позволяет повысить скорость изменения исходного парциального давления кислорода в камере, обеспечивая при этом высокую точность поддержания заданного парциального давления кислорода. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования параметров газовой среды, а именно к контролю парциального давления (фугитивности) кислорода (PO2). Данное изобретение может быть использовано при создании химических реакторов, аналитического и научно-исследовательского оборудования для проведения и изучения окислительно-восстановительных процессов с участием твердофазных материалов и газообразного кислорода. Высокая скорость изменения PO2 от исходного к заданному значению и поддержание заданного PO2 является желательным или обязательным условием при исследовании химического обмена и диффузии кислорода в оксидных керамических материалах.

Уровень техники

Известно несколько способов регулирования PO2 в газовой среде. Среди них можно выделить способы, при которых не изменяется общее давление газовой смеси, - реализуемые в открытых на атмосферу проточных камерах, и способы, при которых общее давление газовой смеси меняется, - осуществляемые в закрытых камерах за счет селективной откачки/накачки кислорода с изменением состава газовой смеси или за счет неселективной откачки/накачки газовой смеси без изменения ее состава. Часть этих способов напрямую следует из современного уровня техники и не имеет правовой защиты.

Широко известен сравнительно простой способ изменения исходного и поддержания заданного PO2 в проточных камерах при использовании смесителей газа с электронным или ручным управлением (1. Measuring oxygen diffusion and oxygen surface exchange by conductivity relaxation / J.A. Lane, J.A. Kilner // Solid State lonics. - 2000. - Vol.136-137. - P.997-1001). Характерной особенностью этого способа является подача газа с тем значением PO2, до которого и должно измениться исходное PO2 в камере. Главным недостатком этого способа является низкая скорость изменения PO2, которая связана с эффектом длительной замены газовой смеси в реакторах идеального смешения и ограничена объемом используемой камеры и скоростью подачи газовой смеси (2. Reactor flush time correction in relaxation experiments / M.W. den Otter, H.J.M. Bouwmeester, B.A. Boukamp, H. Verweij // Journal of the Electrochemical Society. - 2001. - Vol.148. - P.J1-J6).

Известен также другой распространенный способ изменения PO2 в закрытых камерах, который реализуется при неселективной откачке/накачке газовой смеси с использованием вакуумных и других насосов (3. Oxidation kinetics of YBa2Cu3O7-x thin films in the presence of atomic oxygen and molecular oxygen by in-situ resistivity measurements / K. Yamamotol, B.M. Lairson 2, J.C. Bravman 2, and T.H. Geballe // Journal of Applied Physics. - 1991. - Vol.69. - P.7189-7202). Главным недостатком этого способа является неустойчивость заданного PO2 после завершения манипуляций откачки/накачки газовой смеси в случае наличия неуправляемых источников и/или поглотителей кислорода.

Известен ряд способов, получивших правовую защиту. Например, запатентован способ изменения исходного PO2, заключающийся в удалении кислорода, содержащегося в закрытой камере и последующем введении в нее рассчитанного количества кислорода при помощи электрохимического кислородного насоса, затем уточнения достигнутого PO2 по показаниям потенциометрического электрохимического кислородного датчика (4. Патент СССР SU 1784907 A1 «Способ измерения парциального давления кислорода», дата публикации - 30.12.1992). Недостатками данного способа являются неустойчивость заданного РO2 при наличии в камере неуправляемых источников и/или поглотителей кислорода; ограничение скорости изменения PO2, связанное с электрохимическими характеристиками используемого кислородного насоса; невозможность поддержания общего давления постоянным при изменении величины PO2.

Известен способ контроля давления в проточной циркуляционной высокотемпературной камере для рентгеновского дифрактометра (5. Патент РФ на полезную модель RU 72329 U1 «Высокотемпературная камера к рентгеновскому дифрактометру», дата публикации - 10.04.2008). Герметичная камера устройства оснащена системой изменения и контроля PO2, состоящей из электрохимического кислородного насоса, кислородного датчика, измерительно-управляющего контроллера и компонентов, обеспечивающих циркуляцию газовой среды внутри камеры. Среди недостатков могут быть отмечены ограничение скорости изменения PO2, связанное с электрохимическими характеристиками используемого кислородного насоса; неопределенность закона регулирования для управления напряжением на электродах электрохимического кислородного насоса, не позволяющего судить о точности поддержания заданной величины PO2; невозможность поддержания общего давления постоянным при изменении величины PO2.

Подобный метод регулирования PO2 используется в другом устройстве для измерения и контроля PO2 (6. Патент Японии «Oxygen partial pressure controller and apparatus for measuring oxygen partial pressure», межд. публ. WO 2011/132791 A1, дата публикации - 27.10.2011). Он характеризуется теми же недостатками, что перечислены для вышеприведенного примера.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ поддержания заданного значения PO2, предложенный в патенте (7. Патент РФ на изобретение RL) 2395832 C1 «Способ поддержания заданного давления кислорода», межд. публ. WO 2010/117304 A1, дата публикации - 27.07.2010). Описанный способ принят за прототип изобретения. Существенными признаками, обеспечивающими его работоспособность, являются использование кислородного датчика, электрохимического кислородного насоса, измерительно-управляющего устройства с обратной связью по величине собственной электродвижущей силы (ЭДС) кислородного насоса (собственному электрическому напряжению, рассчитываемому по показаниям датчика PO2) и применение специально разработанного закона регулирования кислородным насосом. При этом закон регулирования, предложенный в прототипе, является суперпозицией пропорционально-интегрального (ПИ) метода регулирования по значениям собственной ЭДС кислородного насоса и пропорционального метода регулирования по значениям PO2 в камере с постоянными коэффициентами регулирования. Основным недостатком данного способа является низкая скорость изменения PO2, связанная с электрохимическими ограничениями кислородного насоса. Среди других недостатков может быть отмечена невозможность поддержания общего давления газовой смеси на заданном уровне.

Раскрытие изобретения

Задача, решаемая заявленным техническим решением, заключается в разработке нового способа регулирования величины PO2 в газовой среде, характеризующегося высокой скоростью изменения PO2.

Поставленная задача решается тем, что в камеру с газовой средой, в которой необходимо регулировать величину PO2, помещают датчик PO2 и используют электрохимический кислородный насос, имеющий в своем составе мембрану из твердого кислород-проводящего электролита, с нанесенными на него электродами, в качестве управляемого источника и/или поглотителя кислорода. При этом работу насоса контролируют с помощью измерительно-управляющего устройства с электрической обратной связью по напряжению - собственной ЭДС кислородного насоса, которую рассчитывают по показаниям названного датчика.

Отличительными признаками предлагаемого способа является то, что в качестве дополнительного управляемого источника и/или поглотителя кислорода используют систему напуска и отвода газов (кислородсодержащих, бескислородных и кислород-поглощающих), при этом для изменения исходного PO2 в камеру в произвольном режиме напускают газ с PO2, отличающимся от заданного значения: меньшим, чем заданное, для понижения PO2 и большим, чем заданное, для повышения PO2. Для поддержания заданного PO2 на электроды электрохимического кислородного насоса подают управляющее электрическое напряжение, величину которого задают по закону регулирования, необходимой частью которого является ПИ закон по показаниям датчика PO2, выраженным в величинах собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса.

В предложенном способе существенное повышение скорости изменения исходного значения PO2 достигается за счет использования напуска газа с PO2, отличающимся от заданного значения: меньшим, чем заданное, для понижения PO2 и большим, чем заданное, для повышения PO2.

Предпочтителен вариант, когда для изменения исходной величины PO2 в камере используют напуск газа с постоянной скоростью, причем после первичного достижения границ предустановленной зоны вокруг заданного PO2 скорость напуска газа фиксируют на предварительно заданном или нулевом уровне.

Предпочтителен также вариант, когда для изменения исходной величины PO2 в камере используют напуск газа, скорость которого снижают по пропорциональному закону регулирования по показаниям датчика PO2, выраженным в величинах собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса, причем после первичного достижения границ предустановленной зоны вокруг заданного PO2 скорость напуска газа фиксируют на предварительно заданном или нулевом уровне.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства для реализации предлагаемого способа изменения исходного и поддержания заданного значения PO2 в газовой среде ограниченного объема. Камера 1 оснащена электрохимическим кислородным насосом, имеющим в своем составе кислород-проводящую мембрану 2 с внутренним 3 и внешним 4 газопроницаемыми электрон-проводящими электродами. Величина PO2 над внешним электродом кислородного насоса поддерживается на постоянном уровне каким-либо удобным способом, например, обдуванием сухим воздухом с постоянным газовым составом. Величина PO2 внутри камеры контролируется с помощью кислородного датчика 5. В камеру встроен набор газоподводящих и газоотводящих трубок 6 от системы напуска и отвода газов 7. Возможно наличие принудительной циркуляции газовой смеси в камере. Внутри камеры могут находиться неуправляемые источники и/или поглотители кислорода, например, исследуемый образец твердофазного материала, произвольным образом выделяющий или поглощающий кислород. Электроды кислородного насоса 3, 4, датчика PO2 5, а также система напусков газов 7 подключены к измерительно-управляющему устройству 8, осуществляющему регулирование PO2 в газовой среде камеры с помощью электрохимического кислородного насоса и системы напуска газов по установленным законам регулирования. Поскольку электрохимический кислородный насос и датчик обычно предназначены для работы при высоких температурах от 600 до 1000°C и/или в прилежащих температурных интервалах, определяемых исходя из их эксплуатационных свойств, в состав разрабатываемого устройства также должны входить нагревательный и терморегулирующий элементы.

На фиг.2 показан пример динамики изменения PO2 в камере, содержащей неуправляемые источники и/или поглотители кислорода, при использовании представленного способа согласно примеру его выполнения.

Осуществление изобретения

Регулирование величины PO2 в объеме камеры состоит из двух этапов: форсированного изменения значения PO2 от исходного до заданного и прецизионного поддержания заданного PO2. Для реализации первого этапа подбирают необходимые газы и/или газовые смеси. С точки зрения быстродействия предлагаемого способа подходят индивидуальные газы (например, кислород, гелий) требуемой чистоты либо кислород-поглощающие буфер-образующие газовые смеси (например, гелий с примесью монооксида углерода). Для этого этапа также определяют закон регулирования напуска и отвода газов. Оптимально устанавливать закон регулирования, обеспечивающий максимальное быстродействие и минимальное перерегулирование. Удобные варианты - использование прямоугольно-импульсного напуска газа с завершением его подачи при вхождении в предустановленную зону вокруг заданного PO2 или пропорциональное регулирование по показаниям датчика PO2. Открытие клапана сброса давления в камере на время напуска газа и отведение избыточной газовой смеси позволяет поддерживать общее давление постоянным.

Для обеспечения требуемой точности поддержания заданного значения PO2 в камере на втором этапе регулирования необходима специальная настройка закона регулирования работы электрохимического кислородного насоса. В общем виде закон регулирования для расчета электрического напряжения, подаваемого на электроды электрохимического насоса, для поддержания PO2 в камере в соответствии с предлагаемым способом имеет классический вид ПИД закона (1):

где U - электрическое напряжение, подаваемое на электроды кислородного насоса, выражается в [мВ];

KP, KI и KD - коэффициенты ПИД закона регулирования по показаниям датчика PO2 в камере, выраженные в величинах собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса;

U - величина собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса, т.е. электрическое напряжение на электродах насоса, работающего в режиме потенциометрического датчика PO2 при данных условиях, выражается в [мВ];

индексы «set» и «t» относятся к заданному и текущему значениям параметров, соответственно;

d - знак дифференциала;

t - время, выражается в [с].

При этом связь собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса U, выраженной в [мВ], и показаний датчика PO2 в [атм] выражается формулой Нернста (2):

где T - температура внутри камеры, выражается в [°C];

P означает PO2 - парциальное давление кислорода в камере, выражается в [атм];

P - парциальное давление кислорода в газовой среде над внешним электродом кислородного насоса, выражается в [атм].

С учетом эффекта возникновения собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса, направленной встречно, закон регулирования (1) приобретает вид (3):

ПИД закон регулирования (3) в зависимости от конкретной задачи может быть редуцирован до ПИ закона (4):

Известно также, что при использовании вышеперечисленных законов с постоянными коэффициентами регулирования KP, KI и KD, оптимальное регулирование будет выполнятся только при значениях PO2 и температурах, близких к соответствующим условиям настройки коэффициентов KP, KI и KD (7. Патент РФ на изобретение RU 2395832 C1 «Способ поддержания заданного давления кислорода», межд. публ. WO 2010/117304 A1, дата публикации - 27.07.2010). Эту проблему можно решить, предполагая наличие зависимости коэффициентов регулирования от заданного PO2, которая должна отражать эффекты влияния разреженности газа при низких значениях PO2 и зависимости электрохимических характеристик кислородного насоса от внешних условий на величину оптимального регулирующего воздействия. Фактически искомая зависимость может быть получена при моделировании свойств устройства как целостной электрохимической системы и последующей проверке/уточнении модели с экспериментальным подбором коэффициентов регулирования. Один из вариантов искомой зависимости приведен ниже:

где Ki обозначает переменные коэффициенты регулирования KP, KI и KD;

C - размерный множитель, выражается в [атм-1], в изотермических условиях его численное значение может быть принято постоянным и равным единице;

Pset - заданное значение PO2, выражается в [атм];

ki обозначает совокупность kP, kI и kD - константы регулирования, характеризующиеся постоянными значениями при изотермических условиях.

Закон (1, 3 или 4) может войти в состав какого-либо усовершенствованного комбинированного закона, а зависимость коэффициентов KP, KI и KD от заданной величины PO2 (5) может быть уточнена или модифицирована. В том или ином случае возможна унификация коэффициентов ПИД или ПИ закона регулирования работы электрохимического кислородного насоса. То есть можно использовать набор констант kP, kI и kD при всех рабочих величинах PO2 от 10-35 до n атм, где n - общее давление окружающей камеру газовой среды.

Для подбора коэффициентов kP, kI и kD в изотермических условиях, то есть при C, равном 1 атм-1, камеру разогревают до требуемой температуры и выбирают необходимое для настройки изменение исходного PO2 к заданному значению. При этих условиях проводят подбор коэффициентов регулирования кислородного насоса KP, KI и KD одним из классических методов, принятых для систем автоматического регулирования, использующих ПИ и ПИД законы регулирования (8. A. O'Dwyer, Handbook of PI and PID controller tuning rules. London, UK: Imperial College Press, 1 st edition. 2003). Найденные по формуле (5) значения kP, kI и kD могут использоваться во всем рабочем интервале PO2.

Пример выполнения способа

Для испытаний представленного изобретения использовали устройство (фиг.1), в котором оболочка камеры 7 представляла собой пробирку из кислород-проводящей керамики состава Zr0,8Y0,2O1,9 внешним диаметром 12 мм и внутренним - 8 мм. Материал пробирки использовали в качестве электролита 2 в составе электрохимического кислородного насоса. Электроды 3 и 4 представляли собой слои губчатой платины, нанесенные на часть внутренней и внешней поверхности пробирки. В качестве датчика PO2 5 выступала другая, независимо работающая система электрод-электролит-электрод, аналогичная кислородному насосу. Камера устройства с внутренним эффективным объемом около 40 мл имела кварцевую заглушку, с вмонтированными в нее газоподводящими и газоотводящими трубками 6. Система напуска и отвода газов 7 включала в себя регуляторы расхода газа, клапаны и другие элементы. Измерительно-управляющее устройство совмещало функции измерителя, контроллера всех зависимых устройств, источника питания управляемых устройств и среды для работы управляющего программного обеспечения.

Функциональная часть камеры была нагрета до 750°C. Для форсированного понижения исходной величины PO2, равной 2,0·10-l атм до 1,0·10-1 атм в камеру напускали гелий, содержание примеси кислорода в котором не превышает 0,01%. Напуск газа проводили со скоростью 150 мл/мин при 25°C (что соответствует 515 мл/мин при 750°C) в течение нескольких секунд до достижения PO2, равного 1,1·10-1 атм. Одновременно с напуском газа держали открытым клапан сброса давления в камере. Далее для доведения и поддержания заданного PO2 использовали только электрохимический кислородный насос, характеризующийся максимальной скоростью откачки кислорода, равной 2,8 мл/мин (что соответствует 9,6 мл/мин при 750°C). Несколько повторений описанных процедур с разными значениями коэффициентов регулирования кислородного насоса и применение классической методики подбора(коэффициентов регулирования (8. A. O'Dwyer. Handbook of PI and PID controller tuning rules. London, UK: Imperial College Press, 1 st edition. 2003) позволили определить их оптимальные значения. Подобранные для заданного PO2 и температуры значения коэффициентов KP, KI и KD для ПИД закона регулирования (3) составили 168; 1,43; 0,005, соответственно. С использованием зависимости (5) при условии того, что множитель C равен 1, были рассчитаны значения констант kP, kI и kD (1680; 14,3; 0,05, соответственно) и коэффициенты регулирования для изменения PO2 от 8,227·10-2 до 4,243·10-2 атм.

Далее в камеру поместили цилиндрический образец керамического материала с химическим составом Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ, характеризующимся переменным содержанием кислорода, диаметром 5 мм, толщиной 1,08 мм и массой 0,100 г в качестве неуправляемого источника и/или поглотителя кислорода. Для понижения исходного PO2, равного 8,227·10-2 атм, использовали кратковременный напуск гелия со скоростью 30 мл/мин (что соответствует 100 мл/мин при 750°C) до достижения PO2, равного 4,243·10-2 атм. Для доведения и поддержания заданного PO2 как в предыдущем случае использовали только электрохимический кислородный насос. Динамика изменения PO2 в камере отражена на фиг.2, из которого видно, что время достижения заданного PO2 составило 5,5 с. Подтверждена также надежность поддержания заданной величины PO2, несмотря на наличие неуправляемых источников и/или поглотителей кислорода.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет повысить скорость изменения исходного PO2 в объеме камеры, обеспечивая при этом высокую точность поддержания заданного PO2. Также при осуществлении представленного способа, в отличие от прототипа, общее давление газовой смеси в камере можно поддерживать постоянным.

1. Способ изменения исходного и поддержания заданного парциального давления кислорода в газовой среде камеры, с использованием датчика парциального давления кислорода в камере, электрохимического кислородного насоса в качестве управляемого источника и/или поглотителя кислорода, имеющего в своем составе мембрану из твердого кислород-проводящего электролита, с нанесенными на него электродами и с помощью измерительно-управляющего устройства с электрической обратной связью по напряжению, отличающийся тем, что в качестве дополнительного управляемого источника и/или поглотителя кислорода используют систему напуска и отвода газов, при этом для изменения исходного парциального давления кислорода в камеру в произвольном режиме напускают газ с парциальным давлением кислорода, отличающимся от заданного: меньшим, чем заданное, для понижения парциального давления кислорода и большим, чем заданное, для повышения парциального давления кислорода, а для поддержания заданного парциального давления кислорода на электроды электрохимического кислородного насоса подают управляющее электрическое напряжение, величину которого задают по закону регулирования, необходимой частью которого является пропорционально-интегральный закон по показаниям датчика парциального давления кислорода, выраженным в величинах собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для изменения исходного парциального давления кислорода в камере используют напуск газа с постоянной скоростью, причем после первичного достижения границ предустановленной зоны вокруг заданного парциального давления кислорода скорость напуска газа фиксируют на предварительно заданном или нулевом уровне.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для изменения исходного парциального давления кислорода в камере используют напуск газа, скорость которого снижают по пропорциональному закону регулирования по показаниям датчика парциального давления кислорода, выраженным в величинах собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса, причем после первичного достижения границ предустановленной зоны вокруг заданного парциального давления кислорода скорость напуска газа фиксируют на предварительно заданном или нулевом уровне.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к автоматическим устройствам регулирования давления газа и может быть использовано в энергетическом машиностроении. Техническим результатом изобретения является повышение стабильности, устойчивости и точности работы редуктора в широком диапазоне расходов газа.

Изобретение относится к регуляторам давления газа. Регулятор содержит корпус и выполненные в нем три разделенные стенками камеры: камеру высокого давления (КВД) и камеру редуцированного давления (КРД), камеру регулирования (КР), отверстие с седлом; перегородку с плунжером, разделяющую КР на поршневую и кольцевую полости; размещенный в КРД клапан с уплотнительным элементом; первый канал, соединяющий КРД с поршневой полостью КР; второй канал с регулируемым обратным клапаном, соединяющий кольцевую полость КР с окружающей средой; третий канал в корпусе, соединяющий КРД с кольцевой полостью КР.

Изобретение относится к области систем газоснабжения и промышленной пневмоавтоматики, а более конкретно к устройствам газовой автоматики, обеспечивающим подачу, отсечку и регулирование давления газа.

Изобретение относится к технике автоматического регулирования давления текущих сред непрямого действия и предназначено для использования в линиях редуцирования газа и в других областях промышленности.

Изобретение относится к системам регулирования давления, а именно к системе регулирования давления в рабочем агрегате. Техническим результатом является повышение точности регулировки давления.

Пускоотсечной электропневмоклапан предназначен для отсечки газа и его подачи к потребителю с постоянным низким давлением. Пускоотсечной электропневмоклапан содержит полость высокого давления с газоподводящим каналом и отделенную от нее неподвижным регулирующим седлом и регулирующим затвором цилиндрическую камеру с подвижным элементом, снабженным взаимодействующим с регулирующим затвором толкателем и образующим в камере со стороны толкателя полость низкого давления с отводящим каналом, а с противоположной стороны полость управления, соединенную каналом в подвижном элементе и толкателе с подвижным седлом, выполненным в торце толкателя, элемент настройки на заданное низкое давление, расположенную в полости управления механическую пружину и управляющий электромагнитный клапан с впускным седлом, сообщенным с газоподводящим каналом, регулирующим органом, приводимым в действие электромагнитом, и выпускным седлом.

Изобретение относится к способу управления реактором полимеризации в псевдоожиженном слое при получении полимера. Способ включает определение отношения производительности реактора по полимеру к давлению в реакторе, задание производительности реактора по полимеру, каковая производительность на основании указанного отношения по шагу соответствует желаемому давлению в реакторе, и корректировка скоростей подачи мономеров в реактор в соответствии с указанной заданной производительностью.

Изобретение относится к области энерготехнологий, в частности, промышленных печей и котельных агрегатов. Способ включает задание требуемого давления в рабочем пространстве агрегата, измерение давления в рабочем пространстве агрегата, сравнение измеренного значения с заданным и формирование управляющего воздействия на шибер или заслонку в дымовом тракте.

Изобретение относится к усовершенствованному способу получения уксусной кислоты, включающему стадии: взаимодействия метанола с монооксидом углерода в реакционной среде, содержащей воду, йодистый метил и метилацетат в присутствии катализатора карбонилирования на основе металла VIII группы; выделения продуктов указанной реакции в летучую фазу продукта, содержащую уксусную кислоту, и менее летучую фазу; дистиллирования указанной летучей фазы в аппарате дистилляции для получения очищенного продукта уксусной кислоты и первого верхнего погона, содержащего йодистый метил и ацетальдегид; конденсации, по меньшей мере, части указанного верхнего погона; измерения плотности указанного сконденсированного первого верхнего погона; определение относительной концентрации йодистого метила, ацетальдегида или обоих в первом верхнем погоне на основании измеренной плотности; и регулирования, по меньшей мере, одного регулирующего технологического параметра, связанного с дистилляцией указанной летучей фазы, в качестве ответной реакции на указанную относительную концентрацию.

Изобретение относится к техническим средствам автоматизации технологических процессов транспорта природного газа по газопроводам и предназначено для автоматического управления клапаном-регулятором с электроприводом.

Изобретение относится к области автоматизации производственных процессов с использованием средств пневмоавтоматики и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Способ реализуется в виде циклических действий при нормально закрытых подпитке воздуха в выходную линию и сбросе воздуха из этой линии в атмосферу. В начале каждого цикла осуществляют выдачу одиночного широтно-импульсного управляющего сигнала на кратковременное открытие подпитки или сброса. Ширину импульса управляющего сигнала определяют пропорционально найденному в конце предыдущего цикла значению ошибки с адаптацией коэффициентов пропорциональности. В результате повышается быстродействие электро-пневмо преобразования, снижается расход воздуха. 2 ил.

Изобретение относится к области регулирования давления в магистральных трубопроводах нефти и нефтепродуктов. Технический результат - повышение точности и скорости регулирования. Устройство содержит программно-технический комплекс, программируемый логический контроллер, преобразователь частоты и электропривод заслонки для регулирования степени ее закрытия. Измеряются степень закрытия заслонки и величины давления перекачиваемой среды в трубопроводе до и после заслонки. Параметры настройки включают в себя коэффициенты инкрементного пропорционально-дифференциального регулятора, а также параметры, учитывающие несимметричность регулирования закрытия заслонки, нелинейность изменения давления, возможность импульсного воздействия на заслонку и параметры, обеспечивающие защиту технологического оборудования при достижении определенных значений давления перекачиваемой среды в трубопроводе. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам регулирования и стабилизации давления жидкостей и газов в емкостях, в частности в емкостях криогенного топлива локомотивов, и позволяет обеспечить устойчивость подачи топлива к двигателю путем стабилизации давления в емкости в заданном диапазоне. Устройство стабилизации давления в криогенной емкости содержит редукционный стравливающий клапан, датчик давления, электронагреватель, который укреплен на наружной стороне внутреннего сосуда емкости в полости вакуумной изоляции. Также устройство стабилизации давления может содержать введенный в полость внутреннего сосуда емкости трубопровод, соединенный с емкостью компримированного топливного газа через блок газовых редукторов и нормально закрытый клапан, управляемый по давлению во внутреннем сосуде емкости. Техническим результатом изобретения является улучшение стабилизации давления во внутреннем сосуде емкости криогенного газового топлива в диапазоне, обеспечивающем устойчивую подачу топлива к двигателю, без использования криогенных насосов в условиях весовых и габаритных ограничений. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности, в частности к вихревым преобразователям энергии перепада давлений на газораспределительных и газоперекачивающих станциях магистральных трубопроводов. В способе вихревого редуцирования газа часть "горячего" потока из камеры разделения эжектируется основным входным потоком и смешанный подогретый поток направляется в тангенциальное сопло ввода газа в камеру разделения. Изобретение позволяет обеспечить понижение давления газа без понижения его температуры. Происходит значительная экономия газа при его транспортировании и распределении на магистральных трубопроводах и газораспределительных и газоперекачивающих станциях. 2 ил.

Группа изобретений относится к машиностроению, а именно к арматуростроению, конкретно к регулирующей арматуре, и может быть использована в различных технологических трубопроводах как регуляторы непрямого действия. Заявленные регуляторы давления содержат связанное с управляющей средой основание с размещенным в нем чувствительным элементом (сильфоном), соединенное с корпусом, имеющим для управляемой среды входной и выходной каналы, перекрываемые золотником, взаимодействующим с двух противоположных сторон с соосными между собой гасителем пульсаций (колебаний), кинематически связанным с одной стороны с чувствительным элементом, а с другой - с размещенным в соединенной с корпусом крышке регулируемым посредством винта задающим пружинным устройством, отличающийся тем, что гаситель колебаний выполнен в виде двух взаимодействующих внутренними стержнями с золотником сильфонов, один из которых установлен между золотником и чувствительным элементом, второй - между золотником и опирающимся на стержень сильфона задающим пружинным устройством, в котором на меньшем диаметре опоры смонтирован блок тарельчатых пружин, охватываемый стаканом, контактирующим с винтом, при этом уплотнительное поле золотника расположено над уплотнительным полем корпуса. Технический результат заключается в создании компактных малогабаритных регуляторов давления с возможностью гашения пульсаций (колебаний) управляемой и управляющих сред. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к ракетно-космической технике и служит для обеспечения и автоматического поддержания избыточного давления газа в тонкостенных емкостях, например в топливных емкостях ракет-носителей при транспортировании к пусковым установкам наземных стартовых комплексов. Система поддержания давления в емкости включает пневмолинию наддува, сопряженную с манометром, пневмолинию дренажа и измерений. Пневмолиния наддува включает последовательно соединенные трубопроводами ресивер, электропневмоклапан, фильтры, установленные до и после ресивера, расходную шайбу. Пневмолиния дренажа, сопряженная с манометром, включает электропневмоклапан с последовательно соединенным вентилем, параллельно установленные предохранительный клапан и вентили. Линия измерений включает параллельно соединенные датчики давления. При этом в пневмолинии наддува перед электропневмоклапаном установлен вентиль, а также пневмолиния наддува включает параллельную байпасную линию с установленным в ней вентилем, причем пневмолинии наддува и дренажа связаны между собой посредством вентиля. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и расширение эксплуатационных возможностей системы. 1 ил.

Изобретение относится к управлению или регулированию давления жидкостей и газов и к управлению или регулированию расхода в потоке текучей среды и может быть использовано для оптимизации объема оборудования, применяемого для создания систем измерений количества и показателей качества нефти или нефтепродукта (далее - СИКН). Техническим результатом является упрощение конструкции и сокращение затрат на создание СИКН. Способ применения регулирующего устройства расхода в составе измерительной линии (ИЛ) системы измерений количества и показателей качества нефти или нефтепродуктов (СИКН) заключается в том, что регулирующим устройством дополнительно регулируют избыточное давление на выходе преобразователя расхода (ПР) в составе ИЛ СИКН с приоритетным выполнением требования бескавитационного режима работы ПР и поддержанием избыточного давления на выходе ПР ИЛ не ниже рассчитанного. Предусмотрена возможность отключения функции регулирования расхода в регулирующем устройстве ИЛ при отсутствии необходимости. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к регулирующей арматуре. Пилот-регулятор (вариант 1) содержит корпус (2), щтуцер подачи импульсного газа (1), канал подачи импульсного газа Рвх, крышку (20) с накидной гайкой (15), моноклапан (33) с двумя коническими поверхностями А и Д, седло неподвижное (32), опирающееся на коническую поверхность А моноклапана (33), седло подвижное (7), опирающееся на коническую поверхность Д моноклапана (33), поршень измерительный (14) со штоком (19), полость командного давления (6), сообщенную с каналом командного давления Рк, штуцер командного давления (28), полость давления обратной связи (24), сообщенную с каналом давления обратной связи Рос, штуцер обратной связи (11), пружину задающую (21), пружину толкающую (34). Входной участок седла неподвижного (32) и входной участок седла подвижного (7), опирающиеся на соответствующие конические поверхности А и Д моноклапана (33), выполнены в виде тонкостенных цилиндрических обечаек с возможностью упругой деформации при контакте с моноклапаном, а с внутренней стороны непосредственно в местах контакта с коническими поверхностями моноклапана (33) имеют радиус скругления. Моноклапан (33) установлен с возможностью самоцентрирования относительно седла неподвижного (32) и седла подвижного (7). Отличие пилота-регулятора по варианту 2 от варианта 1 заключается в том, что поршень измерительный (14) выполнен в виде упругого поршня-сильфона, герметично соединенного с опорой неподвижной (36) и опорой подвижной (37), образуя внутри поршня-сильфона полость давления обратной связи (24). В результате повышаются ресурс, надежность работы, точность задания командного давления, ремонтопригодность. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Использование: изобретение относится к газовой промышленности и может использоваться в системах транспортировки природного газа для редуцирования давления газа на газораспределительных станциях. В заявленном регуляторе давления с положительной обратной связью каждый канал поворота «горячего» газа содержит терморегулятор с возможностью поддержания заданной температуры на выходе из регулятора за счет изменения площади проходного сечения каналов поворота «горячего» газа в зависимости от величины температуры газа в устройстве закрутки и поворота газа. В результате расширяется диапазон реализации процесса изотермического дросселирования в термостабилизирующем регуляторе давления, а также обеспечивается режим нулевого расхода газа. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к способам полимеризации олефинов и способу управлению колебаниями давления в системе реактора полимеризации. Способ полимеризации включает циркуляцию в петлевом реакторе полимеризации реакционной смеси в виде суспензии, в состав которой входит олефин, катализатор и полимерные частицы, посредством насоса и определение изменения давления реакционной смеси в виде суспензии по ходу технологического процесса относительно насоса. Генерируют посредством управляющего давлением устройства сигнал приведения в действие клапана отвода на основании изменения давления, а также поправку к сигналу приведения в действие клапана отвода и временной задержки для поправки. После чего применяют поправку к сигналу приведения в действие клапана отвода для генерирования скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода, подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода на клапан отвода после временной задержки и регулировку положения клапана отвода в качестве реакции на подачу скорректированного сигнала приведения в действие клапана отвода. Причем давление в реакторе зависит от положения клапана отвода. Поправка к сигналу приведения в действие клапана отвода позволяет уменьшать любые колебания мощности насоса и поддерживать мощность насоса на более постоянном уровне, приближенном к усредненной по времени средней мощности насоса. 3 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области регулирования парциального давления кислорода в газовой среде. Способ осуществляется в камере, оснащенной электрохимическим кислородным насосом, системой напуска и отвода газов и датчиком парциального давления кислорода в два этапа. Для форсированного изменения исходного парциального давления кислорода в камеру в произвольном режиме напускают газ с парциальным давлением кислорода, отличающимся от заданного: меньшим, чем заданное, для понижения парциального давления кислорода и большим, чем заданное, для повышения последнего. Для поддержания заданного парциального давления кислорода на электроды электрохимического кислородного насоса подают управляющее электрическое напряжение, величину которого задают по закону регулирования, необходимой частью которого является пропорционально-интегральный закон по показаниям датчика парциального давления кислорода, выраженным в величинах собственной ЭДС электрохимического кислородного насоса. Способ позволяет повысить скорость изменения исходного парциального давления кислорода в камере, обеспечивая при этом высокую точность поддержания заданного парциального давления кислорода. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх