Регулятор-эжектор

 

О П И С А Н И Е <и1, мззтз

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соеетсммн

Соцмалмсеммесммх енес лублик

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свкдетельства (22) Заявлено 34,02.72 (2l) 17487Э2/18ез (51) М Кл. ф 05 Ы 1 6/Об с присоединением заявки (32) ПриоритетОпубликовано 5. 0974.Бтоллетень № 34 (45Щата опубликования описания 5. 2. 7

Гееударстеенный немнтет

Сенате Мнннстраа СССР ее делам нзобретеннй н еткрмтнй (M) 4<

©) . 46.4/088.8) И В Шардиие Э.И.Григоров и В С.Овчиннков (72) Авторы изобретения (71} Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР-ЭЖЕКТОР

Изобретение предназначено для редуцирования высокого давления газа и поддержания постоянного низкого рабочего давления газа в какомлибо аппарате например в водородно-кислородной батарее топливных элементов, а также обеспечения циркуляции раоочего газа по замкнутому контуру: топливный элемент -конденсатор - эжектор для выноса получен- о ных в результате реакции паров воды из топливного элемеита на конденсатор.

Известен регулятор=зжектор, содержащий корпус с соплом и диффузором, камеру, сое,,иненную ка алами с управляющей камероИ, подпружиненным клапаном со штокоме камеру высокого давления и подпружиненный вакуумный сильфон.

2О

Однако известные устройства имеют уплотнения в штоке, вследствие чего возникает недостаточная точ-" ность отслеживания давления управляющим сильфоном.

2

С целью повышения точности работы регулятора вакуумный сильфон прикреплен к стакану, который снабжен выступом с боковйми отверстия ми и сферическим наконечником и связан со штоком клапана, а камера высокого давления регулятора» зжектора образована двумя сильфонами, которые соединенц с подвижным стаканом, и имеет сопло со сверхзвуковым профилем, расположенным на одной геометрической оси с дросселируюцим клапаном.

На чертеже показан предлагае-мыИ регулятор=эжектор.

Регулятор=зжектор состоит из подпружиненного вакуумного сильфона -Х, штока 2, подпружиненного клапана 3, патрубка Ф высокого давления, камеры 5 высокого давления, сильфонов 6, сопла 7, диффузора 8, каналов 9, йосредством которых управляющая камера 10 соединена с камерой И, подвижного стакана Х2 и патрубка Л.

443373

Регулятор=эжектор при работе подключен диффузором 8 и патрубком Ы к рабочей газовой камере аппарата, например к водороднокислородйой батарее топливных элементов.

В соответствии с течением рабочего працесса в аппарате (топливной батареи) регулятор=эжектор обеспечивает как подачу газа в ап- 1о парат, на протекание рабочего процесса, так и циркуляцию его по замкнутому контуру с целью удаления продуктов реакции. 11одвод рабочего газа в аппарата осуществляется по диффузору 8, а обратный ток газа из аппарата в эжектор осуществляет ся по патрубку f5. При открытом клапане 5 газ высокого давления поступает в камеру 5 гысокогв дав- 2о ления образованную двумя сильфонами 6, и истекает через сопло 7 в камеру И, связанную каналами 9 с управляющсИ каиероИ IO. При истечении газа из сопла 7 давление e;"о 25 в камере H а соответственно, и в камере Х5 повышается. Под воздействием этого давления управляющиИ подпружиненный вакуумный сильфон Л сжимается и перемещает ста- зо кан 42. Шток 2 подпружиненного кла пана 3 постоянно воздействует на сферический наконечник стакана I2 и отслеживает его перемещение, поэтому при перемещении стакана I2 „ 35 вследствии сжатии сильфона I npu повышении давления в камере I0 шток 2 перемещается, и клапан 5 запирает проходное сечение. Истече ние газа прекращается. 4о

llo мере расхода газа наподдержание рабочего процвсса в аппарате давление его падает, а так как камеры ХО и Ы посредством диффузора 8 и патрубка Х5 связаны с ра- 45 бочей камероИ аппарата, то соответственно давление газа в камере 0 также падает. Подпружиненный вакуумный сильфон отжимается и сферическим наконечником стакана Ю отжимает шток 2 клапана 5. Проходное сечение дли газа открывается, и газ снова поступает в камеру 5.

Истечение газа из сопла 7 в диффузор 8 производится со сверх- 55 звуковоИ скоростью, при этвм в газовом потоке образуется разрежение, под воздействием которого происходит засасывание газа из камеры Л4 в диффузор 8, чем обеспечивается определенйый перепад давления между камерой И и раоочеИ камерой аппарата, в результате чего происходит циркуляция

4 газа между аппаратом и эжектором.

При различных режимах работы аппарата, например для топливной батареи йри увеличении нагрузки на топливный элемент, расход газа на обеспечение рабочего процесса изменяется.

Предлагаемая конструкция регулятора=эжектора позволяет автоматически и плавно отслеживать кратность циркуляции потока в зависимости от расхода рабочего газа, т.е. в зависимости от скорости его истечения. Это пределяется из условия, что при максимальном расходе газа клапан 3 открыт полностью и в камере 5 давление максимальное, при этом скорость истечения газа из сопла 7 максимальная. 11ри минимальном расходе газа клапан 3 прикрывается, поэто .:у меньшается давление газа в камере и соответственно уменьшается и скорость его истечения из сопла 7.

Кратность циркуляции потока при этом становится минимальной.

Изменение давления газа в камере 5 в соютветствии с изменением расхода воспринимается двумя уравновешивающими один другого в осевом направлении сильфонами б, а поэтому оно не влияет на сильфой

Х. Стакан Л2 соединен с сильфоном

E и образо:ывает чек„.i ную камеру сильфойа K. 11еремещеййе сйерического наконечника стакана f2 происходит вдоль оси, следовательно, возможное смещение сильфонов в поперечном направлении, например от вибрации при истечейии газа из сопла 7 со сверхзвуковоИ скоростью, не влияет на усилие перемещения штока 2, вследствии чего сильфон

1 с высокой точностью управляет работой клапана 3 и обеспечивает определенное постоянное давление газа в аппарате.

Сопло 7 имеет сверхзвуковоИ профиль и находится на одной геомв трической оси с клапаном 5, что обеспечивает..минимальные потери га, за на сопротивление.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Регулятор-эжектор, содержа— щиИ корпус с соплом и диффуэором, камеру, соединенную каналами с уй равляющей камерой, подпружиненныИ клапан со штоком камеру высокого давления и подпружинбкный вакуумный сильфон, о т л и ч а ю щ и Ис я тем, что, с целью повышения точностй работы регулятора, вакуум443373 .6 ный сильфон прикреплен к стакану, ненными с подвижным стаканом при который сиаолен выступом с боковй- 3ТОМ камера BHcOH0FO давления M3l8 ми отверстиями и сферическим нако- ет сопло со сверхзвуковым профилем, нечником и связан со штоком клапа-: Расположенным на одной геометрина, а камера высокого давления об- 5 чеакой оси с дросселируюшим клапаразована двумя сильуонами, соеди= ном