Регулятор расхода

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

onисАние

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (1)855614 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 250180 (21) 2874324/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15088), Бюллетень Н9 30

Дата опубликования описания 15,0881 (Я)М. Кл.з

G 05 D 7/01

Государственный «омнтет

СССР но делам нзобретеннЯ н открыхнЯ (5З) УДК 621,646.3 (088.8) (72) Авторы изобретения

fj%

1

Дм,ю

В . В . Никифоров и Н . Е . Малахов (71) Заявитель

Специальное проектно-конструкторское бюро объединения Союзнефтеавтоматик (54) РЕГУЛЯТОР РАСХОДА l0

Изобретение относится к автоматике и может использоваться для поддержания постоянного расхода в горной, нефтедобывающей прсэжшленности.

Йзвестен клапан с запорным элементом, выполненным в виде консольно закрепленной упругой пластины, свободный конец которой перекрывает проходное сечение седла (1).

Однако данное устройство предназначено для дискретного перекрывания протекающего через него потока при достижении последним определенной заданной номинальной величины и не рассчитано на плавную, с необходимой степенью точности, регулировку постоянной величины расхода.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регуля гор расхода, содержащий корпус 20 с установленным в йем упругим регулирующим элементом, выполненным в виде консольно закрепленной пластины, образующей со стенками корпуса щелевой дроссель (2).

Недостаток этого регулятора заключается в том, что его регулирующий элемент обладает линейной характеристикой деформации изгиба, в соответствии с законом Рука,и не позво- ЗО ляет точно воспроизвести требуемый закон регулирования в широком диапазоне изменения перепада давления, для выдерживания которого необходимо изменение площади проходного сечения регулирующим элементом, в соответствии с гиперболической зависимостью.

Цель изобретения-расширение диапазона рабочих давлений и повьхаение точности регулятора.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе расхода, содержащем корпус с входной и выходной полостями, с установленным в нем регулирующим упругим элементом, выполненным в виде консольно закрепленной пластины, образующей со стенкой корпуса целевой дроссель, в выходной полости установлен упор, связанный с закрепленным концом пластины, опорная поверхность которого выполнена параболической, а также тем, что упор установлен с возможностью перемещения вдоль пластины.

Объемный расход через дроссель определяется следующей зависимостью

9 "к„ГйР (>) где в P - перепад давления на дросселе;

855614 к6 (2) 10 (7) (4) F - площадь проходного сечения дросселя;

К1 — коэффициенты пропорциональности

Из выражения (1) получаем закон изменения площади проходного сечения дросселя F a зависимости от изменения перепада давления (Р при ус.ловии Q = const где К

К1

Из выражения (2) видно, что для обеспечения постоянства расхода при различных перепадах давления проходно" сечение дросселя должно изменяться обратно пропорционально ДР,т.е. по гиперболическому закону. Это достигается уменьшением длины консоли упругой пластины в процессе ее деформации под перепадом давления вследствие огибания ею профиля упора и перемещения точки границы контакта ближе к свободному концу пластины.

Координаты точек профиля упора определяются путем совместного решения уравнения расхода текущей среды с уравнением упругой линии консольной балки с равномерно распределенной нагрузкой.

Настройку регулятора на требуемую номинальную величину расхода можно осуществлять путем перемещения упора вдоль пластины, чем задается исходная граничная точка контакта пластины с профилем упора, т.е. начальная длина консоли пластины.

Закон изменения длины пластины определяется следующим образом. Площадь проходного сечения дросселя равна произведению ширины пластины b на величину зазора (z-f), где z — исходный зазор;

f — величина прогиба свободного конца пластины.

С учетом этого, выражение (2) преобразуется следующим образом (Г-f)Q= kQ/) ЕР, КЭ откуда получим f= Z- „(3) ь аг

С другой стороны величина прогиба свободного конца пластины определяется выражением еР (и

Е=" -

8Е3 где - распределенная нагрузка;

Ъ вЂ” жесткость пластины; длина пластины.

Подставляя выражение (3) в выражение (4) и разрешая полученное выражение относительно 3, получим ед дЯщ) «è 1 РЫЯ

Таким образом, для выполнения условия Q=oonet, длина пластины 3 долж25

3D

65 на изменяться согласно выражению (5, Подставляем выражение (5) в урав-нение упругой линии консольной балки с распределенной нагрузкой

С И gPдg . dP (,d (б)

Ь Ь

2и (р В

В случае максимального значения величины перепада давления 1 Р„ „ имеем уравнение упругой линии регулирующей пластины с максимальным прогибом при f = z дР х(x" х |аЕафЪГаР -к91 ,, ДИЕЗ ЬЕ3 ) др m

moY

9Е(ЕР „-ка)

+ гпои

Уравнение (7) — уравнение пластины, полностью примыкающей к профилю упо; ра, .и следовательно это уравнение координат точек упора. Указанное уравнение выражает параболический закон.

На чертеже изображен предлагаемый регулятор, общий вид.

Регулятор состоит Н3 разъемного корпуса 1, в разъеме которого закреплена упругая регулирующая пласти; на 2, делящая полость корпуса на две входную 3 и выходную 4 полости. Свободный конец пластины образует со стенкой корпуса щелевой дроссель 5.

В контакте с пластиной 2 закреплен профилированный упор б.

Регулятор расхода работает следующим образом.

Регулируемый поток подается во входную полость корпуса 3, На упругую пластину 2 действует равномерно распределенная нагрузка за счет разницы (перепада) давления регулируемой текущей среды во входной и выход ной полостях корпуса ЬР. Этот перепад деформирует пластину 2, уменьшая площадь проходного сечения щелевого дросселя 5.

Если расход в регулируемом потоке по какой-либо причине увеличивается, то возрастает и перепад давления, под воздействием которого пластина

2 изогнется и уменьшит зазор щелевого дросселя 5, в результате чего расход вновь уменьшится до номинального. При уменьшении расхода процесс происходит в обратном порядке. Для более точного получения необходимой номинальной величины расхода можно изменять вылет L профилированного упора б в защемлении, чем изменяется деформация. пластины 2 при одних и тех же значениях перепаца давления.

Предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон рабочих давлений и повысить точность регулирова! ния расхода по сравнению с известным, эа счет чего может найти широкое

855614, Формула изобретения

Составитель Л. Подшибихин

Техред М.Табакович Корректор Г. Назарова

Редактор Н. Мннко

Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6906/67

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 применение в нефтедобывающей промышленности, например на гаэораспределительной батарее, подающей рабочий агент в нефтяные скважины для газолифтной нефтедобычи.

Регулятор расхода, содержащий корпус с входной и выходной полостями, О с установленным в нем регулирующим упругим элементом, выполненным в виде консольно закрепленной пластины, образующей со стенками корпуса щелевой дроссель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона рабочих давлений и овышенне точности регулятора, в нем в выходной полости установлен упор, связанный с закрепленным концом пластины, опорная поверхность которого выполнена параболической.

2. Регулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся .тем, что упор установлен с воэможностью перемещения вдоль пластины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 182837, . F l6 K 15/14, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

9 657414, кл. G 05 D 7/01, 1977 (прототип) .