УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ РАСХОДА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 1999 года по МПК G05D7/01 

Предполагаемое изобретение относится к устройствам регулирования расхода и более точно касается устройства регулирования расхода текучей среды.

Известно устройство регулирования расхода текучей среды, содержащее входную емкость, в которую поступает эта среда с произвольным расходом, и выходную емкость, оснащенную выходным отверстием для выхода текучей среды с регулируемым расходом, разделенные между собой общей перегородкой перелива, содержащей верхнюю кромку, а также средство поддержания на заданном уровне давления (см. SU, A, 1269103).

Механические клапаны с приводом обычно используются на уровне общей перегородки между двумя упомянутыми выше емкостями для осуществления регулирования расхода. Однако, в тех случаях, когда условия функционирования этих клапанов являются относительно неблагоприятными, например, характеризуются высокими температурами или резкими перепадами температур, в них достаточно быстро появляются повреждения, влекущие за собой повышенный износ и заклинивание.

В основу изобретения поставлена задача создать устройство регулирования расхода текучей среды, которое при относительной простоте его конструкции было бы некритичным к изменению характеристик и условий его функционирования.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве регулирования расхода текучей среды, содержащим входную емкость, в которую поступает эта среда с произвольным расходом, и выходную емкость, оснащенную выходным отверстием для выпуска текучей среды с регулируемым расходом, разделенные между собой общей перегородкой, содержащей верхнюю кромку, а также средство поддержания на заданном уровне давления, согласно изобретению, над перегородкой расположена конструкция типа колокола, образующая по одну и по другую сторону от перегородки первую и вторую промежуточные емкости, сообщенные соответственно с входной и выходной емкостями посредством прохода, расположенного вдоль дна соответствующей емкости, и обе промежуточные емкости сообщены между собой посредством третьего прохода, расположенного над перегородкой и соединены со средством поддержания на заданном уровне давления в третьем проходе.

Целесообразно донные стенки выполнить горизонтальными, а промежуточные емкости - симметричными по отношению к перегородке.

При этом желательно выходное отверстие расположить на той же высоте, что и верхняя кромка общей перегородки.

В предпочтительном варианте выполнения устройства средство поддержания на заданном уровне давления содержит устройство подачи газа и устройство отвода газа, при этом одно из названных устройств выполнено регулируемым.

Возможно, чтобы устройство подачи газа было соединено с самой верхней точкой колокола.

В другом варианте выполнения возможно также, чтобы устройство подачи газа было соединено с донными стенками камер по одну и другую сторону от перегородки.

Предпочтительно, чтобы третий проход образован множеством отверстий.

Основные характеристики функционирования и остальные преимущества данного изобретения станут ясными из приведенного ниже подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения со ссылками и прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает в общем виде устройство регулирования расхода текучей среды, согласно изобретению;
фиг.2 - разрез по линии II-II на фиг.1.

Устройство регулирования расхода текучей среды, согласно изобретению, представленное на фиг. 1, 2, содержит входную емкость 1. с горизонтально направленной донной стенкой 2, предназначенную для приема текучей среды, выливаемой в нее с произвольным расходом, а также содержащую эту текучую среду с предельным уровнем наполнения, и выходную емкость 4 с горизонтально направленной донной стенкой 5, выпускающую данный текучий материал с регулируемым расходом через выходное отверстие 20, которое образовано верхней кромкой одной из вертикальных стенок выходной емкости, называемой перегородкой или стенкой 18 перелива. Упомянутые выше донные стенки могут находиться на одном и том же уровне, как это показано на приведенных чертежах, или на разных уровнях /имеются в виду стенки 2 и 5/.

Две эти упомянутые выше емкости 1 и 4 разделены между собой общей перегородкой 6, располагающейся в вертикальном направлении с содержащей верхнюю кромку 7 той же высоты, что и стенка 18 перелива. Свободные поверхности 3, 8 жидкотекучего материала в этих емкостях 1 и 4 подвергается в предпочтительном варианте практической реализации предлагаемого изобретения одинаковому давлению газа, которое в соответствии с представленным на приведенных чертежах представляет собой атмосферное давление, поскольку обе емкости 1 и 4 являются открытыми. В этом случае перепад уровней H1 равен перепаду уровней H2. Однако, предлагаемое устройство функционирует также и в том случае, когда свободные поверхности 3 и 8 в емкостях 1 и 4 подвергаются воздействию различных по величине давлений, вследствие чего перепад H1 отличается от перепада H2.

Общая перегородка 6 проходит от донных стенок 2 и 5 емкостей 1 и 4 и имеет высоту меньше уровня 3 наполнения входной емкости 1. Над этой общей для двух емкостей перегородкой 6 располагается конструкция, называемая колоколом 9 и образующая с одной и с другой стороны от этой общей перегородки 6 первую 10 и вторую 11 симметрично друг относительно друга промежуточные емкости. Эти промежуточные емкости симметричны по отношению к этой общей перегородке 6 входной и выходной емкостей.

Первая промежуточная емкость 10 сообщается с входной емкостью 1 через первый проход 12, проходящий вдоль дна 2 этой емкости. Вторая промежуточная емкость 11 сообщается с выходной емкостью 4 через второй проход 13, проходящий вдоль дна 5 этой выходной емкости. Две эти промежуточные емкости 10 и 11 сообщаются также между собой при помощи третьего прохода 14, существующего над упомянутой выше общей перегородкой 6 входной и выходной емкостей. Кроме упомянутых трех проходов 12, 13 и 14 эти промежуточные емкости 10 и 11 являются закрытыми и поддерживаются под некоторым давлением газа P благодаря устройству 15, 16, 19 поддержания определенного давления этого газа P.

Упомянутое выше устройство поддержания давления газа P может быть образовано устройством 15 подачи газа под давлением, соединенным с верхней частью колокола 9. В противоположность этому варианту или в совокупности с ним упомянутое выше устройство может быть образовано другим устройством 16 подачи газа под давлением, соединенным с донными частями 2 и 5 входной и выходной емкостей по обе стороны от разделяющей их общей перегородки 6. Этот другой вариант поддержания под давлением свободных поверхностей жидкотекучей среды в промежуточных емкостях специальным образом приспособлен к регулированию псевдоожиженных твердых веществ, прием этот газ служит также газом флюидизации или псевдоожижения.

В то же время, к верхней части колокола 9 присоединен также трубопровод 19 отвода газа. Регулирование давления P газа осуществляется, таким образом, либо при помощи регулируемой подачи газа под давлением при постоянной его утечке, либо при помощи подачи газа с постоянным расходом и регулирования его отвода.

В предпочтительном варианте практической реализации прелагаемого изобретения упомянутый выше третий проход 14 образован множеством отверстий 17, позволяющих обеспечить наилучшую стабильность функционирования данного устройства. Действительно, в случае псевдоожиженных твердых веществ этот перелив, образованный упомянутыми выше отверстиями, препятствует резкому переходу агломерата над кромкой 7 общей для входной и выходной емкостей перегородки.

В случае необходимости при использовании устройства в соответствии с предлагаемым изобретением имеется возможность регулировать уровень материала во входной емкости 1 при помощи спускного отверстия.

Функционирование устройства регулирования расхода жидкотекучего материала в соответствии с предлагаемым изобретением происходит следующим образом.

В процессе поступления данного жидкотекучего материала во входную емкость 1 при произвольном расходе некоторое количество этого материала попадает в первую промежуточную емкость 10, причем это количество определяется фиксированным давлением P регулирования расхода данного жидкотекучего материала. Этот материал переливается через общую перегородку 7 с постоянным расходом, равным расходу, проходящему через верх сливной перегородки или перегородки 18 перелива.

Устройство регулирования расхода в соответствии с предлагаемым изобретением предназначено для функционирования в качестве клапана регулирования выхода флюидизированных или псевдоожиженных твердых веществ из котла или топки с "кипящим слоем". Специальное применение этого устройства представляет собой обработку флюидизированных твердых веществ, перетекающих через внутреннюю перегородку котла или топки и рекуперируемых в нижней части этого котла или топки для возвращения в цикл теплообмена.

Используемый в этом случае теплообменник должен запитываться постоянным расходом соответствующего материала и регулировочный клапан в соответствии с предлагаемым изобретением располагается на входе этого теплообменника.

В общем случае регулировочные клапаны, обычно используемые в данной области техники, весьма быстро выходят из строя вследствие механических повреждений, вызываемых тепловыми условиями их функционирования. Очевидно, что устройство регулирования расхода в соответствии с предлагаемым изобретением, описанное выше, в значительно меньшей степени подвержено влиянию тяжелых и постоянно изменяющихся термических условий.

Изобретение касается устройства регулирования расхода жидкотекучего материала, содержащего входную емкость и выходную емкость, выпускающую этот жидкотекучий материал с регулируемым расходом через выходное отверстие, причем две упомянутые выше емкости разделены между собой общей перегородкой. Эта общая перегородка проходит до данных стенок емкостей, а над ней располагается устройство в виде колокола, образующего по одну и по другую стороны от этой общей перегородки первую и вторую промежуточные емкости, где поддерживается определенное давление газа. Технический результат заключается в обеспечении в устройстве при относительной простоте по конструкции некритичности к изменению характеристик и условий его функционирования. 6 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство регулирования расхода текучей среды, содержащее входную емкость, в которую поступает эта среда с произвольным расходом, и выходную емкость, оснащенную выходным отверстием для выпуска текучей среды с регулируемым расходом, разделенные между собой общей перегородкой, содержащей верхнюю кромку, а также средство поддержания на заданном уровне давления, отличающееся тем, что над перегородкой расположена конструкция типа колокола, образующая по одну и по другую стороны от перегородки первую и вторую промежуточные емкости, сообщенные соответственно с входной и выходной емкостями посредством прохода, расположенного вдоль дна соответствующей емкости, и обе промежуточные емкости сообщены между собой посредством третьего прохода, расположенного над перегородкой, и соединены со средством поддержания на заданном уровне давления в третьем проходе. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что донные стенки являются горизонтальными, а промежуточные емкости выполнены симметричными по отношению к перегородке. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что выходное отверстие расположено на той же высоте, что и верхняя кромка общей перегородки. 4. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что средство поддержания на заданном уровне давления содержит устройство подачи газа и устройство отвода газа, при этом одно из названных устройств выполнено регулируемым. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что устройство подачи газа соединено с самой верхней точкой колокола. 6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что устройство подачи газа соединено с донными стенками камер по одну и другую сторону от перегородки. 7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что третий проход образован множеством отверстий.