ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЕМАЯ СИСТЕМА Российский патент 2014 года по МПК F16K31/08 

Использование: в качестве запорно-регулируемой системы для качественного и глубокого регулирования потоков жидких, паровых и газовых сред.

Сущность изобретения: запорно-регулируемая система, матричного типа с цилиндрическими запорными устройствами и управляющими силовыми элементами, расположенными в запорных устройствах.

Изобретение относится к новому решению задач в области регулирования потоком среды и обеспечивает автономное, качественное и скоростное регулирование этого потока.

Существуют решения, направленные на выполнение поставленной задачи. Одно из таких решений выбрано в качестве прототипа (источник WO 2012/171703 A1, 20.12.2012).

Решение по прототипу направлено на применение электромагнитного привода, что частично решает вопросы скоростного регулирования, но решение по прототипу вынесено за границы прямого управления, тем более это решение не затрагивает вопросы качественного регулирования. Решения по другим источникам (US 4795929, 03.01.1989, US 4790512, 13.12.1988) обеспечивают уменьшение приводного усилия для целей регулирования.

Предлагаемое изобретение, запорно-регулируемая система, направлено на решение вопросов по автономному, качественному и скоростному регулированию потоком среды (пара, газа, жидкости), и данная цель достигается применением новых технических решений, а именно запорно-регулируемая система, включающая корпус с поворотными запорными органами, согласно изобретению имеет несущий корпус, выполненный в виде матрицы, с проходными, прямоугольного сечения каналами и цилиндрическими отверстиями поперечно этим каналам и полые цилиндрические корпуса запорных устройств с продольно-петлевыми обмотками на внутренних сторонах корпусов и сквозными пазами продольно оси корпусов, а также цилиндрические запорные органы с проходными каналами поперечно оси цилиндра, при этом цилиндрические поверхности запорных органов имеют продольные пазы с постоянными магнитами.

Кроме того, в запорно-регулируемой системе несущий корпус в виде матрицы, имеет множество запорных устройств, параллельных друг другу, где множество задается по условиям регулирования, а матрица принимает любую геометрическую форму и распространяется на поперечное сечение всего потока.

В соответствии с пунктом формулы 1 на фигурах 1, 2 для достижения указанной цели несущий корпус 1 выполнен в виде матрицы, имеющей множество проходных каналов 2, прямоугольного сечения для прохода среды, и отверстия поперечно этим каналам 3, в которых закреплены запорные устройства 4, имеющие собственные цилиндрические полые корпуса с проходными каналами 5 в этих корпусах. На внутренних сторонах полых корпусов закреплены продольно-петлевые электрические обмотки 6, обеспечивающие электромагнитное взаимодействие с постоянными магнитами 7, закрепленными в продольных пазах 8, запорных органов 9. Запорные органы имеют сквозные каналы 10, выполненные поперечно продольным осям корпусов.

В соответствии с пунктом формулы 2 основной поток распределяется на множество потоков с целью их индивидуального управления по условиям регулирования и обеспечения минимального сопротивления основному потоку среды.

Существенными отличиями для выполнения поставленной цели являются:

а) выполнение несущего корпуса в виде матрицы, обеспечивающей распределение потока на множество потоков и установку в ней множества запорных устройств;

б) применения множества запорных устройств в своих цилиндрических корпусах с большим отношением длины корпуса к его диаметру, для увеличения силы управляющего импульса продольно-петлевых обмоток в запорных устройствах;

в) выполнение продольно-петлевых обмоток управления в корпусах запорных устройств и ответных постоянных магнитов непосредственно в регулирующем органе, что обеспечивает быстродействие (скорость реагирования на импульс) и прямой привод, -условия минимального сопротивления в потоке среды.

Запорно-регулируемая система работает следующим образом. При подаче импульсов (программа генерации импульсов находится за пределами формулы) на управление матрицей 1, установленной в основном потоке, эти импульсы воспринимают определенные продольно-петлевые обмотки 6, расположенные в корпусах запорных устройств 4, на которые подаются эти импульсы, и воздействуют на запорные органы 9 посредством электромагнитного поля на постоянные магниты 7 в запорных органах, создавая момент вращения и устанавливая запорные органы в положение - открыто или закрыто. Управляя индивидуальными запорными устройствами, в соответствии с заданной программой, обеспечивается достижение указанной цели, автономность управления любым запорным устройством в объеме матрицы, качественное регулирование от 0% до 100% потока объема среды без дросселирующих потерь, при этом скорость изменения объема потока от 0% до 100% может составлять доли секунды - 01 секунды. Количество запорных устройств в матрице выбирается по условиям качественного регулирования основного потока.

Предлагаемая запорно-регулируемая система в сравнении с внешне приводными запорно-регулирующими устройствами обладает нижеследующими преимуществами: компактностью - встроена в трубопровод подачи среды, быстродействием - время составляет доли секунды для перехода от положения закрыто до положения открыто, минимальными гидродинамическими потерями энергии управляемого потока, а также программируемыми параметрами переходных положений. Предлагаемое решение, в соответствии с поставленной целью, может использоваться в системах управления большими потоками - управление магистральными газопроводами, нефтепроводами, водопроводами, а также актуально в системе управления преобразованием энергиями этих потоков - в системе регулирования мощностью приводных устройств.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в качестве запорно-регулируемой системы для регулирования потоков жидких, паровых и газовых сред. Запорно-регулируемая система включает корпус с поворотными запорными органами. Несущий корпус выполнен в виде матрицы с проходными каналами прямоугольного сечения и цилиндрическими отверстиями поперечно этим каналам. Запорные устройства имеют полые цилиндрические корпуса с продольно-петлевыми обмотками на внутренних сторонах корпусов и сквозными пазами продольно оси корпусов. Цилиндрические запорные органы имеют проходные каналы поперечно оси цилиндра. При этом цилиндрические поверхности запорных органов имеют продольные пазы с постоянными магнитами. Технический результат - обеспечение автономного, качественного и скоростного регулирования потока жидких, паровых и газовых сред. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Запорно-регулируемая система, включающая корпус с поворотными запорными органами, отличающаяся тем, что имеет несущий корпус, выполненный в виде матрицы, с проходными, прямоугольного сечения каналами и цилиндрическими отверстиями поперечно этим каналам и полые цилиндрические корпуса запорных устройств с продольно-петлевыми обмотками на внутренних сторонах корпусов и сквозными пазами продольно оси корпусов, а также цилиндрические запорные органы с проходными каналами поперечно оси цилиндра, при этом цилиндрические поверхности запорных органов имеют продольные пазы с постоянными магнитами.

2. Запорно-регулируемая система по п.1, отличающаяся тем, что несущий корпус в виде матрицы имеет множество запорных устройств, параллельных друг другу, где множество задается по условиям регулирования, а матрица принимает любую геометрическую форму и распространяется на поперечное сечение всего потока.