Регулятор расхода жидкости и газа Советский патент 1984 года по МПК G05D7/06 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для поддержания автоматического расхода жидкостей и газов в химической, нефтехимической, газовой и других.отраслях промышленности.

Известно устройство для регулирования расхода жидкости с помощью термоэлектробатареи, теплопоглощающие спаи которой установлены на трубопроводе, Управление расходом жидкости в этом устройстве производится путем создания при помощи теплопоглощающих спаев термоэлектробатареи ледяной пробки, которая перекрывает проходное сечение трубопровода QJ.

Однако с помощью данного устройству невозможно автоматически плавно регулировать расход жидкости из-за позиционного режима работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор расхода, содержащий термо.злектробатарею, теплопоглощающие спаи которой установлены на основном трубопроводе, а выход последнего соединен с вспомогательным трубопроводом на котором установлены тепловьщеляющие спаи термоэлектробатареи. В этом регуляторе использовано свойство термбэлектробатареи изменять свою холодопроизводительность в зависимости от температуры тепловыделяюп их спаев Применение вспомогательного трубопровода, соединенного с выходом основного трубопровода, позволяет изменять условия охлаждения тепловьщёляющих спаев термоэлектробатареи в зависимости от расхода жидкости в основном трубопроводе и таким образом автоматически поддерживать расход жидкости в посхшднем путем изменения толщины слоя льда, образующегося в месте установки теш1опоглощаюш 1х спаев термоэлектробатареи zj .

Недостатком известного регулятора является то, что он может быть применен только для жидкостей, температура замерзания которых не ниже , и неприменим для газов. Так как при более низких температурах применение термоэлектробатарей экономически нецелесообразно. Кроме того, регулятор позволяет регулировать в узком диапазоне небольшие расходы жидкостей, так как при увеличении расхода жид- кости происходит более интенсивный теплообмен между теплопоглощающими

спаями термоэлектробатареи и потоком жидкости, в результате чего происходит расплавление слоя льда и, как следствие, увеличение расхода. Для компенсации дополнительных теплопритоков, вызванных увеличением расхода необходимо увеличивать холодопроизводительность термоэлектробатареи, что связано с увеличением,потребляемой мощности и габаритов регулятора.

Область применения регулятора ограничивается еще и тем, что его точность значительно зависит от изменения давления на выходе основного трубопровода. Так, например, при увеличении давления на выходе основного трубопровода, увеличивается расход жидкости во вспомогательном трубопроводе, которая дополнительно охлаждает тепловьщеляющие спаи, что влечет за собой понижение температуры теплопоглощающих слоев, т.е. в данном случае расход жидкости в основном трубопроводе поддерживается меньше заданного.

Целью изобретения является увеличение диапазона регулирования и расширение области применения регулято1ра

Поставленная цель достигается тем что регулятор расхода жидкости и газа, содержащий термоэлектробатерею, теплопоглощающие спаи которой уста- новлены на основном трубопроводе, а тепловыделяющие спаи - на вспомогательном трубопроводе, снабжен последовательно соединенными сепаратором для отделения легкокипящей жидкости от основного потока, установленным на основном трубопроводе после теплопоглощающих спаев термоэлектробатареи , емкостью (Заполненной легкокипящей жидкостью, и насосом для обеспечения циркуляции легкокипящей жидкости, подключенным к входу вспомогательного трубопровода, на котором установлен регулятор давления, а выход вспомогательного трубопровода соединен с камерой эжекционного смесителя, установленного на основном трубопроводе до теплопоглощакщих спаев термоэлектробатареи.

На чертеже изображена схема предлагаемого регулятора.

Регулятор содержит термоэлектробатарею t, теплопоглощающие спаи 2, которой установлены на основном трубопроводе 3, а также вспомогательный трубопровод 4, находящийся в тепловом контакте с тепловыделяющими спаями термоэлектробатареи 1. На основном трубопроводе 3 после теплопоглощающих спаев 2 термоэлектробатареи 1 у тановлен сепаратор 6 для отделения легкокипящей жидкости от основного потока. Сепаратор 6 трубопроводом 7 соединен с емкостью 8, заполненной легкокипяще й жидкостью. Емкость 8 соединена с всасывающим патрубком насоса 9, который обеспечивает циркуляцию жидкости в регуляторе. Нагн тательный патрубок насоса 9 соедине с входом 10 вспомогательного трубопровода 4, на котором установлен ре гулятор 11 давления. На основного трубопроводе 3 до теплопоглощшощих спаев 2 термоэлектробатареи 1 установлен эжекционный смеситель 12, эжекЦионная камера 13 которого соед нена с выходом 14 вспомогательного трубопровода 4. Регулятор работает следующим образом. При включении термоэлектробатареи 1 ее теплопоглощающие спаи 2 охлаждают стенки основного трубопровода 3 до температуры, которая ниже температуры замерзания легкокипящей жидкости, но выше температуры замерза ния жидкости основного потока, что создает условия для образования слоя льда над теплопоглощаняцими спаями 2. Толщина слоя льда определяет гидравлическое сопротивление основного тру бопровода 3 и, следовательно, расход жидкости (газа) в нем. Изменение расхода жидкости (газа) основного потока в трубопроводе 3 шриводит к изменению packoAa легкокипящей жидкости в трубопроводе 4 и к изменению условий охлаждения тепло выделяющих спаев 5 термоэлектробатареи 1, что, в свою очередь, вызывает изменение холодопроизводительности батареи 1 и температуры ее теплопоглощающих спаев 2. Изменение расхода легкокипящей жидкости и температуры теплопоглощающих спаев 2 приводитк измеHeHiffiJ толщины слоя льда, образующегося над последними.При этом автоматически регулируется расход. Сепаратор 6 отделяет от основной жидкости легкокипящую добавку и через трубопровод 7 возвращает ее в емкость 8 для последующего использования. Настройка регулятора на определенный расход осуществляется изменением настройки регулятора 11 давления. Применение предлагаемого регулятора позволяет автоматически регулировать в основном трубопроводе расход жидкостей и газов, температура замерзания которых ниже -10 С с помощью термоэлектробатареи, так как для образования слоя льда используется легкокипящая жидкость. При этом, поскольку температура замерзания легкокипящей жидкости может быть достаточно высокой, применение термоэлектробатареи становится экономически целесообразным. Таким образом, расширяется область применения регулятора. Наличие сепаратора позволяет регу лировать расход жидкости (газа) даже в том .случае, когда )холодопрсизводит«льность термоэлектробатареи оказывается недостаточной для -образования слоя льда необходимой толщины из-за большого расхода основной жидкости (газа), поскольку отделение легкокипящих добавок уменьшает расход на выходе сепаратора. Таким об-т разом, расширяется диапазон регулирования основной жидкости (газа). Кроме , на работу предлагаемого регулятора в меньшей степени влияет изменение давления на его выходе.

РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ЩфСОСТИ И ГАЗА, содержащий термоэлектробатарею, теплопоглощающие спаи которой установлены на основном трубопроводе, а тепловьщеляющие спаи - на вспомогательном трубопроводе,о т л и ч а ю.щ и и с я тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования и расширения области применения регулятора, он снабжен последовательно соединенными сепаратором для отделения легкокипящей жидкости от основного потока, установленным на основном трубопроводе после теплопоглощающих спаев термоэлектробатареи, емкостью, заполненной легкокипящей жидкостыо, и насосом для обеспечения циркуляции легкокипящей жидкости, подключенным к входу вспомогательного трубопровода, на котором установлен регулятор давления, а выход вспомогательного трубопровода соединен с камерой эжекцйонного смесителя, установленного на основном трубопроводе до теплопог(Л лощающих спаев термоэлектробатареи. ю о ю со ю