Регулятор расхода Советский патент 1987 года по МПК G05D7/06 

Изобретение предназначено для автоматического регулирования расхо- дгт потока н может быть использовано для поддержаиля заданного расхода

постоя HJiblM.

Це 1ь изобретения - повышение точности и надежности регулятора, моста .

На чертеже показан предлагаемый регулятор расхода, разрез.

Регулятор расхода содержит блок регулирования,который выполнен в вид электрического моста. Одно плечо этого моста обра:зовано транзистором 1 , другое - 11еремен1шм 2, а третье - постоянным 3 резисторами,База-транзистора 1 соединена с выходом компаратора 4, первый вход которого подключен к то чке соединения переменного 2 и постоянного 3 резисторов. В одну и-з диагоналей моста подключен источник 5 питания. Термопреобразователь 6 подключен через выключатель 7 к источнику 5 гштания. Термопреобразователь 8 образует четвертое плечо моста, один из выводов которого, соединенный с эмиттером транзистора 1, служит вторым входом компаратора .

Кроме того, устройство содержит кнопки 9 и 10, корпус регулято 1а 11, который связан через первый 12 и четвертый 13 сильфоны с регулируто- ЕЦ1М органом 14. Корпус регулятора 11 содержит выходной патрубок 15. Между сильфонами 12 и 13 имеется герметичное пространство, заполненное термочувствительной средой и термопреобразователем 6, выводы которого через гермопереход 16 выведены наружу корпуса регулятора 1I. Внутри сильфона 13 размещен шток 17, жестко связанный с регулирующим органом 14. Подпружиненный пружиной 18 переменный резистор 2 регулируется по высоте штока 17 вин юм 19. Неподвижный контакт 20 резистора 2 закреплен к корпусу регулятора 11. Пространство между сильфонами 12 и 13 связано, например с помощью гибких шлангов 21 или каналов с полостью цилиндра 22 и с внутренней камерой компенсирующего силь- фо:1а 23. Б цилиндре 22 размещен силь- фои 24 меньшего диаметра, подвижное оси онание которого связано штоком 25 с Л1);,.чи, осьованием сильфона 26 б1:.льшего ;лиаг-:---тра. Оба сильфона 24 и 26 со(. диР1ены с цигп1ндром 22 через ос5

10

3306102

нования 27 и 28.В полости сильфона 26 размещен термопреобразователь 8, выводы которого через гермопереход 29 выведены наружу. Компенсирующий сильфон 23 связан с клапанным элементом - затвором 30 седла 31, установленным между внутренней камерой 32 и внешней камерой 33, соединенной с входным патрубком 34.

Регулятор расхода работает следующим образом..

В исходном положении регулирующий орган 14 закрывает выходной патрубок

15 15 корпуса регулятора 11.С помощью винта 19 задают необходимое зяачение расхода потока. Выключателем 7 включают источник 5 питания. Необходимое значение расхода потока определяет

;;;) давление в потоке, которое в свою оче- очередь связано с давлением термочувствительной среды, находящейся между сильфонами 12 и 13 в камере корпуса чувствительного элемента и в сильфо 5 нах 24, 26 и 23.

Температура, а значит и давление, термочувствительной среды находящейся в сильфонах 24 и 26, контролируется и задается термопреобразователем 8. Это давление передается в прост-i. . ранство, находящееся между сильфонами 12 и 18, и сильфону 23. Температура термопреобразователя 8 поддерживается

за счет изменения сопротивления транзистора 1, управляемого компаратором 4. Термопреобразователь 8 по функции совмещен с нагревателем и нагревается до температуры, определяемой положением резистора 2 относительно регулирующего органа 14,а значит и положением органа 14 относительно выходного патрубка 15. Баланс моста поддерживается 3а счет изменения сопротивления, управляемого компаратором 4, т.е. выполняется функция стабилизации заданного значения температуры термопреобразователя 8, а следовательно,и температуры жидкости, находящейся в сильфонах 24 и 26. Давление жидкости, нахоящейся между сильфонами 12 и 13 в сильфоне 23 и в цилиндре 22 также меняется в связи с перемещением оснований 27 и 28 вправо (влево) и с деормацией сильфонов 24 и 26. С увеличением подаваемой мощности на термот преобразователь 8 давление жидкости в пространстве между сильфонами 12 13 падает, сильфон 23 теряет воз

13

можность деформироваться, так как его затвор 30 упирается в верхнее седло 31 корпуса регулятора II, я ре- гулируюи1ий орган 14 увеличивает расход пропускаемой среды. Расход потока соответствует заданному переменным резистором 2, связанным с регулирующим органом 14. Увеличение или уменьшение давления регулирующей среды приводит к автоматическому увеличению давления в системе, что заставляет поддерживать неизменное поло- .жеиие регулирующего органа 14.

Изменение положения резистора 2 вызывает изменение сопротивления термопреобразователя 8 и нарушение баланса моста, т.е. появление напряже-; кия между входами. При открытии выходного патрубка 15 давление регули- руемой среды резко падает (переход от статического режима в динамический). Эту разность давлений компенсирует компенсирующий сильфов 23, сглаживая переходные процессы в сие- теме. Для экстренргого перекрытия потока регулируемой среды используется форсированный термопрсобразователь 6. При нажатии на 9 включается реле,которое своими контактами под- ключает термопреобразователь 6 к источнику 5 питания и запитывает катушку реле времени. Реле времени своими контактами отключает источник 5 питания от мостовой схемы и по истечении времени, необходимого для закрытия выходного патрубка 15, отключает термопреобразователь 6 от источника 5. При закрытии выходного патрубка 15 давление в системе возрастает,ком- пенсирунлций сильфон 23 упирается затвором 30 в седло 31 корпуса регулятора 11 и происходит перекрытие пропускаемой среды.После перекрытия давление в пропускаемой среде резко воз- растает. Увеличенное давление передается через затвор 30 компенсирующего сильфона 23 на регулирующий орган 14 и сохраняется в процессе охлаждения термочувствительной среды, что гарантирует надежность перекрытия регулирующим органом 14 выходного патрубка 15.

Регулятор за счет обратных связей по положению регулирующего органа, по давлению регулируемой среды обеспечивает более высокую точность и плавность регулирования.

6

д 5 о

g

5

О

В связи с устранением охлаждающего действия пропускаемой среды на чувствительньй элемент в нем снижаются энергетические затраты на процесс регулирования, обеспечивается универсальность устройства за счет использования его в режиме работы нуль-единица при исключении мостовой схемы регулирования, увеличение надежности перекрытия, которая гарантируется за счет увеличения силы давления регулирующего органа на выходной патрубок при увеличении давления перекрываемой среды независимо от ее температуры. Формула изобретения

Регулятор расхода, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, с размещенным в нем первым чувствительным элементом, выполненным в виде связанного с регулирующим органом первого сильфона, заполненного термочувствительной средой, первый термопреобразователь и блок регули- рования, выполненный в виде электри- ческого моста, плечи которого образованы первым термопреобразователем, с переменным и постоянным резисторами и коллекторно-эмиттерным переходом транзистора, база которого соединена с выходом компаратора, первьй вход которого подключен к точке соединения переменного и постоянного резисторов, а второй - к точке соединения эмиттера транзистора и одного из выводов первого термопреобразователя, причем в одну из диагоналей электрического моста включен источник питания, о тличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности регулятора,в нем установлены второй термопреобразователь, ком- пенсируклций сильфон, закрепленный неподвижным основанием к корпусу и образующий с ним внутреннюю камеру и внешнюю камеру, соединенную с полостью корпуса через клапанный элемент, затвор которого установлен на подвижном основании компенсирующего сильфона, второй и третий сильфоны меньшего и большего диаметров, установленные соответственно внутри и снаружи цилиндра, неподвижные основания которых закреплены на дне цилиндра,а подвижные соединены между собой штоком, проходящим через отверстие в дне цилиндра, в первом сильфоне размещен четвертый сильфон, связанньй с pery-f

51330610в

пирующим органом, внутри которогопенсирующего сильфона и с полостью

установлен с возможностью осевого пе-цилиндра,а в полости, образованной

ремещения относительно регулирующеговторым и третьим сильфонами,установоргана подпружиненный переменный ре-лен первьй термопреобразователь, а

зистор, контакт которого закрепленвторой термопреобразователь включен

неподвижно на корпусе, причем полостьв диагональ питания электрического

между первым и четвертым сильфонамимоста последовательно с источником

соединена с внутренней камерой ком-питания.

Изобретение относится к устройствам автоматического регулирования расхода и может быть использовано i для поддержания за цанного расхода потока постоянным. Цель изобретения - повышение точности и надежности регулятора. Регулятор расхода содержит корпус 11, чувствительный элемент, в котором установлен термопреобразователь 8, регулирующий орган 14, мостог вую схему регулирования расхода.Новым в регуляторе является то, что корпус чувствительного элемента 8 отделен от корпуса 11 регулятора, а датчик расхода - переменный резистор 2 - механически связан с регулирующим органом 14 и имеет возможность перемещения относительно него. 1 ил. гб а § (Л с со ее о сг