Устройство для регулироваия расхода рабочей среды Советский патент 1987 года по МПК G05D7/03 

113

Изобретение относится к автоматическому регулированию, а более конкретно к технике регулирования расхода в потоке, текущей среды, и может быть использовано в различных отраслях производства и техники, где необходимо точное соблюдение заданного расхода среды, например в химическом производстве, энергетическом машиностроении, в пищевой промьпиленности и т.д.

Цель изобретения - увеличение ресурса и надежности устройства.

На фиг.Ь изображено устройство для регулирования расхода рабочей среды, поперечный разрез; на фиг.2 - средство подачи упранляюп1ей среды, снабженное механизмом вытеснения нормированного расхода.

Устройство для регулирования расхода рабочей среды содержит корпус 1 с входным каналом 2, по которому в направлении стрелки течет рабочая среда (газ). Поперек канала 2 установлены регулирующие перегородки 3-5 выполненные из проницаемого пористого материала. Боковые поверхности перегородок 3-5 сообщаются со средством подачи нормированного объема управляю щей среды (жидкости), состоящим из емкости 6, заполненной жидкой управляющей средой,снабженной механизмом 7 изменения ее объема. Перегородки

выполнены из пористой структуры, про- 35 ляющей среды V.

Капиллярные д порах можно опре

45

шщаемои в осевом и радиальном направлениях. Эквивалентный капиллярный диаметр пор d., определяемый как отноще- ние d 4F/n, где F - площадь капиллярного канала; П - его периметр, в 40

осевом направлении (совпадающем с продольной осью канала), выполнен переменным и увеличивается в направ- от границ перегородки к ее центру. Минимальное значение диаметр пор принимает в зонах указанных границ. Диаметр пор в радиальном направлении превышает минимальное значение диаметра пор в осевом направлении.

Устройство работает следующим образом.

При движении газа или жидкости через перегородку 3 со скоростью V его давление уменьшается на величину ЛРз ,

равную 1

gc

50

. dP, ( С/ fx.V + /ipV Ъ/S, (1) где 0, /} - эмпирические коэффициенты;

|ti , р - вязко.сть и плотность газа или жидкости соответственно ;

Ъ - .толщина перегородки; S - площадь поперечного сечения перегородки, по которому течет газ (жидкость). При перемещении механизма 7 изменения объема жидкость движется по радиальным поровым каналам перегородки, при этом площадь Б уменьщается и, как это следует из П), возрастает /ЗРэ что влечет за собой уменьшение расхода газа. Для увеличения расхода газа увеличивают объем жидкости в емкости 6 и жидкость из перегородки выдавливается обратно в емкость 6, S увеличивается, а йРт, падает. Приближенно площадь Б можно определить по формуле

Я - В„ - V/Ъ,

(2)

где - пористость материала перегородки;

V - объем управляющей среды, поданной в перегородку; S р - площадь поперечного сечения канала, в котором установлена перегородка 3,

Из (1) и (2) гидравлическое сопротивление перегородки, а значит и расход рабочей среды., протекающей через регулятор, обратно пропорционален подаваемому в перегородку объему управ-

ляющей среды V.

Капиллярные давления АР , JP в порах можно определить по формуле l

dP, 2 6 /R,, dPj 2ё/Н

2

где 6 - коэффициент поверхностного натяжения на границе раздела основной и регулирующей сред; радиусы менисков.

Если разность давления на перегородке РЗ не превысит разности капиллярных давлений , - /3 Р , то жидкость не сможет покинуть перегородку. Таким образом, UV должна быть мень- ще ЛР, , так как при R - « , р О ДР, - Р2 - PI .

Когда надо yвeJ ичить диапазон регулирования расхода, можно установить последовательно несколько регу-. лирующих перегородок, Если рабочей средой является жидкость, то в качестве, управляющей среды можно использовать газ или жидкость, которая не растворима с рабочей. Среда надо

подбирать так, чтобы коэффициент (:, был наибольгаим. Например, если в качестве одной из сред будет жидкий металл, э которого достигнет нескольких десятых Н/м, то JР может достигать сотен килопаскалей.

В ряде случаев целесообразно снабжать, источник управляющей среды системой вытеснения нормированного расхода текучей среды (фиг..), которая может содержать гибкую емкость 8, привод (электродвигатель) 9 и передающий механизм 10, преобразующий вращение вала привода 9 в перемещение штока 11, Потенциометр 12 служит датчиком перемещения штока 11.

Изобретение позволяет создать пассивные (т.е. не имеющие подвижных

системами гидро- и пневмоавтоматики, что важно при создании автоматизированных агрегатов и производств.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования расхода рабочей среды, содержащее

Q корпус с входным и выходным каналами, между которыми установлен регу- лируюищй орган, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения ресурса и надежности устройства, рагу15 лируюпщй орган выполнен в виде по

крайней мере одной перегородки из проницаемой пористой структуры, боковая поверхность которой соединена со средством подачи нормированного объе-

элементов) регуляторы расхода, кото- 20 жидкой управляющей среды, не растрые имеют большой ресурс безотказной работы в агрессивных и нагретых средах. В силу отсутствия в регуляторах расхода подвижных элементов их можно вьтолнять не только из металлов, но и из стекла, керамики, пластмассы и других материалов. Такие регуляторы расхода совместимы с существующими

воримой в рабочей среде.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что средство подачи нормированного объема жидкой 25 управляющей среды выполнено в виде емкости, заполненной жидкой управлякг- щей средой и снабженной механизмом изменения ее объема.

357925

системами гидро- и пневмоавтоматики, что важно при создании автоматизированных агрегатов и производств.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования расхода рабочей среды, содержащее

корпус с входным и выходным каналами, между которыми установлен регу- лируюищй орган, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения ресурса и надежности устройства, рагулируюпщй орган выполнен в виде по

крайней мере одной перегородки из проницаемой пористой структуры, боковая поверхность которой соединена со средством подачи нормированного объе-

воримой в рабочей среде.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что средство подачи нормированного объема жидкой управляющей среды выполнено в виде емкости, заполненной жидкой управлякг- щей средой и снабженной механизмом изменения ее объема.

10

Редактор И.Шулла

V

дыхо Hfu fiocmu

фие.2

Составитель Н.Гондаксазова

Техред М.Ходанич Корректор с.Черни

Заказ 5997/48 . Тираж 863Подписное

ВН ИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к области автоматического регулирования, а более конкретно к технике регулирования расхода в потоке текуп;ей среды. Цель изобретения - повьш1ение ресурса и надежности устройства. Новым в устройстве является то, что рабочую среду пропускают через установленную в канале перегородку 3, выполненную из проницаемой пористой структуры, изменение плоо1ади проходного сечения которой достигается тем, что в нее со . стороны боковой поверхности подают некоторый объем управляющей среды, которая не растворяется с основной, Для уменьшения расхода рабочей среды увеличивают объем управляющей среды, a для увеличения расхода объем уменьшают. Максимальный перепад давления на одной регулирующей перегородке должен быть меньше, чем большее капиллярное давление, реализуемое-границей раздела рабочей и з равляющей сред в порах перегородки. 1 з.п. ijr-лы, 2 ил. SS оо СП «г ю 01