Регулируемый динамический преобразователь Советский патент 1988 года по МПК G05D7/01 

Изобретение относится к устройствам для выделения полного давления (суммы статического и динамического) потока жидкости или газа и может быть использовано в регуляторах расхода, регуляторах соотношения расходов, работающих на принципе стабилизации динамического давления, а также для изменения пределов регулирования гидродинамических расходомеров,

Цель изобретения-повьшение точности работы регуляторов, обеспечение линейности расходной характеристики регуляторов расхода, а также расширение области применения гидродинамических расходов.

На фиг.1 представлен предлагаемый преобразователь по первому варианту; на фиг.2 - то же, по второму варианту; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2.

Регулируемый динамический преобразователь по первому варианту содержит трубопровод 1, канал которого имеет форму параллелепипеда. В нем размещен регулирующий орган 2 той же формы с возможностью поступательного перемещения перпендикулярно оси канала 3 с помощью штока 4, причем регу- лирующий орган 2 образует кривую поверхность прямоугольного канала 3. В канапе 3 трубопровода установлена напорная трубка 5. Регулирующий орган 2 имеет прямоугольные торцовые поверхности 6.

Регулируемый динамический преобразователь по второму варианту состоит из трубопровода 1, имеющего канал в форме цилиндра, в котором размещен поворотный регулирующий орган 2, представляющий собой объемный сегмент и образующий подвижную (поворот ную) стенку канала 3, а именно правую половину диаметральной плоское- ти дна канала 3. Регулирующий орган 2 жестко закреплен на валу 4. В канале 3 установлена напорная трубка 5 полного давления. Регулирующий орган 2 имеет торцовые поверхности 6 в ви- де полукругов. Левая половина диаметральной плоскости 7 дна канала 3 закреплена в трубопроводе I неподвижно. Между торцовыми поверхностями 6 с одной стороны и стенками канала тру- бопровода 1 с другой стороны не должно быть больших зазоров, чтобы поток среды не разветвлялся и воспринимаемое с помощью напорной трубки 5 дав5

5

0

0 5

0 5

ление полностью определяло расход потока.

Устройство работает следующим образом.

При наличии потока среды через канал 3 трубопровода динамического преобразователя напорная трубка 5 воспринимает динамическое давление Р, пропорциональное произведению плотности среды О на квадрат скорости V ее течения. Если плотность среды не изменяется, то динамическое давление пропорционально квадрату скорости:

Р K,V .

Если предлагаемый преобразователь используется в регуляторе расхода . со стабилизацией динамического давления, то динамическое давление потока среды через канал трубопровода 3 всегда равно заданному значению. Следовательно, регулятор расхода поддерживает постоянную скорость потока среды через канал 3 трубопровода независимо от площади его сечения. Б то же время расход среды равен произведению скорости потока V на площадь сечения канала со , или. пропорционален площади сечения канала трубопровода 3

g V-cO .

Площадь сечения канала 3 трубопровода легко изменяется перемещением регулирующего органа 2 с помощью штока или вала 4. Торцовые поверхности 6 при этом перекрывают часть площади сечения канала 3 трубопровода.

В связи с тем, что при любых положениях регулирующего органа 2 напорная трубка 5 воспринимает полное динамическое давление, а не его долю, точность работы регулятора расхода на всех режимах оказывается постоянной и не снижается.

Перемещение и удержание регулирующего органа 2 в каком-либо положении не требует больших усилий, так как статическое давление среды на нее практически со всех сторон одинаково, и регулируюш 1й орган уравновешен, так как динамический преобразователь установлен последовательно дросселирующему элементу регулятора расхода и не дросселирует поток. Поэтому исполнительные механизмы для перемещения регулирующего органа могут быть маломощными и обеспечивать любой характер движения исполнительного органа: поступательное или вращательное движение одно- и многообратное.

В регуляторе соотношения расходов двух потоков газа и жидкости предлагаемое устройство работает так же, как и в регуляторе расхода, поскольку работа регулятора соотношения также основана на поддержании динамического давления потока среды равным заданному и динамический преобразователь устанавливается последовательно дросселирующему элементу.

Регуляторы расхода с регулируемыми динамическими преобразователями по обоим вариантам были изготовлены и испытаны для автоматической стаби- лизации расходов соляной кислоты и других реагентов на процессе экстракции и показали высокую точность регулирования расходов (до ±1%) с обеспечением линейности расходной харак- теристики, т.е. зависимости расхода от перемещения заслонки.

Формула изобретения

1. Регулируемый динамический преобразователь для регуляторов расхода жидкостей и газов, содержащий трубо

провод, в боковой стенке которого выполнено отверстие, в котором установлена напорная трубка полного давления, регулирующий орган, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности работы регуляторов, одна из стенок трубопровода по его длине образована поверхностью

регулирующего органа, который имеет торцовые поверхности на всю глубину перемещения.

2.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения линейности расходной характеристики, канал трубопровода и регулирующий орган вьтолнены в

; форме параллелепипедов и регулирующий орган имеет возможность поступательного перемещения перпендикулярно оси канала.

3.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения линейности расходной характеристики, канал выполнен

в форме цилиндра с установленной в нем на одной половине диаметральной плоскостью, а регулирующий орган образует другую половину диаметральной плоскости и выполнен в виде объемного сегмента, имеющего возможность поворота относительно оси диаметральной плоскости.

Изобретение относится к устройствам для вьщеления полиого давления (суммы статического и динамического) потока жидкости или газа и может быть использовано в регуляторах расхода, регуляторах соотношения расходов, работающих на принципе стабилизации динамического давления, а также в гидродинамических расходомерах для изменения пределов регулирования и измерения расходов. Цель изобрете ния - повышение точности регулирования, обеспечение линейности расходной характеристики регуляторов расхода, а также расширение области применения гидродинамических расходомеров. Поставленная цель достигается тем, что одна из стенок канала трубопровода преобразователя по его длине образована поверхностью регулирующего органа, который имеет торцовые поверхности на всю глубину его перемещения. Например, канал и регулирующий орган выполнены в форме параллелепипедов , и регулирующий орган имеет возможность перемещаться поступательно перпендикулярно оси канала или канал вьшолиен в форме цилиндров, в левой половине которого установлена диаметральная плоскость, а регулирующий оргаи образует правую половину диаметральной поверхности и выполнен в виде объемного сегмента, имеющего возможность поворота относительно оси диаметральной плоскости. Применение изобретения позволит повысить точность регулирования расходов и обеспечить линейность расходной характеристики. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. I (Л GO М 00 О5

J В проточную

камеру

Г

2 /

3 В г

Фиг.1

Проточную камеру

Фиг.2

А-А

Фие.3