Устройство для регулирования расхода газа Советский патент 1992 года по МПК G05D7/01 

С/)

С

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для регулирования расхода газа. Цель изобретения - расширение области применения и повышение точности устройства за счет корректировки характеристики задающего дросселя при превышении ошибкой допустимой величины, определяемой с помощью введенных в конструкцию регулятора измерителя расхода газа, задающего элемента и элемента сравнения. В данной конструкции регулятора расхода газа использовано двухступенчатое регулирование, позволяющее уменьшить перестановочные усилия в первом регулирующем органе за счет уменьшения перепада давлений на нем и использовать чувствительный элемент, связанный с вторым регулирующим органом, меньшей жесткости - вялую мембрану. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике, в частности к устройствам для регулирования расхода газа.

Известен регулятор расхода газа, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором расположен двухмемб- ранный чувствительный элемент, разделяющий корпус на три камеры, одна из которых, образованная корпусом и мембранами, соединена с входным каналом, вторая, образованная корпусом и мембраной с большей площадью, соединена через задающий дроссель с входным каналом и через переменный дроссель типа сопло-заслонка с - выходным каналом, а камера, образованная корпусом и мембраной с меньшей эффективной площадью, соединена через полый шток с выходным каналом.

Недостатком известного регулятора является малая точность регулирования расхода газа.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор расхода газа, содержащий корпус, в котором установлена вялая мембрана с жестким центром, разделяющая корпус на две камеры, одна из которых соединена с входным каналом, а вторая - через задающий дроссель с входным каналом и через переменный дроссель типа сопло-заслонка с выходным каналом, причем на штоке, соединенном с жестким центром мембраны, установлен грузовой задатчик, а конец штока размещен в центрирующем опорном гнезде, расположенном в основании первой камеры.

Недостатком известного регулятора является тот факт, что компенсация изменения усилия на заслонку, закрепленную на жестком центре мембраны, пропорционального изменению давления на выходе регуля- тора, осуществляется за счет отхода

-vl 4 Ю vj

ЧЭ 0

заслонки от сопла и изменения расхода газа, что и обусловливает погрешность регулирования. Этот недостаток особенно существенен при повышенных давлениях (2-10 ат), когда расстояние между соплом и заслонкой очень мало, и тогда изменение усилия на заслонку пропорционально изменению давления на выходе регулятора.

Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования расхода газа, содержащем регулятор расхода газа, включающий в себя корпус, в котором установлена вялая мембрана с жестким центром, разделяющая корпус на две камеры, первая из которых соединена с входным каналом непосредственно, а вторая соединена с входным каналом через задающий дроссель и с выходным каналом через переменный дроссель типа сопло-заслонка, сопло которого выполнено в штуцере выходного канала, а заслонка укреплена на жестком центре мембраны, соединенном со штоком, на котором укреплен грузовой за- датчик, а конец штока размещен в центрирующем опорном гнезде, расположенном в основании первой камеры, во входном канале установлен измеритель расхода газа, электрический выходной сигнал с которого поступает на первый вход элемента сравнения, второй вход которого соединен с цифровым задатчиком, а выход - с управляющим входом задающего дросселя.

В предлагаемом устройстве установлены цифровой измеритель расхода газа и дополнительные средства для управления задающим дросселем регулятора, что обеспечивает возможность дистанционного управления последним и повышает точность поддержания расхода газа за счет периодической корректировки характеристики дросселя при превышении ошибкой допустимой величины. Кроме того, в предлагаемом устройстве осуществляемся двухступенчатое регулирование с помощью двух последовательно установленных регулирующих органов, у первого из которых (дополнительного задающего дросселя) характеристика изменяется с помощью привода по сигналу рассогласования, поступающему с блока сравнения, при превышении ошибкой допустимой величины, а второй изменяет свою характеристику для поддержания постоянства перепада давлений на первом, что позволяет уменьшить перепад давлений на управляемом задающем элементе (переменном дросселе), а соответственно, и на мембране, в результате становится возможным уменьшение жесткости мембраны, а следовательно, повышение ее чувствительности, и уменьшение

5 требуемых перестановочных усилий для изменения характеристики первого регулирующего органа - переменного дросселя.

На чертеже представлено устройство для регулирования расхода газа.

0 Устройство содержит регулятор расхода газа, включающий корпус 1. в котором установлена вялая мембрана 2 с жестким центром 3, разделяющая корпус на две камеры: первую 4 и вторую 5. Камера 4 соеди5 нена с входным каналом 6 непосредственно, а камера 5 соединена с входным каналом 6 через задающий дроссель 7 и с выходным каналом через переменный дроссель типа сопло-заслонка,

0 сопло 9 которого выполнено в штуцере 10 выходного канала 8. Жесткий центр 3 с укрепленной на нем заслонкой 19 соединен со штоком 11, на котором закреплен грузовой задатчик 12, а конец 13 штока 11 размещен

5 в центрирующем опорном гнезде 14, расположенном в основании камеры 4. Измеритель 15 расхода газа установлен во входном канале 6 и связан с первым входом 18 элемента 16 сравнения, второй вход 17 которо0 го соединен с цифровым задатчиком, а выход 20 - с управляющим входом задающего дросселя 7.

Устройство для регулирования расхода газа работает следующим образом.

5 При включении устройства в работу газ подается во входной канал 6, проходит измеритель 15 расхода газа, поступает в камеру 4, через задающий дроссель 7 - в камеру 5 и далее через переменный дроссель типа

0 сопло-заслонка в выходной канал 8.

Устройство для регулирования расхода газа выходит на режим, соответствующий установленной в предыдущем включении характеристике задающего дросселя 7. При

5 этом в установившемся состоянии сила, создаваемая перепадом давлений на вялой мембране 2 с жестким центром 3, уравновешивается весом подвижной системы с грузовым задатчиком 12. Зазор между соплом

0 9 и заслонкой 19, определяющий расход газа, имеет некоторую величину, обеспечивающую перепад давлений на дросселе 7, необходимый для поддержания состояния равновесия. Изменение давления на выходе

5 регулятора вызовет изменение расхода газа, а следовательно, изменение перепада давлений на дросселе 7 и нарушение равновесия подвижной системы, в результате последняя будет перемещаться в направлении, уменьшающем изменение

расхода. Остаточное изменение расхода определяет величину погрешности поддержания заданного расхода газа. Величина расхода газа, определяемая измерителем

15расхода газа, электрический сигнал с ко- торого поступает на первый вход элемента

16сравнения, а на второй вход 17 которого поступает сигнал с цифрового задатчика, сравнивается в элементе 16 сравнения с заданием, и если отклонение больше допу- стимой погрешности, то на управляющем входе задающего дросселя 7 появится сигнал, изменяющий его характеристику таким образом, чтобы погрешность поддержания расхода уменьшалась. Когда погрешность станет меньше допустимой величины, сигнал на входе дросселя исчезнет и регулятор будет поддерживать заданный расход.

Таким образом, преимуществом предлагаемого устройства для регулирования расхода газа по сравнению с известным является расширение области применения, обусловленное обеспечением возможности дистанционного управления регулятором, и повышение точности поддержания задан- ного расхода газа за счет подстройки характеристики задающего дросселя регулятора в случае отклонения расхода газа от заданного на величину больше допустимой, определяемого элементом сравнения, а также использование двухступенчатого регулирования, позволяющего уменьшить переста8

sn

19

новочные усилия в первом регулирующем органе за счет уменьшения перепада давлений на нем и использовать чувствительный элемент, связанный с вторым регулирующим органом, меньшей жесткости - вялую мембрану.

Формула изобретения Устройство для регулирования расхода газа, содержащее регулятор расхода газа, включающий в себя корпус, в котором установлена вялая мембрана с жестким центром, разделяющая корпус на первую камеру, соединенную непосредственно с входным каналом, и вторую камеру, соединенную с входным каналом через задающий дроссель и с выходным каналом через переменный дроссель типа сопло-заслонка, сопло которого выполнено в штуцере выходного канала, а заслонка укреплена на жестком центре мембраны, связанном со штоком, на котором укреплен грузовой за- датчик, а конец размещен в центрирующем опорном гнезде, расположенном в основании первой камеры, отличающееся тем, что, с целью расширения области применения и повышения точности устройства, во входном канале установлен измеритель расхода газа, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с задатчиком расхода, а выход - с управляющим входом задающего дросселя.

17