Регулятор-эжектор Советский патент 1974 года по МПК G05D16/06 

Изобретение предназначено для редуцирования высокого давления газа и поддержания постоянного низкого рабочего давления газа в какомлибо аппарате, например в водородно-кислородной батарее топливных элементов, а также обеспечения циркуляции рабочего газа по замкнутоиу контуру: топливный элемент -конденсатор - эжектор для выноса полученных в результате реакции паров воды из топливного элемеата на конденсатор. Известен регулятор эжектор, со держащий корпус с соплом и ДИффувором, камеру, соединенную каналами с управляющей камерой, подпружиненным клапаном со штоком, камеру высоного давления и подпружиненный вакуумный сильфон, Однако известные уст ройстве . имеют уплотнения в штоке,вследствие чего вознимает недостаточная точ ность отслеживания давления управля ющим сильфоном. С целью повышения точности работы регулятора вакуумный сильфон прикреплен к стакану, которлй снабжен выступом с боковыми отверстия ми и сферическим наконечником и связан со штоком клапана, а камера высокого давления регулятора эжектора образована двумя сильфонамй, которые соединенц с подвижным стаканом, и имеет сопло со сверхзвуковым профилем, расположенным на одной геометрической оси с дросселируюнцим клапаном. Ну чериеже показан предлагав мый регулятор эжектор. Регулятор эжектор состоит из подпружиненного вакуумного сильфона -I, штока 2, подпружиненного клапана 3, патрубка 4 высокого давления, камеры 5 высокого давления, сильфонов б, сопла 7, диффузора 8 каналов 9, посредством которых управляющая камера 10 соединена о камерой II, подвижного стакана 12 и патрубка 13 44 Рёгулятор эжектор при работе подключен диффузором 8 и патрубком 13 к рабочей газовой камере аппарата, например к водороднокислородной батарее топливных элементов. В соответствии с течением рабочего пр&десса в аппарате (топливной батареи) регуля гор эжектор обеспечивает как подачу газа в аппарат на протекание рабочего процесса, так и циркуляцию его по за мкнутому контуру с целью удаления продуктов реакции. Подвод рабочего газа в аппарата осуществляется по диффузору 8, а обратный ток газа из аппарата в эжектор осуществляет ся по патрубку 15. При открытом клапане 5 газ высокого давления поступает в камеру 5 рысокоге давления, образованную двумя сильфонами ь, и истекает через сопло 7 в камеру 11, связанную каналами 9 с управляющей камерой 10. При исте чении газа из сопло 7 давление его в камере II. а соответственно, и в каморе 10 повышается. Под воздействием этого давления уп|:)авляю щий подпружиненный вакуумный сильфон i сжимается и перемещает стакан -12. Шток - подпружиненного кла пана 3 постоянно воздействует на сферический наконечник стакана 12 и отслеживает его перемещение, поэтому при перемещении стакана 12, вследсттзии сжатия сильфона I при повышении давления в камере 10. шток 2 перемещается, и клапан 3 запирает проходное сечение. Нстече ние газа прекращается. По мере расхода газа на поддер жание рабочего процесса в аппарате давление его падает, а так как камеры 10 и -И посредством диффузора 8 и патрубка d3 связаны с раоочей камерой аппарата, то соответственно давление газа в камере 0 также падает. Подпружиненный вакуумный сильфон отжимается и сфе рическим наконечником стакана -12 отжимает шток 2 клапана 3. Проходное сечение для газа открывается, и газ снова поступает в камеру 5. Истечение газа из сопла 7 в диффузор 8 производится со сверх звуковой скоростью, при этом в газовом потоке образуется разрежение, под воздействием которого происходит засасывание газа из камеры -М в диффузор 8, чем обеспечивается определенный перепад давления между камерой И и рабочей камерой аппарата, в результате чего происходит циркуляция газа межд аппаратом и эжектором. Приразличных режимах работы аппарата, например для топливной батареи при увеличении нагрузки на топливный элемент, расход газа на обеспечение рабочего процесса изменяется. Предлагаемая конструкция регулятора зжектора позволяет автоматически -и плавно отслеживать кратность циркуляции потока в зависимости от расхода рабочего га за, т.е. в зависимости от скорости его истечения. Это пределяетсн из условия, что при максимальном расходе газа клапан 3 открыт полностью и в камере 5 давление максимальное, при этом скорость истечения газа из сопла 7 максимальная. При минимальном расходе газа клапан 3 прикрывается, поэтому уменьшается давление газа в каморе 5 и соответственно уменьшается и скорость его истечения из сопла 7. Кратность циркуляции потока при этом становится минимальной. Изменение давления газа в камере 5 в соответствии с изменением расхода воспринимается двумя уравновешивающими один другого в осевом направлении сильфонами 6, а поэтому оно не влияет на сильфон I. Стакан/12 соединен с сильфоном I и образонывает Бпку чную камеру сильфона Ч. Перемещение сферического наконечника стакана 12 происходит вдоль оси, следовательно, возможное смещение сильфонов в поперечном направлении/ например от вибрации при истечении газа из сопла 7 со сверхзвуковой скоростью, не влияет на усилие перемещения штока 2, следствии чего сильфон I с высокой точностью управляет работой клапана 3 и обеспечивает определенное постоянное давление газа в аппарате. Сопло 7 имеет сверхзвуковой профиль и находится на одной геоме трической оси с клапаном 3, что обеспечилает..минималь Еше потери ralза на сопротивление. ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ Регулятор-эжектор, содержа щий корпус с соплом и диффузором, камеру, соединенную каналами с уп равляющай камерой, подпружиненный клапан со штоком, камеру высокого давления и подпружиншГный вакуумный сильфон, отличающийс я тем, что, о целью повышения точности работы регулятора, ваку:/ы5 443373б

ный сильфон прикреплен к стакану.ненными с подвижным стаканом, при

который снаСзен выступом с боковы-этом камера высокого давления имеми отверстиями и сферическим нако-ет сопло со сверхзвуковым профилем,

нечником и связан со штоком клала-расположенным на одной геометрина, а камера высокого давления об-5 ческой оси с дросселируюпшм клапаразована двумя сильфонами, соеди-,.ном.