Стабилизатор газового потока Советский патент 1978 года по МПК G05D7/01 

Изобретение относится к регулирую щим устройствам газовых потоков по давлению и расходу газа и может использоваться в хроматографических и других системах питания и регулиро вания. Из основного авт.св. № 415444 известно устройство, стабилизирующее газовый поток по давлению при изменении входного давления газа и по величине расхода газа при изменении пневмосопротивления в линии или системе после стабилизатора. Оно выполнено в виде двухступенчатого стабилизатора с дросселем и общим для обеих ступеней регулирующим клапаном воспринимающим одновременное воздействие двух мембран и пружин связи. Это устройство применяется в хроматографах для обеспечения стабильност параметров газовых потоков. Однако в известном устройстве при изменении температуры внешней среды или температуры проходящего через стабилизатор газа изменяется вязкос газа и, как следствие, изменяется количество проходящего через дроссел газа, т.е. изменяется расход. Цель изобретения - повышение точ.ности стабилизации. Это достигается тем, что в известном стабилизаторе газового потока между нижней мембраной и регулирующим клапаном установлены подвижные и вогнутые друг относительно друга биметаллические пластины. К тому же, биметаллические пластины размещены в тоннель ок пазу, выполненном в корпусе стабилизатора, что позволяет снизить тепловую инерцию. Температурные характеристики биметаллических пластин и клапана соответствуют характеристике изменения вязкости газа и определяются длиной опорного участка константой деформации биметаллических пластин. Такое конструктивное решение позволяет сохранить величину расхода газа с достаточно высокой точностью в широком диапазоне изменения температур (±1% от первоначально установленного расхода при изменении температуры газа на ± 20°С}. ila чертеже схематически изображен стабилизатор. Стабилизатор содержит корпус 1, кольцо 2 и крышку 3, образующие герметичную оболочку. В корпус 1 встроен дроссель 4, обеспечивающий плавную установку величины расхода газа пос-. редством перемещения д отверстии 5

диафрагг тьт 6 игольчатого с пружиной 7 штока f состоя1цего из иглы 8 и втулки 9« Шток отжимается от диафрагмы пружиной 10, Ддтя обеспечения герметичности между корпусом и диафрагмой установлена прокладка 11

Диафрагма с прокладкой поджимается к корпусу через цилиндрическую втулку 12 f прокладк-у 13 и шайбу 14 резьбовой втулкой 15. На штоке 16 крепится ручка 17 дросселя. Регулирующим органом стабилизатора является клапан 18, состоящий-из корпуса и прокладки 19, Пружина 20 служит для поджатия клапана с иглой 21,

Нижняя мембрана 22 является чувствительным органом, воспринимающим изменения давления входящего газа. Верхняя мембрана 23 воспринимает изменения давления газа в линии, вследствие изменения пневмосопротивления нагрузки. Мембраны взаимодействуют через пружину 24 связи На;а верхней мембраной 23 установлена пружина 25 задатчика,- на которую через шайбу 26 передается усилие регулировочного винта 27 при установке начального давления газа. К нижней мемб ране 22 крепится верхняя биметаллическая пластина 28.. компенсирующая расход устройства при изменении температуры проходящего газа. К этой пластине подвижно с помощью проволочных скрепок крепится концами нижняя биметаллическая пластина 29 В нижней пластине имеется углубление, в которое входит конец иглы 21, через иглу и биметаллические пластины 28 и 29 клапан 18 связан с блоком мембран. Пластины 28 и 29 вогнуты друг относительно друга. Для лучшего обтека|НИ-я газом биметаллических пластин в корпусе 1 стабилизатора имеется направляющий тоннельный паз 30.

Стабилизатор газового потока рабо:еает следующим образом.

СтабилиэируегФлй Ias, пройдя через клапан 18, создает давление под нижней мембраной 22, заданное регулировочньш винтсии 27 через пружины 25 и 24.

При изменении входного давления происходит перемещение нижней мембраны 22 и связанного с ней регулирующего клапана 18 через иглу 21 и биметаллические пластины 28 и 29, При увеличении входного давления клапан прикрывается, при уменьшении - приоткрывается. Таким образом поддерживается постоянство заданного под нижней мембраной давления газа при колебаниях входного Давления, При изменении температуры внешней среды и температуры проходящего газа происходит изменение его вязкости, что приводит к изменению расхода газа через дроссель. Однако при увеличении температуры биметаллические пластины 28 и 29 деформируются, расстояние между

их серединами увеличивается. А так как верхняя пластина 28 закреплена на мембране 22, то своими концами она перемещает нижнюю биметаллическую пластину 29 вниз, нижняя же пластина, прогибаясь, сама еще больше

перемещает иглу 21 и рехулирующий клапан в этом же направлении, клапан при этом приоткрывается, давление под нижней мембраной 22 возрастает и через дроссель проходит первоначально

установленное количество газа,

При понижении температуры процесс регулирования протекает в обратном порядке.

в связи с тем, что пластины 28 и 29 соединены концами подвижно, при деформации происходит обкатывание их относительно друг друга на острой кромке концов нижней пластины, что

позволяет передать усилие деформации пластин без потерь на клапан и получить высокую точность и воспроизводимость регулирования устройства,

Пройдя через дроссель, газ попадаёт в полость под верхней мембраной 23 и создает в ней давление, которое возрастает при увеличении сопротивления в линии, мембрана 23 при зтом перемещается вниз и через пружину 24 перемещает в том же направлении мембрану 22, которая через биметаллические пластины 28 и 29 и через иглу 21 приоткрывает клапан 18. Давление под нижней мембраной возрастает до величины компенсации и через дроссель восстанавливается прежний расход газа. При уменьшении сопротивления в линии процесс регулирования протекает в обратном порядке.

Данный стабилизатор газового потока был опробован в опытных образцах хрОматографа Микро-3 и анализатора элементного состава CHN - 2 Температурная погрешность стабилизатора

не превышает 0,5% от установленного расхода на каждые 10°С.

Использование данного стабилизатора позволит получить стабилизированный газовый поток при изменениях температуры проходящего газа, что исключает температурный дрейф хроматографов или других устройство по газу.

Формула изобретения

1,Стабилизатор газового потока по авт.св. № 415444, отличающийся тем, что, с цель повышения точности стабилизации, в нем между

нижней мембраной и регулирующим клапаном установлены подвижные и вох нутые друг относительно друга биметаллические пластины,

2.Стабилизатор по, п. 1 f,o т л ичающийся тем, что, с целью снижения тепловой инерции стабилизатора биметаллические пластины размещены в тоннельном пазу, выполненном в корпусе стабилизатора. Источники информации, принятые вОвнимание экспертизой: 1. Авторское свидетельство СССР 4154ЛЛ, кл. Г 16 К 18/00, 1970.