Регулятор расхода прямого действия Советский патент 1981 года по МПК G05D7/01 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано в качестве регулятора объемного расхода текучих сред, содежащих механические и агрессивные примеси, в нефтегазодобывающей и нефтехимической промышленности.

Для стабилизации объемного расхода текучих сред в технике широко применяется регулятор расхода, работающий без вспомогательных источников энергии, использующий энергию регулируемого тготока, содержащий жесткий чувствительный элемент, сужающее устройство и регулируищий

орган Tl . .

Такой регулятор применяется в системах гидроприводов и имеет чувствительный элемент в виде полого цилидра, установленного в канале корпуса регулятора с возможностью скольжения относительно корпуса, под действием перепада давления, возникакщего на устройстве при прохождении потока через него.

Несмотря на простоту конструкции, устройство, не 1 аботоспособно.-;в случае регулирования потока текучей срвЛл, загрязненной механическими и агрессивными примесями, поскольку зазор, обеспечивающий скольжение чувствительного элемента, сообщает две .проточные полости различного.давления, определяемого перепадом на сужающем устройстве. Это неизбежно вызывает перетекание части потока через зазор, его засорение, заклинивание, чувствительного элемента или ускоренный износ направляющих по0верхностей скольжения. Для устранеН.ИЯ утечки регулируемой текучей среды через зазор требуется его герметизация, что, в свою очередь, ведет к повышению трения в подвижной паре, снижает чувствительность и точность работы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является регулятор расхода, содержа0щий корпус, чувствительный элемент выполненный в виде сильфона, закрепленного в корпусе посредством неподвижного фланца, подвижный фланец сильфона снабжен перемещающимся опорйым патрубком, опираюдимся консольно внутренней направляющей поверхностью скольжения на плунжер, закрепленный в корпусе. Проточный канал регулятора имеет отклонения от осевого направле0ния для прохождения р егулируемого потока через сужающее устройство, промежуточную полость корпуса и для огибания чувствительного элемента 2J Однако изменения направления (повороты) проточного канала вызывают добавочное гидравлическое сопротивление проточной части егулятора, что риводит- к дополнительному отложению агряэнягацих примесей в проточном ка нале у неподвижного фланца, во внутренней полости сильфона и в промежуточной полости корпуса, что может привести к потере чувствительности, к выходу устройства из строя. Кроме того, в предлагаемой конструкциирегулируемый поток непрерывно омывает наружную поверхность сильфона, ускоря его износ и коррозию, снижая надежность и долговечность устройства. Цель изобретения - снижение гидрав лических потерь, повышение надежности и точности регулятора расхода. указанная цель достигается тем, что в регуляторе расхода прямого действия, содержащем корпус с входной и выходной полостями, между которыми установлен чувствительный элемент, вы полненный в виде сильфона с неподвижным фланцем, закрепленным в корпусе, И подвижным фланцем с патрубком, свя.занным с регулирующим органом, расположенным в выходной полости,и постоян ный дроссель, наружная боковая поверхность подвижного фланца сильфона связана со стенками корпуса, а в непо вижном фланце выполнено отверстие, в котором установлен патрубок, с расположенным в нем йостоянным дросселем а также тем, что в нем в подвижном фланце сильфона выполнен канал, свяёывающий входную полость с надсильфонной полостью, а в неподвижном флан це - канал связывающий выходную полость с внутренней полостью сильфона Направляющие поверхности скольжения обеспечивают центрирование подвижных частей чувствительного элемента в. корпусе. На подвижном фланце направляющей поверхностью является его наружная боковая поверхность, которой он опирается на стенки корпуса, а направлякщая поверхность не« подвижного фланца выполнена в виде внутреннего пояска отверстия, в котором базируете патрубок. Постоянный дроссель установлен в канале опорного патрубка. Сквозные каналы фланцев скльфона могут быть выполнены в виде пазов на направлякхцих поверхностях скольжения, либо в виде отверстий во фланцах они обеспечивают выравнивание давления в полостях, разделенных направляккцими поверхностями, что повышает точность (чувствительность) и надежность. Повышение надежности достигаемся также за счет пропускания регулируемого потока через патрубок, нгисоляшийся внутри чувствительного элемента. Благо; ард концентричному расположению всех частей устройства протекающий поток не изменяет направ-, ления в канале корпуса. Поток течет по каналу регулятора с минимальными потерями энергии давления. Такая конструкция предполагает возможность изготовления деталей регулятора посредством токарной обработки, наиболее технологичного вида механической обработки. На чертеже изображена конструктивная схема предлагаемого регулятора расхода. Регулятор имееткорпус 1 с входной . 2 и выходной 3 полостями, с установленным между ними сильфоном 4, закрепленным на неподвижно и герметично установленном в корпусе фланце 5. Сильфон перемещает подвижный патрубок б, который опирается на корпус 1 и фланец 5. В.канале патрубка установлен постоянный дроссель 7. Патрубок соединен с регулирующим органом 8.. В подвижном и неподвижном фланцах сильфона выпол.нены сквозные каналы 9 для подачи статического давления на поверхности сильфона. Эти каналы выполнены параллельно зазорам, обеспечивающим скольжение подвижной части чувствительного элемента в корпусе. Регулятор работает следующим образом. Сильфон 4 регулятора под действием перепада статического давления на дроссель 7, поступающего через ка- налы 9, перемещает патрубок б, передающий поступательное движение штоку регулирующего органа 8, тем самым изменяет расход газа через регулятор до наступления равновесия сил на сильфоне, силы упругости и усилия от разности давлений. Разделение проточньЬс полостей регулятора герметизирующим гибким чувт ствительным элементом - сильфоном создает благоприятные условия для работы поверхностей скольжения подвижных частей конструкции. Отпадает необходимость уплотнения зазоров, повышается чувствительность за счет уменьшения трения в опорах. С другой стороны прямоточное выполнение сквозного канала регулятора, без отклонения от оси, уменьшает сопротивление протеканию регулируемого потока, что уменьшает отложение механических загрязняющих приМесей в канале регуля тора. Предлагаемая конструкция регулятора расхода позволяетиспользовать ее для стабилиааций подачи/ неочищенного газа-в газлифтные скважины, что обеспечивает экономию 84 тыс.м газа на сумму свыше 0,8 тыс. руб. ежегодно. Формула изобретения 1. Регулятор расхода прямого действия, содержащий корпус с входной и выходной полостями, между, которыми установлен чувствительный элемент, выполненный в виде сильфона Q неподвижным фланцем, закрепленным в корпуме, и подвижным фланцем с патрубком, связанным с регулируклдим органом/ рас положенным в выходной полости, и постоянный дроссель, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью снижения гидравлических потерь и повышения надежности регулятора, в нем наружная боковая поверхность подвижного фланца сильфона связана со стенками корпуса, а в неподвижном фланце выполнено отверстие, в котором установлен патрубо с расположенным в нем постоянным дрос селем. 2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, в нем в подвижном фланце сильфона выполнен канал, связывающий входную полость с надсильфокной полостью, а в неподвижном фланце - канал, связывакщий выходную полость.с внутренней полостью сильфона. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельтсво СССР № 383010, кл..О 05 D 7/01, 1973. 2.Патент США 3643685, кл..137501, 1970 (прототип)