Способ регулирования массового расхода газа из баллона Советский патент 1982 года по МПК G05D7/00 

(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МАССОЮГО РАСХОДА ГАЗА ИЗ БАЛЛОНА

Изобретение относится к автоматическому регулированию расхода газа, а более конкретно - к системгш регулирования , в которых применен способ поддержания постоянного массового расхода газа, выпускаемого из баллона.

Известен способ регулирования расхода газа в пневмосистемах, заключающийся в том, что поддерхшвают определенный перепад давления на чувствительном элементе регулятора, совмещенный с дозирующим органом, и соответственно ему изменяют величину проходного сечения последнего, при этом на выходном штуцере поддерживают критический перепад давлений tl.

Недостатком данного способа является то, что точность поддержания .расхода газа небольшая, так как не учитывается температура газа, которая может изменяться в широких пределах .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ -регулирования массового расхода газа из баллона, заключающийся в том, что измеряют абсолютные значения давления и температуры газа в

баллоне, связанном непосредственно с дозирующим органом регулятора, и соответственно им изменяют величину с проходного сечения последнего для получения заданного значения расхода и критического перепада давлений на регулирующем органе С2 3.

В данном способе точность поддерживания расхода газа повышается,

так как учитывается температура протекающего газа. Однако, этот способ пригоден для пневмосистем, в котовых изменение температуры газа исходит недостаточно быстро. Это

связано с тем, что датчики для измерения температуры газа обладают значительной инерционностью. Поэтому при быстром изменении температуры

20 датчики не успевают следить за изменением этого параметра газа.

Цель изобретения - поЕышепие точности поддержания массового, расхода при близких к адиабатному процессах

25 опорожнения баллона.

Указанная цель достигается тем, что в способе регулирования массового расхода газа из баллона измеряют абсолютные значения давления и температуры газа в баллоне, связанном непосредственно с дозирующим органом.

И соответственно им изменяют величину прохоДного сечения последнего дпя получения заданного значения расхода и критического перепада давлений на регулирукяцем органе,, постоянно изменяют величину проходного сечения дозирующего органа по сигналу температуры газа в баллоне до подачи газа к дозирукяцему органу и сниMcUoT этот сигнал при подаче газа к последнему, а дальнейшее изменение .проходного сечения дозирующего органа прои-зводят только по изменению давления газа в баллоне по закону

6 if F -1П-1

im

. 2п

2п нач

где F - площадь проходного сечения дозирующего органа, G - заданный массовый расход

газа,

(п) - коэффициент расхода газа через дозирующий орган; абсолютная температура ганач. за в баллоне перед подачей расхода;

абсолютное давление газа

нач. в баллоне перед подачей расхода;

Р - абсолютное давление газа в баллоне;ч

п - коэффициент политропы. На чертеже представлено устройство, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ. Устройство содержит баллон 1 с сжатым газом, трубопровод 2, с запорным органом 3, связывающим баллон 1 с дозирующим органом 4, имеющим подвижную иглу 5, которая связана с исполнительным механизмам б регулятора, датчики температуры 7 и давления 8 газа, подключенные к вычислительному устройству 9, и задатчик 10 ассового расхода.

При закрытом запорном устройстве 3 ёаллона 1 датчики давления 8 и температуры 7, которые фиксируют давение и температуру газа в баллоне 1, передают сигналы вычислительному стройству 9. Всякое изменение температуры и давления газа в баллоне 1 приводит к изменению положения игы 5 дозирующего органа 4, связанной с исполнительным механизмом 6, на который воздействует вычислительное устройство 9.

В результате игла 5 занимает положение, соответствующее даннЬй температуре в баллоне и давлению и сигналу задания от задатчика 10. При подаче газа из баллона 1 по трубопроводу 2 к дозирующему органу 4 регулятора посредством открытия запорного органа 3 происходит изменение температуры газа в баллоне 1. Это

изменение в процессе работы учитывают в зависимости от изменения давле- ния по закону

П-1

(-Р-Ч

т т

НО(Ч

нам /

де Т

-абсолютная температура газа в баллоне 1;

-абсолютное давление газа в баллоне 1

абсолютная температура гаLHCIMза в баллоне-1 перед подачей расхода;

абсолютное давление газа

йач в баллоне 1 перед подачей расхода

коэффициентполитропы.

П При этом величину проходного сеения дозирующего органа 4 устанавлиают в соответствии с законом

n-f

где F

площадь проходного сечения дозирующего органа;

а заданный массовый расход газа,-.

(п)

коэффициент расхода газа через дозирующий орган. В соответствии с этим соотношением вычислительное устройство 9, учитывая сигнал .начальных значений температуры и давления газа в баллоне 1 до включения, преобразует сигнал от датчика 8 давления и сигнал от задатчика 10 в управляющий сигнал, подаваемый на исполнительный механизм 6, который, передвигая иглу 5, обеспечивает регулирование массового расхода газа.

Предлагаемая система работает в течение 15-20- сив течение этого времени поддерживается постоянный массовый расход, так как учитывается только давление газа в баллоне 1 с помощью датчика 8 давления, обладающего малой инерционностью.

. Независимость настройки регулятора от изменения нагрузки обеспечивается сверхкритической скоростью течения газа в дроссельном регулирующем органе 4.

В предлагаемом устройстве темп падения температуры может достигнуть 10-20 град/с, при абсо.лютной температуре газа в баллоне 1 около 50 К. При таких темпах паления ошибка в замере температуры (при постоянном времени датчика температуры около

0 V 1 с) могла бы достигнуть 10-20, т.е. 20-40% от абсолютной температу и.

В данном способе повьпление точности обусловлено тем, что изменение температуры газа в баллоне 1 учиты