RU2531072C1 - Controller of low liquid flow rates - Google Patents
Controller of low liquid flow rates Download PDFInfo
- Publication number
- RU2531072C1 RU2531072C1 RU2013135614/28A RU2013135614A RU2531072C1 RU 2531072 C1 RU2531072 C1 RU 2531072C1 RU 2013135614/28 A RU2013135614/28 A RU 2013135614/28A RU 2013135614 A RU2013135614 A RU 2013135614A RU 2531072 C1 RU2531072 C1 RU 2531072C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- regulator
- channel
- controller
- flow rates
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Flow Control (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для установки и поддержания малых расходов жидкости в технологических процессах различных отраслей промышленности.The present invention relates to the field of instrumentation and can be used to install and maintain low liquid flow in technological processes of various industries.
Для регулирования и поддержания постоянных расходов жидкости известен регулятор расхода /1/, содержащий корпус с входным и выходным каналами, соединенными через регулирующий клапан, образованный окном-седлом и расположенной над ним упругой пластиной, один конец которого закреплен на корпусе, а другой, свободный, контактирует с опорой поверхностью элемента настройки упругой пластины. Опорная поверхность выполнена плоской и расположена под углом относительно окна-седла. Для более точного выполнения гиперболического закона регулирования предусматривается выполнение опорной поверхности элемента настройки упругой пластины в виде параболического профиля. Регулятор расхода может содержать фиксатор начального прогиба упругой пластины, выполненный в виде прижимного винта с регулируемым вылетом, установленного в средней части упругой пластины, свободный конец которой, в свою очередь, может быть поджат к опорной поверхности элемента настройки пружинами, расположенными с ее обеих боковых сторон. В данном исполнении регулятора используется схема нагружения упругой пластины с двумя перемещающимися точками опоры, одновременно являющимися точками контакта пластины с дросселирующими кромками окна-седла и опорной поверхностью элемента настройки.To regulate and maintain constant fluid flow rates, a flow regulator / 1 / is known, comprising a housing with inlet and outlet channels connected through a control valve formed by a window-seat and an elastic plate located above it, one end of which is fixed to the housing, and the other, free, in contact with the support surface of the elastic element setting element. The supporting surface is made flat and is located at an angle relative to the window-saddle. For a more accurate implementation of the hyperbolic control law, it is envisaged that the supporting surface of the elastic element setting element is in the form of a parabolic profile. The flow regulator may include a clamp for the initial deflection of the elastic plate, made in the form of a clamping screw with an adjustable overhang, mounted in the middle part of the elastic plate, the free end of which, in turn, can be pressed against the supporting surface of the setting element by springs located on its both sides . In this version of the regulator, a loading scheme of an elastic plate with two moving support points, which are simultaneously the contact points of the plate with the throttling edges of the window-saddle and the supporting surface of the setting element, is used.
Недостатком такого регулятора является сложность конструкции и низкая надежность работы регулятора.The disadvantage of this regulator is the design complexity and low reliability of the regulator.
Другим аналогом предлагаемого регулятора расхода является гидравлическое регулирующее устройство /2/, включающее регулирующий орган, выполненный в виде сильфона с рабочей камерой и направляющей осью. Один из торцов сильфона закрыт крышкой и соединен с корпусом и направляющей осью, в которой выполнен обводной канал, перекрываемый управляющим клапаном, а другой - подвижный торец, который закрыт регулирующим клапаном с осевым отверстием для размещения в нем с кольцевым зазором направляющей оси с выполненными на ней наклонными пазами или лысками. Это делает переменной площадь кольцевого зазора по мере открытия регулирующего клапана и взаимоувязывает его с работой управляющего клапана путем дозированного пропуска рабочей жидкости в рабочую камеру. Привод управляющего клапана выполнен в виде маломощной манометрической термосистемы с термобаллоном, снабженным электроподогревательной системой. При закрытом управляющем клапане происходит перекрытие проходного отверстия устройства подвижным торцом сильфона, а при открытом - соответствующее его открытие с пропуском расхода рабочей жидкости.Another analogue of the proposed flow controller is a hydraulic control device / 2 /, including a regulatory body made in the form of a bellows with a working chamber and a guide axis. One of the ends of the bellows is closed by a lid and connected to the body and the guide axis, in which a bypass channel is made, blocked by a control valve, and the other is a movable end, which is closed by a control valve with an axial hole for placement in it with an annular clearance of the guide axis with inclined grooves or flats. This makes the area of the annular gap variable as the control valve opens and interconnects it with the operation of the control valve by dosing the working fluid into the working chamber. The drive of the control valve is made in the form of a low-power manometric thermosystem with a thermal bulb equipped with an electric heating system. When the control valve is closed, the bore of the device is blocked by the movable end of the bellows, and when opened, its corresponding opening with a flow of the working fluid is skipped.
Существенными недостатками регулирующего устройства являются низкая точность регулирования расхода жидкости из-за нарушения линейной зависимости перемещения торца сильфона от внешних условий (давления и температуры), а также возможность криволинейной деформации сильфона по отношению к своей оси.Significant disadvantages of the control device are the low accuracy of fluid flow control due to a violation of the linear dependence of the movement of the bellows end on external conditions (pressure and temperature), as well as the possibility of curvilinear deformation of the bellows with respect to its axis.
Наиболее близким к заявляемому устройству является регулятор расхода /3/, включающий корпус с входными и выходными каналами, подпружиненный ступенчатый плунжер с дросселирующей кромкой. На втулке с диффузором размещена подвижная гильза, регулирующая основное задающее сечение для прохода жидкости, а внутри втулки размещен шток с профилированной иглой, образующей дополнительное задающее сечение. Обе стороны ступенчатого плунжера соединены обводной трубкой.Closest to the claimed device is a flow controller / 3 /, comprising a housing with input and output channels, a spring-loaded step plunger with a throttling edge. A movable sleeve is placed on the sleeve with a diffuser, which regulates the main reference section for the passage of fluid, and a rod with a profiled needle is placed inside the sleeve, which forms an additional reference section. Both sides of the stepped plunger are connected by a bypass tube.
Расход жидкости через регулятор устанавливается основным задающим сечением. При изменении давлений входа или выхода жидкости обеспечивается постоянство перепада давления на задающих сечениях, следовательно, и постоянство расхода жидкости через регулятор.The flow rate through the regulator is set by the main setting section. With a change in the inlet or outlet pressure of the liquid, a constant pressure drop across the master sections is ensured, and therefore, a constant flow of liquid through the regulator.
Недостатком рассматриваемого регулятора расхода жидкости является неуправляемость дополнительного задающего сечения в процессе работы устройства. Изменение положения ступенчатого плунжера в зависимости, к примеру, от давления на выходе, приведет к изменению величины как дросселирующего сечения, так и положения профилированной иглы в дополнительном задающем сечении. Для сохранения постоянства расхода жидкости необходимо, чтобы положение профилированной иглы было установлено постоянным для заданной величины расхода.The disadvantage of the considered fluid flow controller is the uncontrollability of the additional master section during operation of the device. A change in the position of the stepped plunger depending, for example, on the outlet pressure, will lead to a change in the value of both the throttling section and the position of the profiled needle in an additional reference section. To maintain a constant flow rate, it is necessary that the position of the profiled needle is set constant for a given flow rate.
Технической задачей предлагаемого регулятора расхода жидкости является увеличение точности регулирования малых расходов жидкости.The technical task of the proposed fluid flow controller is to increase the accuracy of regulation of small fluid flow rates.
Техническая задача решается тем, что в известном устройстве, включающем корпус с входным и выходным отверстиями для жидкости, профилированную иглу со штоком для изменения задающего сечения, согласно изобретению профилированная игла, соединенная регулировочным штоком с управляющим приводом, выполнена с возможностью полного перекрытия центрального канала седла задающего сечения, параллельно регулировочному штоку в корпусе регулятора герметично расположена неподвижная гильза, закрытая сверху гибкой мембраной и имеющая внутри подвижный ступенчатый золотник, подпираемый снизу пружиной со сменной шайбой, в нижней части гильзы выполнены выступающая кромка для опоры золотника и кольцевой зазор для выхода жидкости из регулятора через выходное отверстие, причем выходное отверстие регулятора и пространства над седлом задающего сечения гидравлически связаны стабилизирующим каналом малого диаметра с наружной стороной гибкой мембраны гильзы, а центральный канал седла задающего сечения гидравлически связан обводным каналом с нижней торцевой частью золотника.The technical problem is solved in that in the known device comprising a housing with inlet and outlet openings for liquid, a profiled needle with a rod for changing the setting section, according to the invention, a profiled needle connected by an adjusting rod with a control drive is configured to completely overlap the central channel of the setting saddle sections parallel to the adjusting rod in the regulator body hermetically located stationary sleeve, closed on top with a flexible membrane and having a movable inside a stepped spool, supported by a spring with a replaceable washer from the bottom, a protruding edge for supporting the spool and an annular gap for fluid exit from the regulator through the outlet are made in the lower part of the sleeve, and the outlet of the regulator and the space above the saddle of the setting section are hydraulically connected by a small diameter stabilizing channel with the outer side of the flexible membrane of the sleeve, and the Central channel of the saddle of the master section is hydraulically connected bypass channel with the lower end of the spool.
На чертежах 1, 2, 3 и 4 показаны схемы регулятора малых расходов жидкости. Он состоит из корпуса 1 (фиг.1), управляющего привода 2, опоры крепления 3 корпуса, направляющих 4, подвижной каретки 5, регулировочного штока 6 с фиксатором 7. В корпусе 1 регулятора (фиг.2) герметично размещены втулка 8 с сальником 9 и грундбуксой 10, седло 11, крышка 12. Кроме того, в корпусе герметично размещены гильза 13, сверху перекрытая гибкой мембраной 14, золотник 15, входящий в гильзу 13, пружина 16, подпирающая золотник 15 снизу и размещенная в крышке 17, а также заглушка 18.In the
В корпусе 1 выполнены входное 19 и выходное 20 отверстия для жидкости, канал 21, соединяющий центральный канал седла 11 с нижней торцевой частью золотника 15, стабилизирующий канал 22 малого диаметра, сообщающий входное отверстие 19 с внешней стороной мембраны 14.In the
В центральный канал седла 11 (фиг.3) входит профилированная игла 23 регулировочного штока 6 с малой конусностью, переходящая в цилиндрическую часть. Цилиндрическая часть иглы также выполнена с возможностью входа в канал седла 11 с пренебрежимо малым зазором, при котором расход жидкости через зазор между иглой 23 и каналом седла 11 полностью прекращается.In the Central channel of the seat 11 (figure 3) includes a profiled
Между золотником 15 и гильзой 13 с уровня ниже выходного отверстия 20 выполнен кольцевой зазор 25 для протока жидкости (фиг.4). Золотник 15 фаской своего нижнего торца опирается в выступающую вовнутрь кромку гильзы 13, образуя изменяющуюся по высоте кольцевую щель, через которую проходит жидкость к выходному отверстию 20. Площадь сечения, отсекаемая фаской нижнего торца золотника, строго соответствует площади верхнего сечения золотника. Ширина этой щели автоматически регулируется в зависимости от перепада давления в зазоре между профилированной иглой 23 и седлом 11, силой упругости пружины 16, подпирающей снизу золотник 15. Под пружиной расположена регулировочная сменная шайба 26. Зазор между иглой 23 и каналом седла 11 образует задающее сечение регулятора для расхода жидкости.Between the
Работа регулятора состоит в следующем.The work of the regulator is as follows.
Необходимый расход жидкости потребителю через регулятор устанавливается изменением положения штока 6 с помощью привода 2. Контроль за расходом производится с помощью расходомера (на чертежах не показан), установленного либо на линии, подводящей жидкость к входному отверстию 19, либо на линии, подведенной к выходному отверстию 20 регулятора.The required liquid flow rate to the consumer through the regulator is set by changing the position of the
Регулирующее перемещение штока 6 позволяет изменять положение иглы 23 в канале седла 11 и ширину образовавшегося в нем задающего сечения для протока жидкости. При протоке жидкости через это сечение образуется определенный перепад давления ΔP1=P1-Р2 (где P1 - давление перед входом жидкости в сечение; Р2 - давление на выходе из него). Давление P1 через канал 22 будет передаваться через гибкую мембрану 14 верхнему торцу золотника 15, а давление Р2 через канал 21 будет передаваться нижнему торцу золотника 15. Таким образом, на золотник 15 будет действовать сила F1=ΔP1∗S (где S - площадь торцов золотника), направленная сверху вниз. В то же время на золотник 15 снизу будет действовать упругая сила F2 пружины 16. В соответствии с балансом этих сил (F1 и F2) золотник 15 займет строго определенное положение, открыв соответствующую щель между нижним торцом золотника и выступом гильзы 13 (фиг.4) для протока жидкости через зазор 25 к выходному отверстию 20. При этом по обе стороны открывшейся щели образуется перепад давления ΔР2=P2-Рвых (где Рвых - давление в выходном отверстии 20).The regulating movement of the
Таким образом, расход жидкости через регулятор для одной и той же пружины и толщины шайбы 26 будет определяться только положением иглы 23 в канале седла 11, т.е. задающим сечением между ними или перепадом давления ΔР1. Диапазоны изменения расходов жидкости для одной и той же пружины регулируются толщиной шайбы 26, установка которой изменяет упругую силу пружины 16, действующую на золотник 15.Thus, the flow rate through the regulator for the same spring and the thickness of the washer 26 will be determined only by the position of the
Постоянство установленного, т.о., малого расхода жидкости через регулятор обеспечивается следующим образом. К примеру, произошло снижение внешнего давления Рвых в выходном отверстии 20. Снижение значения Рвых также должно привести к снижению давления Р2 на входе в щель между золотником 15 и выступом гильзы 13. Но при этом на верхний торец золотника будет продолжать действовать давление Р1. Увеличение перепада давления ΔР1 приведет к перемещению золотника 15 на некоторую величину вниз и уменьшению высоты щели. Это, в свою очередь, приведет к восстановлению давления P2 до начального значения. Таким образом, в регуляторе мгновенно восстановится перепад давления ΔР1 в игле несмотря на изменение перепада давления ΔР2. Сохранение величины ΔР1 постоянной позволяет поддерживать расход жидкости через регулятор также постоянным.The constancy of the established, thus, low liquid flow through the regulator is ensured as follows. For example, there was a decrease in the external pressure P o in the outlet 20. A decrease in the value of P o should also lead to a decrease in pressure P 2 at the entrance to the slot between the
В другом случае возрастания величины внешнего Рвых картина будет противоположной. Стремление Р2 увеличиться приведет к перемещению золотника 15 вверх и снижению Р2 до начального значения. При этом ΔР1 сохранится также, как и величина расхода жидкости через регулятор.In another case, the increase in the magnitude of the external P o will be the opposite. The desire P 2 to increase will lead to the movement of the
Таким образом, изменение внешних факторов приведет только к изменению высоты щели между золотником 15 и выступом гильзы 13. Расход жидкости через регулятор при этом будет сохранен.Thus, a change in external factors will only lead to a change in the height of the gap between the
Малый диаметр канала 22 (0,5…1,0 мм) позволяет демпфировать пульсирующий характер движения жидкости и золотника 15 и стабилизировать расход и давление жидкости.The small diameter of the channel 22 (0.5 ... 1.0 mm) allows you to dampen the pulsating nature of the movement of the fluid and the
Небольшая конусность иглы 23 позволяет с высокой точностью регулировать малые расходы жидкости благодаря тому, что даже для небольшого изменения расхода требуется значительное вертикальное перемещение регулировочного штока 6. Конусность иглы 23 для практических случаев составляет около 0,4 град. Плавный переход конуса в цилиндр позволяет уменьшать расходы жидкости от исчезающе малых величин до нуля. Поэтому предложенное устройство позволяет регулировать малые расходы жидкости с высокой точностью.The small taper of the
Присутствие гибкой мембраны 14 позволяет исключить утечки жидкости через зазор между золотником 15 и гильзой 13 и значительно увеличить точность регулирования малых расходов жидкости.The presence of a flexible membrane 14 eliminates fluid leakage through the gap between the
Технико-экономическим преимуществом предложенного устройства является высокая точность регулирования малых расходов жидкости. Кроме того, устройство может быть использовано как дозатор малых расходов жидкости (химических реагентов, присадок, разбавителей и т.д.) в технологических процессах и аппаратах различных отраслей промышленности.The technical and economic advantage of the proposed device is the high accuracy of regulation of small fluid flow rates. In addition, the device can be used as a dispenser for low liquid flow rates (chemicals, additives, diluents, etc.) in technological processes and apparatuses of various industries.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №2032927. Регулятор расхода (варианты). Заявл. 21.10.92. Опубл. 10.04.95.1. RF patent No. 2032927. Flow regulator (options). Claim 10.21.92. Publ. 04/10/95.
2. Патент РФ №2131140. Гидравлическое регулирующее устройство. Заявл. 10.06.97. Опубл. 27.05.99.2. RF patent No. 2111140. Hydraulic control device. Claim 06/10/97. Publ. 05/27/99.
3. Патент РФ №2164034 С1. Регулятор расхода. Заявл. 10.08.1999. Опубл. 10.03.2001.3. RF patent №2164034 C1. Flow regulator. Claim 08/10/1999. Publ. 03/10/2001.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135614/28A RU2531072C1 (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Controller of low liquid flow rates |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135614/28A RU2531072C1 (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Controller of low liquid flow rates |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2531072C1 true RU2531072C1 (en) | 2014-10-20 |
Family
ID=53381884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013135614/28A RU2531072C1 (en) | 2013-07-29 | 2013-07-29 | Controller of low liquid flow rates |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2531072C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109642812A (en) * | 2017-08-09 | 2019-04-16 | Ckd株式会社 | Flowmeter |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU162676A1 (en) * | ||||
RU2164034C1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" | Flow governor |
US6539315B1 (en) * | 1999-06-29 | 2003-03-25 | Fisher Controls International, Inc. | Regulator flow measurement apparatus |
-
2013
- 2013-07-29 RU RU2013135614/28A patent/RU2531072C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU162676A1 (en) * | ||||
US6539315B1 (en) * | 1999-06-29 | 2003-03-25 | Fisher Controls International, Inc. | Regulator flow measurement apparatus |
RU2164034C1 (en) * | 1999-08-10 | 2001-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро химавтоматики" | Flow governor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109642812A (en) * | 2017-08-09 | 2019-04-16 | Ckd株式会社 | Flowmeter |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6836575B2 (en) | Pilot operated regulator with balanced port | |
RU2653279C2 (en) | Device for registration of dynamic pressure for the actuators and devices for protection against excess pressure in case of internal location | |
RU2479862C2 (en) | Measuring tube for gas regulator with function of pressure averaging | |
RU2643113C2 (en) | Input control for symmetric input | |
KR101187043B1 (en) | Pressure reducing valve for water supply | |
RU2635339C2 (en) | Unloaded valve port for fluid regulator | |
EP2401662B1 (en) | In-line pressure regulators | |
CN105370946B (en) | Flow regulator | |
KR101764709B1 (en) | Flow rate and pressure regulating type pressure reducing valve | |
JP2014516398A (en) | In-line back pressure fluid regulator | |
RU2581515C2 (en) | Device for flow directing for use with fluid regulators | |
US10520957B2 (en) | Pressure regulating device having a variable travel stop | |
FI89637C (en) | Two-way flow control valve | |
KR101253666B1 (en) | Fluid controlling valve | |
JP6693418B2 (en) | Mass flow controller | |
RU2531072C1 (en) | Controller of low liquid flow rates | |
US2853268A (en) | Pressure regulator | |
RU2613619C2 (en) | Controller with isolated loading chamber and device to prevent emissions | |
US4819688A (en) | Volumetric, self-resetting, hydraulic fuse | |
WO2017134014A1 (en) | Gas pressure reducer with adjustable seat | |
US10013001B2 (en) | Dynamic balancing valve for control of flow rate independently of pressure | |
US718694A (en) | Fluid-pressure-regulating valve. | |
DK143208B (en) | PRESSURE MEDIA PRESSURE CONTROLLER | |
KR20170002467A (en) | A valve arrangement | |
JP6674348B2 (en) | Flow control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160730 |