SU1714579A1

SU1714579A1 - Gas flow regulator

Info

Publication number: SU1714579A1
Application number: SU904827647A
Authority: SU
Inventors: Олег Андреевич Плакида
Original assignee: Plakida Oleg A
Priority date: 1990-03-15
Filing date: 1990-03-15
Publication date: 1992-02-23

Abstract

Изобретение относитс к автоматике, в частности к регул торам расхода газа. Цель изобретени - расширение области применени , повышение точности и надежности регул тора путем защиты упругого элемента заслонкиот повреждени при больших перепадах давлений на мембране и компенсации изменени усили на заслонку, при по влении возмущени . В данной конструкции регул тора положение заслонки (относительно жесткого центра) фиксируетс прижимом опорного диска к центрирующей перегородке с помощью первой пружины, что обеспечивает защиту упругого элемента заслонки от повреждени при больших перепадах дав-^ лений на мембране, а установленна , жестким центром и крышкой корпуса втора пружина используетс дл ком-, пенсации изменени усили на заслонку, пропорционального изменению давлени в выходном канале регул тора,1 ИЛоThe invention relates to automation, in particular to gas flow controllers. The purpose of the invention is to expand the field of application, to increase the accuracy and reliability of the regulator by protecting the elastic damper element from damage with large pressure differences across the membrane and compensating for the change in force on the damper when a disturbance occurs. In this regulator design, the position of the valve (relative to the rigid center) is fixed by pressing the bearing disc to the centering partition using the first spring, which protects the elastic element of the valve against damage at large pressure drops on the diaphragm, and is established by a rigid center and housing cover the second spring is used to compensate for the change in force on the damper proportional to the change in pressure in the output channel of the regulator, 1 llo

Description

Изобретение относитс к автоматике , в частности к регул торам расхода газа-оThe invention relates to automation, in particular to gas flow regulators.

Известен регул тор расхода газе, содержащий корпус с входным и выходным каналами, в котором расположен . двухмембранный чувствительный элемент раздел ющий корпус на три камеры, одна из которых, .образованна корпусом и мембранами, соединена с входным каналом, втора , образованна корпусом и мембраной с большей площадью , соединена через задающий дроссель с входным каналом и через переменный дроссель типа сопло-заслонка с выходным каналом, а камера, образованна корпусом и мембраной с меньшей эффективной площадью, соединена через полый шток с выходным каналом.A gas flow control valve is known, comprising a housing with inlet and outlet channels in which it is located. a two-membrane sensitive element dividing the body into three chambers, one of which, formed by the body and membranes, is connected to the inlet channel, the second, formed by the body and membrane with a larger area, is connected through a master choke to the inlet channel and through a variable choke such as a nozzle flap with the output channel, and the chamber formed by the housing and the membrane with a smaller effective area is connected through the hollow rod to the output channel.

Недостатком известного регул тора вл етс низка точность и малый предел регулировани расхода газа.A disadvantage of the known regulator is the low accuracy and low control limit of the gas flow.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому регул тору вл етс регул тор расхода газа, содержащий корпус, в котором установлена в ла мембрана с жестким центром , раздел юща корпус на две камеры , одна из которых соединена с входным каналом, а втора - через задающий дроссель с входным каналом и через переменный дроссель типа соплозаслонка - с выходным каналом, причем , на штоке, соединенном с жестким центром мембраны, установлен грузовой задатчик, а конец штока размещен в центрирующем опорном гнезде, расположенном в основании первой камеры .The closest in technical terms to the proposed controller is a gas flow regulator, comprising a housing in which a rigid center membrane is installed, dividing the housing into two chambers, one of which is connected to the inlet channel and the second through a throttle with the input channel and through a variable choke of the nozzle valve type - with the output channel, moreover, the load control device is installed on the rod connected to the rigid center of the membrane, and the end of the rod is located in the centering support socket ovanii first camera.

Недостатком известного регул тора вл етс тот факт, что упруга заслонка , укрепленна на жестком центре, при включении регул тора, подвержена повреждени м, что снижает надежность и точность работы регул тора. Так, при включении регул тора в работу, скачок перепада давлений на мембране велик и тогда сила, прижимаюи1а заслонку к соплу, в (1-1 О)10 раз превышает силу, необходимую дл прижати заслонки к соппу в рабочих режимах . Это вление вызывает повреждение упругого элемента заслонкиоA disadvantage of the known regulator is the fact that the elastic flap, fixed on the rigid center, when the regulator is turned on, is prone to damage, which reduces the reliability and accuracy of the regulator. So, when the regulator is turned on, the pressure drop across the membrane is great and then the force pressing the valve to the nozzle, (1-1 O), 10 times exceeds the force required to press the valve to the nozzle in operating modes. This phenomenon causes damage to the elastic shutter.

Кроме того, недостатком известного регул тора вл етс тот факт, что компенсаци изменени усили на заслонку , закрепленную на жестком центре мембраны, пропорционального изме™ нению давлен и на выходе регул тора, осуществл етс за счет отхода заслонки от сопла и изменени расхода газа , что и обуславливает погрешность регулировани . Этот недостаток особенно существенен при повьшенных давлени х (2-10 атмосфер), когда рассто ние между соплом и заслонкой очень Мгэло А изменение усили на зас лонку пропорционально изменению давлени на выходе регул тораIn addition, the disadvantage of the known regulator is the fact that the compensation of the change in force to the valve fixed on the rigid center of the membrane, which is proportional to the change in pressure and at the regulator's output, is due to the departure of the valve from the nozzle and the change in the gas flow rate, which and causes an adjustment error. This disadvantage is especially significant at higher pressures (2-10 atmospheres), when the distance between the nozzle and the valve is very high. The change in valve force is proportional to the change in pressure at the regulator outlet.

Если одновременно с отходом засло ки от сопла, обусловленного увеличением давлени на выходе регул тора, уменьшалось бы дополнительное усилие на жесткий центр, то требуема дополнительна компенсаци за счет изменени расхода газа была бы очень мала.If at the same time as the waste from the nozzle, due to an increase in pressure at the regulator outlet, the additional force on the rigid center was reduced, then the additional compensation required by changing the gas flow would be very small.

Цель изобретени - расширение области применени , а также повьаиение точности и надежности работы регул тора .The purpose of the invention is to expand the scope of application, as well as to increase the accuracy and reliability of the controller.

Поставленна цель достигаетс тем что в регул торе расхода газа, содержащем корпуср с раздел ющей его н две камеры в лой мембраной ,с жестким центром, соединенным со штоком, на котором закреплен грузовой задатчик , -В конец штока размещен в центриРУ|Щем рпорном гнезде, расположенномThe goal is achieved by the fact that in a gas flow regulator that contains a housing with two chambers separating it in a blunt membrane, with a rigid center connected to the rod, on which the load unit is attached, the end of the rod is located in the centerpiece | located

в основании первой камеры, образованной в лой мембраной и корпусом, и соединенную с входным каналом непосредственно , втору камеру, образованную в лой мембраной и корпусом и соединенную с входным каналом через задающий дроссель, а с выходным каналом - через переменный дроссель типа сопло-заслонка у сопло которого выполнено в штуцере выходного канала , в отличие от известного, в жестком центре выполнена полость с перегородкой и центрирующим отверстием, в котором установлен с возможностью осевого перемещени стержень, соедин кщий заслонку, содержащую упругий элемент с опорным диском, между которым и дном полости установлена перва пружина, а между жестким центром и крышкой корпуса во второй камере установлена втора пружина.at the base of the first chamber, formed in the left membrane and the housing, and connected directly to the input channel, the second chamber formed in the left membrane and housing and connected to the input channel through the master throttle, and to the output channel through a variable choke such as a nozzle-damper the nozzle of which is made in the outlet nozzle, in contrast to the known, in the rigid center there is a cavity with a partition and a centering hole in which the rod connecting the valve is mounted with the possibility of axial movement The core contains an elastic element with a supporting disk, between which and the bottom of the cavity a first spring is installed, and a second spring is installed between the rigid center and the housing cover in the second chamber.

Предлагаемый регул тор отличаетс от известного тем, что в нем положение заслонки относительно жесткого центра фиксируетс прижимом опорного диска к центрирующей перегородке с помощью первой пружины, что обеспечивает защиту упругого элемента заслонки от повреждени при больших перепадах давлений на мембране, а также тем, что установлена втора пружина между жестким центром и крышкой корпуса дл компенсации изменени усили на заслонку, пропорционального изменению давлени в выходном каналеThe proposed controller differs from the well-known fact that in it the position of the valve relative to the rigid center is fixed by pressing the supporting disc to the centering partition using the first spring, which protects the elastic element of the valve against damage due to large pressure differences on the membrane, as well as the second a spring between the rigid center and the housing cover to compensate for the change in force on the damper proportional to the change in pressure in the outlet channel

регул тора.. 1regulator .. 1

На чертеже представлен регул торThe drawing shows the controller

расхода газаgas flow

Регул тор содержит корпус 1, в котором установлена в ла мембрана 2 с жестким центром 3 раздел юща корпус на две камеры А и 5. Камера соединена с входным каналом 6 непосредственно, а камера 5 - через задающий дроссель 7 Кроме того, камера 5 соединена с выходным каналом ,8 через переменный дроссель сопло-заслонка, сопло 9 которого выполнено в штуцере 10 выходного канала 8. Жесткий центр 3 соединен со штоком 11, на котором закреплен грузовой задатчик 12, а конец 13 штока 11 размещен в центрирующем опорном гнезде 14, расположенном в основании камеры 4, В жестком центре выполнена полость 15., с перегородкой 1б и центрирующим отверстием 17, в котором установлен с возможностью осевого перемещени стержень 18, соедин ющий заслонку 19, со держащую упругий элемент 23, с опорным диском 20, меи(ду которым и дном полости 15 установлена перва пружин 21, поджимающа опорный диск к перегородке 1бо Вокруг штуцера 10 установлена втора пружина 22, опирающа с на жесткий центр и крышку корпуса Регул тор работает следующим образом При включении регул тора в работу газ подаетс во входной канал 6, поступает в камеру 4 через задающий дроссель 7 - в камеру 5 и далее через переменный дроссель сопло-заслонка - в выходной канал 8. В начальный момент времени перепад давлений на мембране 2 велик, так как в камеру входное давление поступает непосредственно, а в камеру 5 через дроссель 7о Мембрана 2 с жестким центром 3 подниметс с упора и будет прижимать заслонку 19 с элементом 23 к соплу 9о Поскольку фиксаци заслонки 19 относительно жесткого центра 3 осуществл етс прижатием опорного диска к перегородке 16 с помощью предварительно сжатой пружины 21, то реакци со стороны сопла на нее будет ограничена силой сжати пружины, что и предотвращает повреждение упругого элемента 23, а при дальнейшем сжатии последней происходит соприкосновение жесткого центра и крышки корпуса и прекращение увеличени силы взаимодействи сопла и заслонки, чем и дос тигаетс предлагаемый эффект - предот вращение повреждени упругого элемента 23 заслонки 19. При нарастании давлени в камере мембрана 2 с жест ким центром 3 отойдет от сопла 9, отвод от него заслонку 19, 23 и регул тор будет обеспечивать требуемый р расход газа, задаваемый с помощью дроссел 7 и грузового задатчика 12, В процессе работы мембрана 2 с жестким центром 3 и заслонка 19 с элементом 23, будут перемещатьс как одно целое Увеличение усили на заслонку 19 обусловленное и пропорциональное увеличению давлени , вызванного возмущением на выходе регул тора, будет 1 9 19, а вместе с ней отводить заслонку и жесткий центр 3 мембраны от сопла 9. При этом, воздействие сжатой пружины 22 на жесткий центр 3 будет уменьшатьс , восстанавлива баланс сил, действующих на мембрану. В результате требуема компенсаци возмущени за счет увеличени расхода газа будет незначительной Таким образом, регул тор расхода газа предложенной конструкции обладает следующими преимуществами по сравнению с известным: обеспечивает повышение надежности путем защиты упругого элемента заслонки от повреждени ; повышает точность регулировани путем компенсации воздействи изменени выходного давлени на заслонку; расшир ет область применени путем получени возможности работы при повышенных давлени х. формула изобретени Регул тор расхода га;за, содержащий корпус, в котором установлена в ла мембрана с жестким центром, раздел юща корпус на первую камеру, соединенную непосредственно с входным каналомi и вторую камеру, соедиенную с входным каналом через заающий дроссель и с выходным каналом через переменный дроссель типа сопло - заслонка, сопло которого выполнено в штуцере выходного канала, причем жесткий центр соединен со штоком на котором закреплен грузовой задатчик , а конец штока размещен в центрирующем опорном гнезде, расположенном в основании первой камеры, о т л ич-ающийс тем, что, с целью расширени области применени , повышени точности И надежности регул тора , в жестком центре выполнена полость с перегородкой и центрирующим отверстием, в котором установлен с возможностью осевого перемещени стержен)з, соедин ющий заслонку с опорным диском, между которым и дном полости установлена перва пружина, а между жестким центром и крышкой корпуса во второй камере - втора пружинаThe regulator includes a housing 1 in which a membrane 2 with a hard center 3 is installed in dividing the casing into two chambers A and 5. The chamber is connected to the input channel 6 directly, and the chamber 5 is connected via a throttle 7 In addition, the chamber 5 is connected to output channel 8 through a variable throttle nozzle-damper, the nozzle 9 of which is made in the nozzle 10 of the output channel 8. The hard center 3 is connected to the rod 11, on which the load unit 12 is fixed, and the end 13 of the rod 11 is located in the centering support socket 14 located at the base of the chamber 4, in the same The cavity 15 is made at the center, with a partition 1b and a centering hole 17 in which the rod 18 is mounted for axial movement, connecting the valve 19, containing the elastic element 23, with the supporting disk 20, mei (with a bottom and the bottom of the cavity 15 first springs 21, pressing the supporting disk to the partition 1bo A second spring 22 is installed around the fitting 10, resting on the rigid center and the housing cover. The regulator works as follows. When the regulator is turned on, gas is supplied to the inlet 6. 4 through the setting throttle 7 - into the chamber 5 and then through the variable throttle nozzle-damper to the output channel 8. At the initial moment of time, the pressure drop across the membrane 2 is large, as the input pressure enters the chamber directly, and into the chamber 5 through the throttle 7о The membrane 2 with a rigid center 3 will lift from the stop and will press the shutter 19 with element 23 against the nozzle 9o. Since the shutter 19 is fixed relative to the rigid center 3, the supporting disk is pressed against the partition 16 by means of a pre-compressed spring 21, the nozzle on it will be limited by the force of compression of the spring, which prevents damage to the elastic element 23, and with further compression of the latter, the rigid center and the body cover come into contact and the increase in the interaction force of the nozzle and damper stops, thereby preventing the elastic element 23 of valve 19. When the pressure in the chamber increases, membrane 2 with rigid center 3 will move away from nozzle 9, valve 19, 23 will retract from it, and the regulator will provide the required gas flow, driven by the throttles 7 and the load handler 12, During operation, the membrane 2 with rigid center 3 and valve 19 with element 23 will move as one piece. Increasing the force on valve 19 due to and proportional to the increase in pressure caused by disturbance at the regulator's output will 1 9 19, and with it the flap and rigid center 3 of the membrane away from the nozzle 9. At the same time, the effect of the compressed spring 22 on the rigid center 3 will decrease, restoring the balance of forces acting on the membrane. As a result, the required compensation of the disturbance due to an increase in the gas flow rate will be negligible. Thus, the gas flow controller of the proposed design has the following advantages over the known one: it provides increased reliability by protecting the elastic damper element from damage; increases the control accuracy by compensating for the effect of the change in output pressure on the valve; expands the field of application by enabling operation at elevated pressures. The invention claims a flow regulator; for, comprising a housing in which a membrane with a rigid center is installed in it, dividing the housing into a first chamber connected directly to the inlet channel i and a second chamber connected to the inlet channel through the charging choke and with the outlet channel variable throttle type nozzle - valve, the nozzle of which is made in the nozzle of the output channel, and the hard center is connected to the rod on which the load unit is attached, and the end of the rod is placed in the centering support socket, located enlarged at the base of the first chamber, so that, in order to expand the field of application, improve the accuracy and reliability of the regulator, a cavity is made in the rigid center with a partition and a centering hole in which the rod is mounted with the possibility of axial movement connecting the valve with the supporting disk, between which and the bottom of the cavity is installed the first spring, and between the rigid center and the housing cover in the second chamber - the second spring

пP

уat

Claims

Claim

A gas flow regulator comprising: a housing in which a flaccid membrane with a rigid center is installed, dividing the housing into a first chamber connected directly to the input channel; and a second chamber connected to the input channel through the master choke and to the output channel through a variable orifice of the nozzle-to-gate type, the nozzle of which is made in the nozzle of the output channel, the rigid center being connected to the rod on which the load adjuster is fixed and the rod end is located in the centering support a nest located at the base of the first chamber, characterized in that, in order to expand the scope, increase the accuracy and reliability of the regulator, a cavity with a partition and centering from ERSTU, which is mounted for axial displacement of the rod connecting the valve with the support disc between which and the bottom of the cavity is set, the first spring, and between the rigid center and the lid body in the second chamber - a second spring "