SU855614A1

SU855614A1 - Automatic device

Info

Publication number: SU855614A1
Application number: SU802874324A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Никифоров; Николай Евгеньевич Малахов
Original assignee: Специальное Проектно-Конструкторское Бюро Всесоюзного Объединения "Союзнефтеавтоматика"
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1981-08-15

Description

(54) РЕГУЛЯТОР РАСХОДА(54) FLOW REGULATOR

1one

Изобретение относитс к автоматике и может использоватьс дл поддержани посто нного расхода в горной , нефтедобывающей прокышленности.The invention relates to automation and can be used to maintain a constant flow rate in the mining, oil producing industry.

Известен клапан с запорным элементом , выполненным в виде консольно закрепленной упругой пластины, свободный конец которой перекрывает проходное сечение седла (11.Known valve with a locking element, made in the form of a cantilever-mounted elastic plate, the free end of which overlaps the flow area of the seat (11.

Однако данное устройство предназначено дл дискретного перекрывани протекающего через него потока при достижении последним определенной заданной номинальной величины и не рассчитано на плавную, с необходимой степенью точности, регулировку посто нной величины расхода.However, this device is designed to discretely shut off the flow through it when the latter reaches a certain predetermined nominal value and is not designed for a smooth, with the necessary degree of accuracy, adjustment of a constant flow rate.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс регул 1гор расхода, содержащий корпус с установленным в йем упругим регулирующим элементом, выполненным в виде консольно закрепленной пластины, образующей со стенками корпуса щелевой дроссель 2.The closest in technical essence to the present invention is a flow regulator, comprising a housing with an elastic regulating element installed in it, made in the form of a cantilever-mounted plate, which forms a throttle 2 with the housing walls.

Недостаток этого регул тора заключаетс в том, что его регулирукиадгй элемент обладает линейной характеристикой деформации изгиба, в соответствии с законом Гука, и не позво-.The disadvantage of this regulator lies in the fact that its regulator element has a linear characteristic of bending deformation, in accordance with Hooke's law, and is not allowed.

л ет точно воспроизвести требуемый закон регулировани в широком диапазоне изменени перепада давлени , дл выдерживани которого необходимо изменение площади проходного сечени регулирую1дим элементом, в соответствии с гиперболической зависимостью,It is possible to accurately reproduce the required law of regulation in a wide range of changes in pressure drop, to withstand which it is necessary to change the cross-sectional area of the dimming element, in accordance with the hyperbolic dependence,

Цель изобретени -расширение диапазона рабочих давлений и повьипение The purpose of the invention is the expansion of the range of working pressures and the appearance of

10 точности регул тора.10 precision regulator.

Указанна цель достигаетс тем, что в регул торе расхода, содержащем корпус с входной и выходной поло 5 ст ми, с установленным в нем регулирующим упругим элементом, выполненным в виде консольно закрепленной пластины, образующей со стенкой корпуса щелевой дроссель, в выходной по20 лости установлен упор, св занный с закрепленным концом пластины, опорна поверхность которого выполнена параболической, а также тем, что упор установлен с возможностью перемеще25 ни вдоль пластины.This goal is achieved by the fact that in the flow controller, comprising a housing with an inlet and outlet flap 5, with a regulating elastic element installed in it, made in the form of a cantilever-mounted plate forming a slit throttle with the slot wall of the housing, associated with the fixed end of the plate, the supporting surface of which is made parabolic, as well as the fact that the stop is mounted so that it can be moved 25 along the plate.

Объемный расход через дроссель определ етс следующей зависимостьюVolumetric flow through the choke is determined by the following relationship

,P ,(1), P, (1)

где л Р - перепгщ давлени на дрос30 селе;where l P is the pressure level in the dro30 village;

F - площадь проходного сечени F is the passage area

дроссел ;Drossel;

К - коэффициенты пропорциональности ,K - coefficients of proportionality,

Из выражени (1) получаем закон изменени площади проходного сечени дроссел F в зависимости от изменени перепада давлени ЬР при ус .ловии Q constFrom expression (1), we obtain the law of variation of the area of the throttle cross section F depending on the change in pressure drop LР under the condition of the word Q const

. KQ. Kq

F 1ьРF 1R

где К where k

К-, Из выражени (2) видно, что дл обеспечени посто нства расхода при различных перепадах давлени проход ноз речение дроссел должно измен т с обратно пропорционально ,т,е по гиперболическому закону. Это достигаетс уменьшением длины консоли упругой пластины в процессе ее дефо мации под перепадом давлени вследствие огибани ею профил упора и перемещени точки границы контакта ближе к свободному концу пластины. Координаты точек профил упора опре дел ютс путем coBMeciHoro решени уравнени расхода текущей среды с уравнением упругой линии консольной балки с равномерно распределенной нагрузкой. Настройку регул тора на требуему номинальную величину расхода можно осуществл ть путем перемещени упор вдоль пластины, чем задаетс исходна гранична точка контакта пласти с профилем упора, т.е. начальна длина консоли пластины. Закон изменени длины пластины определ етс следующим образом. Пло щадь проходного сечени дроссел ра на произведению ширины пластины b на величину зазора (z-f), где Z - исходный зазор; f - величина прогиба свободного конца пластины. С учетом этого, выражение (2) преобразуетс следующим образом (. , откуда получим f-7.С другой стороны величина прогиба свободного коица пластины определ етс выражением ЬР Ч/л -K-v fи- f где Г - распределенна нагрузка; Ki - жёсткость пластины; t - длина пластины. Подставл выражение (3) в выражение (4) и разреша полученное выражение относительно В, получим р г &ЕЛ1Ъ() -i-iM ,5 йрШ J Таким образом, дл выполнени ус лови O-oonst длина пластины Ь должK-, From expression (2) it is clear that in order to ensure the consistency of flow at different pressure drops, the passage of the throttle must be changed from inversely, t, e according to the hyperbolic law. This is achieved by reducing the length of the cantilever of the elastic plate during its deformation under pressure drop due to its bending around the stop profile and moving the point of the contact boundary closer to the free end of the plate. The coordinates of the profile points of the abutment are determined by coBMeciHoro solving the flow equation of the current medium with the equation of the elastic line of a cantilever beam with a uniformly distributed load. Adjusting the regulator to the required nominal flow rate can be accomplished by moving the stop along the plate, which determines the initial boundary point of contact between the plate and the profile of the stop, i.e. The initial length of the console plate. The law of variation of the plate length is defined as follows. The area of the throttling flow area by the product of the plate width b by the gap (z-f), where Z is the original gap; f is the deflection of the free end of the plate. Taking this into account, expression (2) is transformed as follows (., From where we get f-7. On the other hand, the amount of deflection of a free plate is determined by the expression t is the length of the plate. Substituting expression (3) into expression (4) and resolving the resulting expression with respect to B, we get pg & () -i-iM, 5 rsp J Thus, to fulfill the condition, O-oonst length plates b must

на измен тьс согласно выражению (Si Подставл ем выражение (5) в урав-нение упругой линии консольной балки с распределенной нагрузкойby changing according to the expression (Si We substitute the expression (5) into the equation of the elastic line of the cantilever beam with the distributed load

уА АР.уе е (6) ч- ол t ВUA AA. ee (6) tol t B

в случае максимального значени величины перепада давлени имеем уравнение упругой линии регулирующей пластины с максимальным прогибом при f z ( x BEJC feHbP ay-ttQ . 24E3 ( )7 moi J Уравнение (7) - уравнение пластины, полностью примыкающей к профилю упо г ра, .и следовательно это уравнение координат точек упора. Указанное уравнение выражает параболический закон. На чертеже изображен предлагаемый регул тор, общий вид. Регул тор состоит из разъемного корпуса 1, в разъеме которого закреплена упруга регулирующа пласти,на 2, дел ща полость корпуса на две входную 3 и выходную 4 полости. Свободный конец пластины образует со стенкой корпуса щелевой дроссель 5. В контакте с пластиной 2 закреплен профилированный упор б. Регул тор расхода работает следующим образом. Регулируемый поток подаетс во входную полость корпуса 3. На упругую пластину 2 действует равномерно распределенна нагрузка за счет разницы (перепада) давлени регулируемой текущей среды во входной и выход-i ной полост х корпуса ДР. Этот перепад деформирует пластину 2, уменьша площадь проходного сечени щелевого дроссел 5. Если расход в регулируемом потоке по какой-либо причине увеличиваетс , то возрастает и перепад давлени , под воздействием которого пластина 2 изогнетс и уменьшит зазор щелевого дроссел 5, в результате чего расход вновь уменьшитс до номинального . При уменьшении расхода процесс происходит в обратном пор дке. Дл более точного получени необходимой номинальной величины расхода можно измен ть вылет L профилированного упора б в. защемлении, чем измен етс деформаци .пластины 2 при одних и тех же значени х перепада давлени . Предлагаемое устройство позвол ет расширить диапазон рабочих давлений и повысить точность регулировани расхода по сравнению с известным, за счет чего может найти широкоеin the case of the maximum value of the pressure drop, we have the equation of the elastic line of the control plate with the maximum deflection at fz (x BEJC feHbP ay-ttQ. 24E3 () 7 moi J Equation (7) is the equation of the plate completely adjoining the profile of the rest of the runner, .and hence this equation of the coordinates of the points of emphasis. This equation expresses a parabolic law. The drawing shows the proposed regulator, a general view. The regulator consists of a detachable body 1, in the connector of which there is an elastic regulating plate, 2, dividing the body cavity into two the inlet 3 and outlet 4. The free end of the plate forms a slotted choke 5 with the body wall. A shaped stop b is fixed in contact with the plate 2. The flow regulator works as follows. The regulated flow is fed into the entrance cavity of the body 3. The elastic plate 2 acts uniformly distributed load due to the difference (difference) of pressure of the regulated current medium in the inlet and outlet-i cavities of the DR casing. This differential deforms the plate 2, reducing the flow area of the slotted throttle 5. If the flow rate in the controlled flow increases for any reason, the pressure drop increases, under the influence of which the plate 2 becomes bent and reduces the clearance of the slotted throttle 5, causing the flow again reduced to nominal. When the flow is reduced, the process is reversed. In order to more accurately obtain the required nominal flow rate value, the offset L of the profiled abutment b c can be varied. pinching, than the deformation of the plate 2 is changed at the same values of pressure drop. The proposed device allows to expand the range of operating pressures and to improve the accuracy of controlling the flow in comparison with the known, due to which it can find a wide

применение в нефтедобывающей промышленности , например на газораспределительной батарее, подающей рабочий агент в нефт ные скважины дл газолифтной нефтедобычи.application in the oil industry, for example, on a gas distribution battery, which supplies the working agent to oil wells for gas-lift oil production.

Claims

1. A flow regulator comprising a housing with inlet and outlet cavities with a regulating elastic element installed in it, made in the form of a cantilever plate that forms a slit throttle with the housing walls, in order to expand the range of operating pressures and improving the accuracy of the regulator; there is a stop in the output cavity connected to the fixed end of the plate, the supporting surface of which is made parabolic.

2. The regulator according to claim 1, characterized in that the support is mounted with the possibility of moving along the plate.

Information sources,

0 taken into account in the examination

1. Author's certificate of the USSR 182837, cl. F 16 K 15/14, 1965.

2, USSR Author's Certificate 657414, cl. G 05 D 7/01, 1977

5 (prototype).