Устройство для напуска газа

ОЮЗ СОВЕ 1 С ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК по 3)5 6 05 О 7/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) САНИЕ ИЗ РЕТЕНИ ПАТЕНТ емого газа. Предлагаемое устройство для напуска газа содержит корпус 1, седло 2, подвижный шток, часть которого 3 подключена к источнику питания 5, втулку 6 и упругий элемент 7. В корпусе 1 выполнена перегородка 8 с отверстием под шток, втулка 6 установлена соосно штоку, торец пьезоэлектрической части штока 3 и один из торцов втулки 6 соединены жесткой перемычкой 9, другой торец втулки 6 взаимодействует с перегородкой 8 корпуса 1, упругий элемент 7 установлен между перемычкой 9 и крышкой 10 корпуса 1, а длины элементов устройства выбраны из условия термокомпенсации зазора между седлом 2 и штоком. 4 з.п, ф-лы. 1 ил.,Г,Мерзляковдетельство ССС5 О 7/06, 1983.детельство ССС6 К 49/00, 1979,ДЛЯ НАПУСКАотносится к техна в потоке текучойствам для плгаза низкого д- повышение тазана дозировки ГАЗА ике регуй среды, вной реавлеиия. чности и напуска(21) 5000822/24(57) Изобретениелирования расходв частности к устргулировки потокаЦель изобретениярасширение диап1828552Изобретение относится к технике регулирования расхода в потоке текучей средь,в частности к устройствам для плавной регулировки потока газа низкого давления.Целью изобретения является повьшение точности и расширение диапазона дозировки напуска газа.Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства для напуска газа.Устройство для напуска газа состоит изкорпуса 1, седла 2, подвижного штока, состоящего из двух частей - пьезоэлектрической части 3 .и части 4 со стороны седла,источника питания 5, втулки б и упругогоэлемента 7. Б корпусе выполнена перегородка 8 с отверстием под шток. Втулка 6установлена соосно штоку с зазором междуним и стенкой корпуса, Торец пьезоэлектрической части 3 штока и один из торцов втулки б соединены жесткой перемычкой 9, адругой торец втулки б взаимодействует сперегородкой 8 корпуса. Упругий элемент 7установлен между перемычкой 9 и крышкой10 корпуса. В корпусе выполнено отверстиедля подвода газа (показано стрелкой) и отверстие для напуска газа, совмещенное сседлом 2.Длина пьезоэлектрической части 3 штока (ш), части 4 штока (ш"), втулки 6 (в), частикорпуса 1 между втулкой 6 и седлом 2 (к), атакже материалы указанных элементов устроиства убраны из условия,д + ш + ш = в+ к,ашш + бш ш - Ов в + ак кгде д - зазор между штоком и седлом, а 4 ша, а, и а, - коэффициенты линейноорасширения материалов соответствующихэлементов.Пьезоэлектрическая часть 3 штока подключена к источнику 5 через изолятор 11 ипо цепи "корпус 1 - крышка 10 - упругийэлемент 7 - перемычка 9", Подключение мокет быть произведено непосредственно через два изолятора (второй изолятор непоказан).Для расширения диапазона регулировки напускаемого газа втулка 6, если она выполнена из материала с характеристикойпьезопреобразования обратной по отношению к пьезоэлектрической части 3 штока,подключена к источнику питания 5, такжекак шток. В том случае, когда втулка 6 выполнена из того же материала, что и пьезоэлектрическая часть штока, то онаподключена к источнику питания 5 встречно(обратной полярностью) по отношению кпьезоэлектрической части штока,Устройство для напуска газа работаетследующим образом.В исходном состоянии зазор д междуседлом 2 и частью 4 штока равен нулю (полагаем, что пьезоэлектрическая характеристика части 3 штока соответствует укорочению ее при подаче от источника питания). При этом упругий элемент 7, взаимодействуя с крышкой 10 корпуса и перемычкой 9. прижимает втулку 6 к перегородке 8 корпуса 1, При подаче напряжения от источника питания 5 на пьезоэлектрическую часть 3 штока, закрепленную в перемычке 9, последний изменяет свои линейные размеры, изменяя зазор д между седлом и штоком, Регулируя величину прикладываемого напряжения, можно изменять зазор д, изменяя тем светлым дозировку напускаемого газа.Диапазон дозировки может быть увеличен за счет подключения пьезоэлектрической втулки 6 к источнику питания 5, При подключении источника питания к штоку и втулке одновременно они будут изменять свои линейные размеры, сжимая через перемычку 9 упругий элемент 7, При этом зазор д будет равен суммарному перемещению торцов втулки и штока, что существенно расширяет диапазон регу лирования напуска газа (в частности, еслиш = в и материал штока и втулки имеют одинаковый модуль коэффициента преобразования, то диапазон расширяется вдвое).Точность дозировки напускаемого газазависит от стабильности зазора д между седлом и штоком, в частности, от температурной стабильности д . Условием последнего является равенство абсолютных приращений длины частей штока, с одной стороны, и участков в и к, с другой стороны;Ьш+ Л ш =. Ь в+ Л к (1)Полагая, что все элементы устройстваизменяОт температуру на одну и ту же величину ЛТ, имеем:45вЫв ш + Ыи ш =ав в + ак к (2)Кроме того, при любой температуредолжно выполняться условие (полагаемд .= О, т,к. дш + ш )50 ш+ "ИР)С целью упрощения конструирования иподбора материалов, удовлетворяющих температурной стабильности зазора дк, можно корпус и часть 4 штока (ш") выполнить из материалов с одинаковым коэффициентом линейного расширения ( ай = а =- а 1 ) и то же сделать для пьезоэлектрической части 3 штока и втулки 6 (аш = ав =а 2 ), В этом случае имеел:1828552 Формула изобретения 1. Устройство для напуска газа, содержащее корпус, седло, перекрываемое подвижным штоком, часть которого выполнена из пьезоэлектрического материала и подключена к источнику питания, о т л и ч а о щ е е с я тем, что оно содержит втулку, установленную соосно со штоком и с зазором между штоком и стенкой корпуса, перегородку в корпусе с отверстием для штока, перемычку, с которой жестко соединены торец пьезоэлектрической части штока и один из торцов втулки, другой торец которой выполнен взаимодействующим с перегородкой, и упругий элемент, установленный между перемычкой и крышкой корпуса, причем длина элемента устройства и их материал выбраны из условий Составитель В. ВотяковРедактор С. Кулакова Техред М,Моргентал КорректорГ, Кос Заказ 2370 Тираж Подписное ВН 1 ЛИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 а Ош -1 о) = Р 208 =1 ш .И))Поскольку обычно не удается получить части штока иэ материалов с одинаковым коэффициентом линейного расширения, то вбольшинстве случаев конструированияа Ф а 2 . Однако, по условию (3) 1 ш -1 =ИИ,=1 вш =О, откуда 1 ш =1,18=1 шПроще всегоэлементы устройства выполнить попарно изодного и того же материала (пару элементов1 ш и 1 - из одного, а пару 1, и 1 ш - издругого),Использование предлагаемого устройства для напуска газа позволит повыситьточность дозировки напускаеыого газа засчет стабилизации зазора между штоком иседлом, при изменении температуры окружаощей среды, а также расширить диапазон дозировки напускаемого газа за счетподключения втулки, изготовленной из пьезоэлектрического материала; д+1 ш+1 ш -1.+1.;.ц 1 ш + гц 1 ш =сЪ 1 в + а 1,где д - зазор между штоком и седлом по осиштока;1 ш - длина пьезоэлектрической частиштока1 ш - длина части штока со стороны седла;101 в - длина втулки;1 - длина части корпуса между седломи поверхностью перегородки;с 4, 6 и, ав и а - коэффициентылинейного расширения материалов указанных соответствующих элементов устройства.2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что втулка и пьезоэлектрическаячасть штока, а также корпус и часть штока20 со стороны седла попарно выполнены изматериалов с одинаковыми коэффициентами линейного расширения, а длина соответствующих элементов выбрана изусловия 1 ш =1 в и 1 ш =1.И3, Устройство по и. 2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что втулка и пьезоэлектрическаячасть штока. а также корпус и часть штокасо стороны седла попарно выполнены изодного материала.4.Устройство попп,1 и 2, отл и ч а ющ е е с я тем, что втулка выполнена изпьезоэлектрического материала с характеристикой пьезопреобразования, обратнойхарактеристике материала пьезоэлектрической части штока, а концы втулки подключены к источнику питания,, 5. Устройство по и. 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что концы втулки подключенык источнику питания встречно по отноше 40 нию к пьезоэлектрической части штока.