Регулятор расхода

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЬЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, сеид-ву(22) Заявлено 250380 (21) 2874324/18-24 (51)М КЛ с присоединением заявки йо(23) Приоритет С 05 0 7/01 Государственный оинтет СССР но делам нзобретеннй н открыхнй(72) Авторы изобретения В.В. Никифоров и Н.Е. Малахов) Заявитель ециальное проектно-конструкторское бюр объединения фСоюзнефтеавтомати РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ет точно воспроизвести кон регулирования в ши не изменения перепада для выдерживания которог эменение площади проход регулирующим элементом,твин с гиперболической Цель изобретения-расш азона рабочих давлений очности регулятора.требуемый роком диападавления, о необходимо ного сечения в соответзависимостью. ирение диан повышение я а о т Изобретение относится к автомати.ке и может использоваться для поддержания постоянного расхода в горной, нефтедобывающей промышленности.Йзвестен клапан с запорным элементом, выполненным в виде консольнозакрепленной упругой пластины, свободный конец которой перекрываетпроходное сечение седла 1.Однако данное устройство предназначено для дискретного перекрывания протекающего через него потокапри достижении последним определенной заданной номинальной величиныи не рассчитано на плавную, с необходимой степенью точности, регулировку постоянной величины расхода.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является регулягор расхода, содержащий корпус 20с установленным в йем упругим регулирующим элементом, выполненным в виде консольно закрепленной пластины,образующей со стенками корпуса щелевой дроссель 2,Недостаток этого регулятора заключается в том, что его регулирующийэлемент обладает линейной характеристикой деформации изгиба, в соответствии с законом Рука,и не позво- ЗО Указанная цель достигается тем, что в регуляторе расхода, содержащем корпус с входной и выходной полостями, с установленным в нем регулирующим упругим элементом, выполненным в виде консольно закрепленной пластины, образующей со стенкой корпуса целевой дроссель, в выходной по"лости установлен упор, связанный с закрепленным концом пластины, опорная поверхность которого выполнена параболической, а также тем, что упор установлен с возможностью перемещения вдоль пластины.Объемный расход через дроссель определяется следующей зависимостью9=кгбао 1) где в Р - перепад давления на дросселе;Г - площадь проходного сечениядросселя;К 1 - коэффициенты пропорциональности.Из выражения (1) получаем закон изменения площади проходного сечения дросселя Р в зависимости от изменения перепада давления Ь Р при ус,ловии 0 = сопя(2) С другой стороны величина прогиба свободного конца пластины определяется выражениемаР (4Е=" -8 Е 3где - распределенная нагрузка;Ъ - жесткость пластины;длина пластины.Подставляя выражение (3) в выражение (4) и разрешая полученное выражение относительно 3, получимеддР-щ) уи1 Р/Я(4) Таким образом, для выполнения условия Я=ооЬ 1 длина пластиныдолжгде К1Из выражения (2) видно, что дляобеспечения постоянства расхода приразличных перепадах давления проходно" сечение дросселя должно изменяться обратно пропорционально ЯР ,т,е.по гиперболическому закону, Это достигается уменьшением длины консолиупругой пластины в процессе ее деформации под перепадом давления вследствие огибания ею профиля упора иперемещения точки границы контактаближе к свободному концу пластины,Координаты точек профиля упора определяются путем совместного решенияуравнения расхода текущей среды суравнением упругой линии консольнойбалки с равномерно распределеннойнагрузкой.Настройку регулятора на требуемуюноминальную величину расхода можноосуществлять путем перемещения упоравдоль пластины, чем задается исходная граничная точка контакта пластиныс профилем упора, т.е. начальнаядлина консоли пластины,Закон изменения длины пластиныопределяется следующим образом. Площадь проходного сечения дросселя равна произведению ширины пластины Ьна величину зазора (г-Г),где г - исходный зазор;Й - величина прогиба свободногоконца пластины,С учетом этого, выражение (2)преобразуется следующим образом(7) 25 30 35 40 45 50 60 65 на изменяться согласно выражению (5,Подставляем выражение (5) в урав.нение упругой линии консольной балки с распределенной нагрузкойв "Р Х 4 ф ХЕ Р Е 4 , (б)ЬД 4 Ь 8 В случае максимального значения величины перепада давления 1 Римеем уравнение упругой линии регулирующей пластины с максимальным прогибом при Й = г ьа ( х" х аалхъСР -ка 1 ЯНЕЗ ЬЕЭдр эй та(аа,.ка)Уравнение (7) - уравнение пластины,полностью примыкающей к профилю упо;ра, .и следовательно это уравнениекоординат точек упора. Указанноеуравнение выражает параболическийзакон.На чертеже изображен предлагаемыйрегулятор, общий вид.Регулятор состоит иэ разъемногокорпуса 1, в разъеме которого закреплена упругая регулирующая пласти;на 2, делящая полость корпуса на двевходную 3 и выходную 4 полости. Свободный конец пластины образует состенкой корпуса щелевой дроссель 5.В контакте с пластиной 2 закрепленпрофилированный упор б.Регулятор расхода работает следующим образом.Регулируемый поток подается вовходную полость корпуса 3, На упру"гую пластину 2 действует равномернораспределенная нагрузка за счет разницы (перепада) давления регулируемой текущей среды во входной и выходной полостях корпуса ЬР. Этот перепад деформирует пластину 2, уменьшая площадь проходного сечения щелевого дросселя 5,Если расход в регулируемом потоке по какой-либо причине увеличивается, то возрастает и перепад давления,под воздействием которого пластина2 изогнется и уменьшит зазор щелевого дросселя 5, в результате чегорасход вновь уменьшится до номинального. При уменьшении расхода процесспроисходит в обратном порядке. Дляболее точного получения необходимойноминальной величины расхода можноизменять вылет Ь профилированногоупора б в защемлении, чем изменяетсядеформация. пластины 2 при одних итех же значениях перепаца давления.Предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон рабочих давлений и повысить точность регулирова ния расхода по сравнению с известным,эа счет чего может найти широкое, формула изобретения Регулятор расхода, содержащий корпус с входной и выходной полостями, О с установленным в нем регулирующим упругим элементом, выполненным в виде консольно закрепленной пластины, образующей со стенками корпуса щелевой дроссель, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения ди ель Л. Подшибихин,Табакович Корректор Г. Наэаро Соста Техре едактор Н. Мннко Заказ 6906/б аж 94 дарс изо Ж Тн ВНИИПИ Го по дел 13035, МоскПодписноевенного комитета СССРретеннй и открытий5, Раушская наб д, 4/5 филиал ППП фПатент, г, Ужгород, ул. Проектная применение в нефтедобывающей промышленности, например на гаэораспределительной батарее, подающей рабочийагент в нефтяные скважины для газолифтной нефтедобычи. апазона рабочих давлений и повышениеточности регулятора, в нем в выходной полости установлен упор, связанный с закрепленным концом пластины,опорная поверхность которого выполнена параболической.2. Регулятор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я .тем, что упор установлен с возможностьв перемещениявдоль пластины.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 182837, кл. Г 16 К 15/14, 1965.2. Авторское свидетельство СССР9 657414, кл. С 05 0 7/01, 1977