Способ регулирования массового расхода газа из баллона

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 260681 (21) 3309760/18-24 1 ИМ.Кл.з С 05 Р 7/00 с присоединением заявки Мо Государстеенный комнтет СССР по делам нзобретеннй н открытиИ(088.8) Опубликовано 071232, Бюллетень Йо 45 Дата опубликования описания 0712 В 2(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МАССОВОГО РАСХОДАГАЗА ИЗ БАЛЛОНА Изобретение относится к автоматическому регулированию расхода газа,а более конкретно - к системам регулирования, в которых применен способ поддержания постоянного массового расхода газа, выпускаемогоиз баллона.Известен способ регулированиярасхода газа в пневмосистемах, заключающийся в том, что поддерживаютопределенный перепад давления начувствительном элементе регулятора,совмещенный с дозирующим органом,и соответственно ему изменяют величину проходного сечения последнего,при этом на выходном штуцере поддерживают критический перепад давлений 1),Недостатком данного способа является то, что точность поддержания,расхода газа небольшая, так как неучитывается температура газа, которая может изменяться в широких пределах.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ регулирования массового расходагаза из баллона, заключающийся втом, что измеряют абсолютные значения давления и температуры газа в баллоне, связанном непосредственнос доэирующим органом регулятора, исоответственно им изменяют величинупроходного сечения последнего дляполучения заданного значения расхода и критического перепада давленийна регулирующем органе 2 3. В данном способе точность пОддер 10 живания расхода газа повьтлается,так как учитывается температура протекающего газа. Однако, этот способпригоден для пневмосистем, в котовых иэменение температуры газа происходит недостаточно быстро. Этосвязано с тем, что датчики для измерения температуры газа обладают значительной инерционностью. Поэтомупри быстром изменении температуры20 датчики не успевают следить за изменением этого параметра газа,Цель изобретения - повышение точности поддержания массового. расходапри близких к адиабатному процессахопорожнения баллона.Указанная цель достигается тем,что в способе регулирования массового расхода газа из баллона измеряютабсолютные значения давления и температуры газа в баллоне, связанномнепосредственно с дозирующим органом, 9800711 О 2 Оу- Р )С Р и соответственно им изменяют величи-ну проходного сечения последнего для получения заданного значения расхода и критического перепада давлений на регулирующем органе постоянно изменяют величину проходного сечения дозирующего органа по сигналу температуры газа в баллоне до подачи газа к дозирующему органу и снимают этот сигнал при подаче газа к последнему, а дальнейшее изменение . проходного сечения дозирующего органа производят только по изменению давления газа в баллоне по закону1 нсчС им1 п , 2 оначгде Р - площадь проходного сечения дозирующего органа,С - заданный массовый расходгаза,фС=С(п) - коэффициент расхода газачерез доэирующий орган,Т ч - абсолютная температура газа в баллоне перед подачей расхода;Р ч - абсолютное давление газав баллоне перед подачейрасхода;Р - абсолютное давление газав баллоне,.п - коэффициент политропы.На чертеже представлено устройст во, с помощью которого осуществляется предлагаемый способ.Устройство содержит баллон 1 с сжатым газом, трубопровод 2, с запорным органом 3, связывающим баллон 1 с дозирующим органом 4, имеющим подвижную иглу 5, которая связана с исполнительным механизмом б регулятора, датчики температуры 7 и давления 8 газа, подключенные к вычислительному устройству 9, и задатчик 10 ;массового расхода.При закрытом запорном устройстве 3 баллона 1 датчики давления 8 и температуры 7, которые фиксируют давление и температуру газа в баллоне 1, передают сигналы вычислительному устройству 9, Всякое изменение температуры и давления газа в баллоне 1 приводит к изменению положения иг- лы 5 доэирующего органа 4, связанной с исполнительным механизмом б, на который воздействует вычислительное устройство 9. В результате игла 5 занимает положение,соответствующее даннОй тем.пературе в баллоне и давлению и сигналу задания от эадатчика 10. При подаче газа из баллона 1 по трубопроводу 2 к дозирующему органу 4 регулятора посредством открытия запорного органа 3 происходит изменение температуры газа в баллоне 1, Это изменение в процессе работы учитывают в зависимости от изменения давления по закону 5где Т - абсолютная температура газа в баллоне 1;Р - абсолютное давление газа вбаллоне 1Тд - абсолютная температура газа в баллоне 1 перед подачей расхода;Рн- абсолютное давление газав баллоне 1 перед подачей 15 расхода;п .- коэффициент политропы.При этом величину проходного сечения дозирующего органа 4 устанавливают в соответствии с законом 6 1 Рнацф6.Г мГЯи , Яп25иачгде Р - площадь проходного сечениядозирующего органа;заданный массовый расходгаза;С=Сп) - коэффициент расхода газачерез доэирующий орган.В соответствии с этнм соотношением вычислительное устройство 9, учитывая сигнал начальных значений температуры и давления газа в баллоне1 до включения, преобразует сигналот датчика 8 давления и сигнал отэадатчика 10 в управляющий сигнал,подаваемый на исполнительный механизм б, который, передвигая иглу 5,4 О обеспечивает регулирование массового расхода газа.,Предлагаемая система работает втечение 15-20- с и в течение этоговремени поддерживается постоянный45 массовый расход, так как учитывается толЬко давление газа в баллоне1 с помощью датчика 8 давления, обладающего малой инерционностью.Независимость настройки регуля5 О тора от изменения нагрузки обеспечивается сверхкритической скоростьютечения газа в дроссельном регулирующем органе 4.В предлагаемом устройстве темп55 падения температуры может достигнуть10-20 град/с. при абсолютной температуре газа в баллоне 1 около 50 К.При таких. темпах падения ошибка взамере температуры при постоянномвремени датчика температуры около" 1 с) могла бы достигнуть 10-20т.е. 20-40 от абсолютной температуры.,В данном способе повышение точности обусловлено тем, что изменение 65 температуры газа в баллоне 1 учиты980071 Формула изобретения НИИПИ Заказ 9358/37 Тираж 914 Подписно илиал ППП "Патент", г.ужгород, ул,Проектная,вается только по изменению давления в нем. Причем точность измерения давления при быстром его изменении высока, так как постоянная времени датчиков давления может достигать 0,01 сек. 5Благодаря такой постоянной времени точность поддержания массового расхода по предлагаемому способу на 10-20 выше по сравнению с известным.10 Способ регулирования массового расхода газа из баллона, заключающийся в том, что измеряют абсолютные значения давления и температуры га эа в баллоне, связанном непосредственно с дозирующим органом, и соответственно им изменяют величину проходного сечения последнего для получения заданного значения расхода и критического перепада давлений на регулирующем органе, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности поддержания массового расхода при близких к адиабатнбму процессах опорожнения баллона, постоянно изменяют величину проходного сечения дозирующего органа по сигналу температуры газа в баллоне до подачи газа к дозирующему органу и снимают этот сигнал при подаче газа к последнему, а дальнейшее изменение проходного сечения дозирующего органа производят только по изменению давления газа в баллоне позаконуС 9 начс ъ 1 в+ фгде Р - площадь проходного сечениядозирующего органа;С - заданный массовый расходгаза;С=С(п) - коэффициент расхода газачерез дозирующий орган,Т - абсолютная температурагаза в баллоне перед подачей расхода;Р ,. - абсолютное давление газав баллоне перед подачейрасхода;Р " абсолютное давление газав баллоне;и - коэффициент политропы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 349984, кл. С 05 0 7/00, 1970.2. Авторское свидетельство СССР9 223399, кл. С 05 0 7/00, 1967прототип)