Способ регулирования давления газа и устройство для его осуществления

БРЕТ ВТОРСНОМУ ЕТЕЛЬСТВУ оГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯГАЗА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к автоматике в приборостроении и может применяться в агрегатах различного назначения, в которых в зависимости от условий работы необходимо либо поддерживать постоянное давление газа,либо изменять это давление на заданную величину. Цель изобретения - повьшение точности регулирования, Способрегулирования давления газа заклю 603%0 : А 2чается в создании газовой виброплен" ки между двумя поверхностями и изменении угла наклона этих поверхностей друг к другу. Прп этом сохраняют постоянным коэффициент подсасывания за счет изменения частотыколебаний. Устройство для реализации этого способа содержит установленный в корпусе 1 пьезокерамический преобразователь 2, соединенный обратной электрической связью с датчиком давления. Устройство снабжено опорным элементом 3, установленным в корпусе 1 с возможностью поворота относительно преобразователя 2, Опорный элемент.3 может быть установлен с возможностью перемещения по нормали к своей рабочей поверхности, Изобретение поз ляет повысить точность регулирования за счет создания многопараметрической подстройки, 2 с и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.50 Изобретение относится к автоматике и,может применяться в агрегатахразличного назначения, в которых взависимости от условий работы необходимо либо поддерживать постоянноедавление газа, либо изменять это давление на заданную величину.Цель изобретения - повышение точности регулирования. 10Способ регулирования давления газазаключается в том, что изменяют. расход газа,проходящего между двумя,рабочими поверхностями, путем создания вибропленки между рабочими поверх ностями изменением частоты и амплитуды колебаний одной из рабочих поверхностей, а также в том, что изменяют угол наклона одной из рабочих по-.верхностей и частоту колебаний другой 20рабочей поверхности с обеспечениемсохранения постоянным коэффициентаподсасывания.На фиг,1 представлено устройстводля реализации способа, общий вид;на Фиг.; 2 - вариант. устройства, газовая вибропленка создается межпудвумя дисковыми элементами; на фиг,З -то же, газовая вибропленка создаетсямежду двумя цилиндрическими опорными 30поверхностями, на йиг. 4 - грайические зависимости коэффициентов подсасывания и уплотнения от угла наклона опорных поверхностей друг к дру-,гу; на фиг. 5 - грайические зависимости газового потока от перепададавления при различных углах наклона между опорными поверхностями;на фиг. 6 - графические зависимостигазового потока от перепада давлений при различных величинах зазоровмежду опорными поверхностями и различных амплитудах колебаний пьезоке"рамического преобразователя.Устройство для реализации способа 5регулирования давления газа содержитустановленный в корпусе 1 исполни тельный механизм 2, соединенный обратной электрической связью с датчикомдавления (не показан). Регуляторснабжен опорным элементом 3, размеценным в корпусе 1 с возможностью поворота относительно исполнительногомеханизма 2,Исполнительный механизм 2 выполнен в виде пьезокерамического преобразователя, соединенного с генератором электрических сигналов (не показан)Пьезокерамический преобразо ватель 2 может быть выполнен в виде пластинчатого (фиг.1), дискового (фиг,2 ) или цилиндрического (фиг.З) пьезокерамического элемента, имею" щего на поверхностях электроды для соединения с генератором электрических сигналов.,Дпя увеличения амплитуды колебаний пьзокерамический преобразователь 2 может быть снабжен ме" ханическим виброусилителем (не показан). Опорный элемент 3 установлен в корпусе 1 с воэможностью перемещения в направлении по нормали к своей рабочей поверхности.Устройство для реалнзации способа регулирования давления газа работает следующим образомГаз от источника подается на вход регулятора с давлением, равным Ра. Одновременно на электроды пьезокерамического преобразователя 2 от генератора электрических сигналов подается напряжение, которое вследствие обратного пьезоэйфекта преобразуется в механические колебания пьезокерамического элемента 2. Это приводит к образованию газовой вибропленки между рабочими поверхностями пьезокерамического преобразователя 2 и опорного элемента 3, При этом на выходе из регулятора устанавливается давление газа, равное РДля малых величин газового потока справедливо соотношение120-КР - -К ЬР,2 1. (1)11 о где Я -величина газового потока че" рез рабочий зазор;амплитуда колебаний пьезокерамического преобразователя 2;средний зазор между рабочими поверхностями опорного элемента 3 .и пьезокерамического преобразователя 2;коэффициент подсасывания, кожффициент уплотнения;относительный перепад давления, равный К Р ЬР Ь =Е(И,Й)э К=Г(К) ЬР= ---Рз Ра,РаКоэффициенты К Р и К 1 могут быть вычислены по известным Формулам или определены по грайическим зависимостям:5 16033 где Я - частота колебаний пьезокерамического преобразователя 2,0 - угол между рабочими поверхностями опорного элемента 3 и5пьезокерамического преобразователя 2 (фиг:4).Если необходимо подать газ под давлением, равным Р, то первоначально параметры Й,Ь ,Я, Ы,выбираются таким образом, чтобы выполнялось условие:Р=О, если же требуется давлениеР 4 Рд, то условие выбора параметровимеет вид:бР=Рво Ра15РаГрафические зависимости Г=С 1(ЬР) представлены на фпг,5-б с учетом соотношения ОсКр(Кь 1; 0 -0,2;Регулирование давления газа осуществляется следующим образом.Пусть требуется повысить ддвлеление газа, Увеличим угол К между ра бочими поверхностямц опорного элемента 3 и пьеэокерамического преобразовдтеля 2, тогда уменьшается коэффициент уплотнения К 1 фиг.4), увеличится величина , а следовательно, увеличит- ЗО ся и перепад давления Р фиг,5 , Однако увеличение углаприводит к увеличению коэффициента подсасывания Крфиг,41 что снижает плавность регу,лирования, Поэтому при увеличении угла уменьшим частоту колебаний пьезокерамического преобразователя 2 у таким образом, чтобы величина К осГ талась бы постоянной (фиг,4)., Изменение частоты колебаний Я приводит 40 к некоторому изменению амплитуды колебаний пьезокерамического преоб" разователя 2, однако амплитуду колебаний можно сохранить на.постоянном уровне, если изменить напряжение, 45 подаваемое на электроды пьезокерамического преобразователя 2,.Регулирование давления газа можно осуществить также с помощью изменения амплитуды колебаний д пьеэокерамичес 5 О 6го преобразователя 2 пли с помощью изменения рабочего зазора 11(фиг.б). Это может быть реализовано путем перемещения опорного элемента 3 в направлении по нормали к своей рабочейповерхности,Способ и устройство позволяют повысить точность и плавность регулирования газаФормула и з о б р е т е н и я1, Способ регулирования давления газа, заключающийся в изменении расхода газа, проходящего между двумя рабочими поверхностями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения зочпости регулирования, изменение расхода газа осуществляют путем создания вибропленки между рабочими поверхностями изменением частоты и амплитуды колебаний одной из рабочих поверхностей.2, Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что изменяют угол наклона одной из рабочих поверхностей и частоту колебаний другой рабочей поверхности с обеспечением сохранения постоянным коэффициента подсасывания,3. Устройство для регулирования давления газа, содержащее установленный в корпусе исполнительный механизм, соединенный обратной электрической связью с датчиком давления,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности, оно снабжено опорным элементом, установленным в корпусе с возможностью поворота относительно исполнительного механизма, а сам исполнительный механизм выполнен в виде пьезокерамического преобразователя,4. Устройство по и, 3, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что опорныйэлемент установлен с возможностьюперемещения в направлении по нормали к своей рабочей поверхности.1603350 еле едакто водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарин Заказ 3384ВНИИПИ Государственного113035,Составитель Н. ГондаксазоваТехред Л. Сердокова Корректор Т. Палий 652 Подписноетета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССа, Ж, Раушская наб., д. 4/5.