термогидропривод для мембранного исполнительного механизма

Формула изобретения

Термогидропривод для мембранных исполнительных механизмов, содержащий размещенный в кожухе испаритель с нагревательным элементом и развитой поверхностью теплообмена, соединенный с испарителем корпус, разделенный посредством упругого элемента на две полости, одна из которых заполнена буферной жидкостью и при помощи отверстия в корпусе и трубки соединена с мембранным исполнительным механизмом, датчик регулируемого параметра, элемент сравнения текущего значения параметра с заданным, блок защиты, обеспечивающий отключение нагревательного элемента, и блок питания, отличающийся тем, что испаритель размещен вне корпуса, датчик регулируемого параметра выполнен в виде датчика давления, а разделительный упругий элемент в виде вялой мембраны, при этом буферная жидкость размещена в верхней части корпуса.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, в частности, в качестве привода клапанного исполнительного механизма в нефтяной и нефтедобывающей промышленности.

Известен термопривод, в котором рабочее тело, расширяясь, вытесняет поршень, передавая усилия на исполнительное устройство [1]

Наиболее близким аналогом является термогидропривод для мембранных исполнительных механизмов, содержащий размещенный в кожухе испаритель с нагревательным элементом и развитой поверхностью теплообмена, соединенный с испарителем корпус, разделенный посредством упругого элемента на две плоскости, одна из которых заполнена буферной жидкостью и при помощи отверстия в корпусе и трубки соединена с мембранным исполнительным механизмом, датчик регулируемого параметра, элемент сравнения текущего значения параметра с заданным блоком защиты, обеспечивающий отключение нагревательного элемента, и блок питания [2]

Известный термогидропривод не развивает больших усилий, достаточных для регулирования нефтегазовых потоков.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание привода, способного развивать высокие перестановочные усилия.

На чертеже представлен термогидропривод.

Термогидропривод содержит испаритель 1 с развитой поверхностью теплообмена, установленный в кожухе 2, в котором под испарителем 1 установлен нагревательный элемент 3, постоянно находящийся в слое жидкой фазы рабочей жидкости 4.

Испаритель 1 соединен коротким патрубком 5 с корпусом 6, который разделен на две полости мембраной 7. В нижней полости корпуса 6 находится паровая фаза рабочего тела, а в верхней -буферная жидкость 8, предназначенная для передачи давления по трубке 9 на мембранный исполнительный механизм 10. На выходе буферной жидкости 8 из корпуса 6 установлен датчик 11 давления, который подключен через блок 12 сравнения к блоку 13 защиты, подключенному к блоку 14 питания и нагревательному элементу 3.

Температура кипения рабочей жидкости выбрана из условий невозможности закипания ее под воздействием солнечного тепла. В качестве рабочей буферной жидкости могут быть использованы следующие пары: гексан вода или различные типы гликолей, разбавленные водой: ацетон вода; дистиллированная вода - трансформаторное масло и т.д. Для улучшения динамических характеристик устройства стенки корпуса 6 изнутри покрыты теплоизоляцией 15, а испаритель 1 защищен от воздействия окружающей среды кожухом 2 из пластмассы.

Устройство работает следующим образом.

На вход блока 12 сравнения поступают сигнал задания от регулятора (на чертеже не показан) и сигнал от датчика 11 давления. После масштабирования этих сигналов, если это необходимо, они сравниваются. По результату сравнения вырабатывается сигнал для блока 13 защиты, который включает или выключает нагревательный элемент 3.

Если давление буферной жидкости 8 ниже заданного, нагревательный элемент 3 включается, рабочая жидкость 4 нагревается, частично переходит в паровую фазу, увеличивая давление в испарителе, и, следовательно, в камере с буферной жидкостью.

Если давление превысило заданное, то нагреватель 3 выключается, пар охлаждается, конденсируется на стенке испарителя, постепенно стекая вниз. Давление в камере с буферной жидкостью падает.

Таким образом, наличие обратной связи по давлению позволяет стандартизировать устройство, аналогичное электропневмообразователям, а размещение испарителя вне корпуса позволяет облегчить проведение ремонтных работ.