устройство для регулирования расхода газа

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования расхода, содержащее цилиндрический корпус с патрубками для подвода и вывода газа и имеющий на внешней поверхности резьбу стержень, установленный в корпусе с образованием зазора между его внешней поверхностью и внутренней поверхностью корпуса с возможностью возвратно-поступательного перемещения, отличающееся тем, что внутренняя поверхность корпуса снабжена соответствующими спиральными выступами и углублениями, в которые входит резьба стержня, причем резьба выполнена трапецеидальной.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество упомянутых патрубков не менее трех, при этом два из них служат для подвода газа, а третий - для вывода.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество упомянутых патрубков не менее трех, при этом два из них служат для вывода газа, а третий - для подвода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области аналитического приборостроения и может быть использовано в качестве регулятора расхода газа, в частности в регулируемых делителях потока газа или в регулируемых смесителях потока газа.

Известно устройство для регулирования расхода газа, содержащее корпус с отверстием в его стенке, сообщающееся с внутренней полостью корпуса, и дроссельное устройство, размещенное внутри корпуса (см. например, патент ФРГ N 3604267, МПК C 05 D 7/01,1987).

Известное устройство имеет низкие эксплуатационные качества и ограниченные функциональные возможности.

Наиболее близким к предлагаемому устройству для регулирования расхода газа, является устройство, содержащее цилиндрический корпус с патрубками для подвода и вывода газа и регулируемый орган, установленный внутри корпуса на его оси с возможностью возвратно-поступательного перемещения (см. патент РФ 2010300, C 05 D 11/02,1994).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием сложных дроссельных приспособлений и сложной конфигурацией регулирующего органа, требующей высокой точности изготовления. Как следствие, устройство имеет малую надежность в работе.

Задача изобретения состояла в разработке простого и надежного устройства, позволяющего осуществлять тонкую регулировку расхода газа.

Указанная задача решается тем, что предложено устройство для регулирования расхода, содержащее цилиндрический корпус с патрубками для подвода и вывода газа и имеющий на внешней поверхности резьбу стержень, установленный в корпусе с образованием зазора между его внешней поверхностью и внутренней поверхностью корпуса и возможностью возвратно-поступательного перемещения, в котором согласно изобретению внутренняя поверхность корпуса выполнена с возможностью образования со стержнем пары винт-гайка, а резьба выполнена трапецеидальной.

Благодаря отмеченным выше особенностям выполнения внутренней поверхности корпуса и сопрягаемой с ней внешней поверхностью стержня в предлагаемом устройстве обеспечивается тонкая регулировка потока газа при возвратно-поступательном перемещении стержня в корпусе.

В одном из возможных вариантов выполнения устройства предусмотрено наличие не менее трех патрубков в корпусе, два из которых служат для подвода газа, а третий - для вывода. Это позволяет использовать предлагаемое устройство в качестве смесителя газовых потоков с возможностью регулирования соотношения смешиваемых потоков.

В другом возможном варианте выполнения устройства предусмотрено наличие не менее трех патрубков в корпусе, два из которых служат для вывода газа, а третий - для подвода. Это позволяет использовать предлагаемое устройство в качестве делителя потока газа с возможностью регулирования отношения расходов делимых потоков.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен в продольном разрезе наиболее простой вариант выполнения устройства с ручным регулированием положения регулирующего органа.

На фиг. 2 в увеличенном масштабе представлена часть этого устройства.

На фиг. 3 представлен вариант выполнения устройства с использованием спиральных выступов и углублений.

На фиг. 4 в увеличенном масштабе представлена часть этого устройства.

На фиг. 5 представлен вариант выполнения устройства с приводом регулирующего органа.

Устройство, представленное на фиг. 1 содержит цилиндрический корпус 1 с патрубками 2 и 3 для подвода или вывода газа и стержень 4, установленный внутри корпуса на его оси с возможностью возвратно-поступательного движения, выполняющий функции регулирующего органа. Патрубок 2 является частью корпуса 1, а патрубок 3 имеет резьбовое соединение с цилиндрическим корпусом 4, а для уплотнения используется прокладка 5.

При таком варианте выполнения устройства корпус 1 и стержень 4 образуют пару цилиндр - поршень, величина зазора 6 между которыми определяется разницей между внутренним диаметром корпуса 1 и диаметром стержня 4, а также шероховатостью их соприкасающихся поверхностей. При этом положение стержня 4 в корпусе 1 регулируется через патрубки 2 и 3.

Описанный вариант выполнения устройства работает следующим образом: регулируемый поток газа (показан на фиг. 1 стрелками) подается или выводится (отсасывается) из корпуса 1 через патрубок 2 и проходит по зазору 6 между внешней поверхностью стержня 4 и внутренней поверхностью корпуса 1. Зазор 6 служит пневмосопротивлением для потока газа, величина которого регулируется путем изменения длины "L" этого зазора 6. Изменение длины "L" зазора 5 осуществляется путем возвратно-поступательного перемещения стержня 4 в корпусе 1.

Таким образом увеличивая или уменьшая длину "L" зазора 6 увеличивают или уменьшают величину пневмосопротивления для потока газа и тем самым осуществляют регулирование расхода газа.

Представленный на фигуре 3 вариант выполнения устройства отличается от описанного выше тем, что на внешней поверхности стержня 4 имеются спиральные углубления 7 и выступы 8, выполненные, например, в виде трапецеидальной резьбы, а внутренняя поверхность корпуса 1 снабжена соответствующими спиральными выступами 9 и углублениями 10, в которые входят спиральные выступы 8 внешней поверхности стержня 4 (фиг 4). При этом стержень 4 и корпус 1 образуют пару винт-втулка, в которой возвратно- поступательное перемещение стрежня 4 в корпусе 1 осуществляется путем вращения стержня 4 (винта), осуществляемого, например, с помощью отвертки, вставляемой в шлицевое углубление 11.

Данный вариант выполнения устройства работает аналогичноописанному выше варианту выполнения (см. фиг. 1).

Представленный на фигуре 5 вариант выполнения устройства отличается от описанного выше (фиг. 2) тем, что конец стержня 4, выходящий из корпуса 1 имеет участок 12 меньшего диаметра с гладкой внешней поверхностью, а корпус 1 снабжен узлом уплотнения, включающим навинчивающуюся на корпус крышку 13 и уплотнительную втулку 14 из эластичного материала, поджимаемую шайбой 15 и пружинным кольцом 16, помещенным в корпус 1 на его конце и охватывающим участок 12 меньшего диаметра стержня 4. При этом участок 12 меньшего диаметра стержня 4 посредством шлицевого соединения 17 соединен с промежуточной шлицевой втулкой 18, закрепленной на валу 19 привода, выполненного в виде шагового электродвигателя 20, неподвижно закрепленного на основании 21. Корпус 1 снабжен дополнительными боковыми патрубками 22 и 23 и также неподвижно закреплен на основании 21.

Данный вариант выполнения устройства работает в основном аналогично тому, как работает описанный выше (фиг. 3) вариант его выполнения, особенностью его работы является, что изменение положения стержня 4 в корпусе 1 осуществляется с помощью шагового электродвигателя 20. При включении шагового электродвигателя 20 его вал 19 начинает вращаться в ту или иную сторону и связанный с валом 19, посредством втулки 18 и шлицевого соединения 17, стержень 4 перемещается в том или ином направлении, изменяя распределение газовых потоков в корпусе 1 устройства. При этом устройство в зависимости от места подключения входящих и выходящих газовых потоков может выполнять функции смесителя потоков с регулируемым соотношением смешиваемых потоков или делителя потока газа с регулируемым соотношением разделяемых потоков. При работе в качестве смесителя потоков патрубки 22 и 23 соединяются с трубопроводами для подвода смешиваемых газовых потоков (не показаны), а патрубок 2 используется для вывода смешанного потока. При этом изменение соотношения смешиваемых потоков газа, поступающих в корпусе 1 через патрубки 22 и 23, осуществляется путем изменения положения стержня 4 в корпусе 1, что приводит к изменению сопротивлений в зазоре между внешней поверхностью стержня 4 и внутренней поверхностью корпуса 1 за счет изменения длин L1 и L2 газового прохода в этом зазоре от патрубков 22 и 23 до конца стержня 4.

При работе в качестве делителя потока, разделяемый газовый поток подается в корпус 1 по патрубку 22, а разделенные его части выводятся через патрубки 23 и 2. При этом соотношение расходов разделяемых частей газового потока также осуществляется за счет изменения положения стержня 4 в корпусе 1, что приводит к изменению сопротивлений разделяемым газовым потокам в зазоре между внешней поверхностью стержня органа 4 и внутренней поверхностью корпуса 1 за счет изменения длин L2 и L1 газового прохода в этом зазоре.

Соединение 17 шлицевой втулки 18, закрепленной на валу 19 с участком 12 меньшего диаметра стержня 4 делает возможным изменение расстояния между корпусом электродвигателя 20 и стержнем 4.