клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды
Классы МПК: | G01K5/04 элементы конструкции G05D23/02 с помощью термочувствительных элементов, расширяющихся и сжимающихся при изменении температуры F16K1/38 конической формы |
Автор(ы): | Костин Н.Н., Курбан В.Д., Ткаченко А.В., Матюхин А.И. |
Патентообладатель(и): | Акционерное общество "ОРЛЭКС" |
Приоритеты: |
подача заявки:
1997-05-13 публикация патента:
10.09.1998 |
Изобретение может быть использовано в любых устройствах измерения и регулирования температуры прямого действия, например, для системы кондиционирования и отопления помещений. Клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды содержит затвор, который в продольном сечении имеет профиль, выражаемый функцией: sin
= A + BH, где A, B - коэффициенты, функция получена по методу, называемому "регрессионный анализ". Функция связывает две величины: синус угла, равного половине профиля затвора -
и ход затвора H. Прогноз значения первой из величин по данному значению второй имеет линейный характер, благодаря чему обеспечивается высокая точность поддержания заданного значения температуры окружающей среды. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
Формула изобретения
1. Клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, изменяющий расход вещества между седлом и затвором, причем затвор клапана имеет форму тела вращения, отличающийся тем, что затвор в продольном сечении имеет профиль, выраженный функциейsin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
где
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118801/2118801-4t.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118801/2118801-5t.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
H - ход затвора клапана;
n - число равных отрезков, на которые разбит ход затвора клапана;
sin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
sin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
где Dc - диаметр седла клапана; C - постоянная величина, равная
C = Dcsin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
где
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
Описание изобретения к патенту
Клапан может быть использован в любых устройствах измерения и регулирования температуры прямого действия, например, для систем кондиционирования и отопления помещений. Существует много видов клапанов: стержневой, тарельчатый, полый и т.д. (см. Гуревич Д. Ф. Основы расчета трубопроводной арматуры. - М.: Машгиз, 1962, гл. I,II). Известен плоский клапан с тарельчатым затвором, в котором перекрытие затвором седла осуществляется по плоскости. Плоский клапан дает линейную зависимость пощади проходного сечения от хода штока, однако имеет существенный недостаток - невозможность полного перекрытия а при использовании дополнительных уплотнительных материалов имеет место быстрый износ. Наиболее близким является конический клапан, в котором перекрытие затвором седла осуществляется по линии, что резко снижает протечку и позволяет избежать использования дополнительных уплотнительных материалов. Недостатком конического клапана является нелинейность расходной характеристики в целом устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, так как зависимость площади проходного сечения от хода штока, например, для нормально закрытого клапана имеет видSпрох=
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118045/960.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
где
Sпрох - площадь проходного сечения клапана;
H - ход затвора клапана;
Dc - диаметр седла;
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
sin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
где
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118801/2118801-2t.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118801/2118801-3t.gif)
n - число равных отрезков, на которые разбит ход затвора клапана;
sin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
sin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
в котором
C - постоянная величина, равная
C=Dc
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118007/183.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
где
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
1. при открытии клапана холодоноситель должен поступать по линейной зависимости, что обеспечивает высокую точность поддержания заданного значения температуры окружающей среды;
2. при закрытии клапана затвор должен перекрывать седло, исключая протечку, которая отрицательно сказывается на точности поддержания и измерения температуры окружающей среды. Невыполнение хотя бы одного условия может привести к аварийной ситуации на объекте в случае выхода из-под контроля температуры окружающей среды. Предлагается клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, профиль затвора которого в продольном сечении выражается функцией (2). Она получена по методу, называемому "регрессионный анализ". Функция (2) связывает две случайные величины: синус угла, равного половине угла профиля затвора и ход затвора H, прогноз значения первой из которых по данному sin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118019/916.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118019/916.gif)
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
sin
![клапан устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды, патент № 2118801](/images/patents/353/2118053/945.gif)
Такой затвор легко изготавливается на токарном станке с программным управлением. Расчеты и практика показали, что погрешность нелинейности устройства измерения и регулирования температуры окружающей среды при этом составляет 0,7% в отличие от 5% в случае использования конического клапана. Технико-экономическая эффективность в сравнении с прототипом будет получена за счет высокой точности измерения и регулирования температуры окружающей среды и сведения до минимума возможности возникновения аварийной ситуации на объекте поддержания заданного значения температуры.
Класс G01K5/04 элементы конструкции
Класс G05D23/02 с помощью термочувствительных элементов, расширяющихся и сжимающихся при изменении температуры
Класс F16K1/38 конической формы