патент
№ RU 2650721
МПК G01L27/02

Способ задания давления в контролируемом объеме и установка для его осуществления

Авторы:
Крюков Александр Вячеславович Окладников Виталий Михайлович KRYUKOV ALEKSANDR VYACHESLAVOVICH
Все (6)
Номер заявки
2017106914
Дата подачи заявки
02.03.2017
Опубликовано
17.04.2018
Страна
RU
Дата приоритета
21.02.2024
Номер приоритета
Страна приоритета
Как управлять
интеллектуальной собственностью
Иллюстрации 
1
Реферат

Изобретения относятся к области прикладной метрологии и могут быть использованы при создании приборов для точного воспроизведения, измерения давления и разрежения, для автоматизации процедур калибровки, поверки и точного поддержания давления в небольшой емкости. Заявленная группа изобретений включает способ задания давления в контролируемом объеме и установку для задания давления в контролируемом объеме. Причем способ задания давления в контролируемом объеме состоит в том, что во вспомогательном ресивере задается и регулируется предварительное давление, близкое к заданному, в зависимости от давления в основном ресивере, соединенном с контролируемым внешним объемом, предварительное давление устанавливается выше или ниже заданного, величина и знак отклонения определяется величиной и знаком отклонения давления от заданного в контролируемом объеме, причем давление в контролируемом объеме поддерживается постоянным путем подачи из вспомогательного ресивера или сброса в него газа через два параллельно соединенных клапана с большой и малой пропускной способностью, при этом малая поддерживаемая разность давлений в двух ресиверах и малая пропускная способность одного из клапанов обеспечивают плавность изменения и высокую точность поддержания давления в контролируемом объеме. Техническим результатом является усовершенствование способа и конструкции для реализации задания давления и разрежения, повышение надежности и ресурса работы средств задания давления-разрежения при сохранении высокой точности регулирования. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Формула изобретения

1. Способ задания давления в контролируемом объеме состоит в том, что во вспомогательном ресивере задается и регулируется предварительное давление, близкое к заданному, в зависимости от давления в основном ресивере, соединенном с контролируемым внешним объемом, предварительное давление устанавливается выше или ниже заданного, величина и знак отклонения определяется величиной и знаком отклонения давления от заданного в контролируемом объеме, причем давление в контролируемом объеме поддерживается постоянным путем подачи из вспомогательного ресивера или сброса в него газа через два параллельно соединенных клапана с большой и малой пропускной способностью, при этом малая поддерживаемая разность давлений в двух ресиверах и малая пропускная способность одного из клапанов обеспечивают плавность изменения и высокую точность поддержания давления в контролируемом объеме.
2. Установка для задания давления в контролируемом объеме включает в себя вспомогательный ресивер с датчиком давления, основной ресивер с датчиком давления, подключенный к контролируемому объему, и систему регулирования, управляющую системой клапанов, отличающаяся тем, что клапаны подключены попарно и параллельно, при этом в каждой паре один из клапанов последовательно соединен с дросселем и имеет малую пропускную способность.

Описание

Изобретения относятся к области прикладной метрологии и могут быть использованы при создании приборов для точного воспроизведения, измерения давления и разрежения, для автоматизации процедур калибровки, поверки и точного поддержания давления в небольшой емкости.

Известны способ и устройство аналогичного назначения /US 5142483, кл. G05D 16/00, G06F 15/20, 1990/, в которых изменение давления в контролируемом объеме осуществляется с помощью «быстрого» и «медленного» входных и «быстрого» и «медленного» выходных клапанов. Недостатком данного способа является неэкономичность вследствие постоянного расхода газа при регулировании и относительно невысокая точность регулирования.

Известны способ и установка для задания давления /RU 2319126, кл. G01L 27/02, G05D 16/00, 2006/. Данный способ принят за прототип.

В известном способе одновременно: «грубо» задается и контролируется давление в схеме регулирования и «точно» - в рабочей емкости, соединенной с контролируемым объемом. «Прецизионное» регулирование производится путем прямой и обратной подачи необходимого, вычисляемого на основе измерений давлений, количества газа через трубопроводную магистраль, связывающую схему регулирования и контролируемый объем. Для уменьшения минимальной порции газа его всегда пропускают последовательно через два клапана и открывают их с перекрытием во времени.

Известная установка содержит схему регулирования, включающую трубопроводную магистраль, группы входных и перепускных клапанов и предварительную емкость, а также рабочую емкость, систему управления и датчики давления. При этом входная группа клапанов состоит из трех соединенных звездой клапанов, а группа перепускных состоит из двух последовательно соединенных клапанов.

Известные средства позволяют регулировать задаваемое давление с определенной точностью и экономичностью.

К недостаткам способа и установки надо отнести то, что при переходе от регулирования давления-разрежения к регулированию избыточного давления необходимо отсоединять вакуумный насос или производить сброс избыточного давления непосредственно в него, что недопустимо при высоких давлениях. Также недостатком является частое переключение последовательно соединенных перепускных клапанов при регулировании давления, что может повлиять на надежность и долговечность их работы.

Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является усовершенствование способа и конструкции для реализации задания давления и разрежения, повышение надежности и ресурса работы средств задания давления-разрежения при сохранении высокой точности регулирования.

Данный технический результат достигается за счёт того, что способ задания давления состоит в том, что во вспомогательном ресивере задается и регулируется предварительное давление (разрежение), близкое к заданному. Изменение давление во вспомогательном ресивере осуществляется с помощью группы входных клапанов, подключенных через три пневмопорта к источникам высокого давления, низкого давления и к атмосфере. В зависимости от давления в основном ресивере, соединенном с контролируемым внешним объемом, предварительное давление устанавливается выше или ниже заданного. Величина и знак отклонения определяются величиной и знаком отклонения давления от заданного в контролируемом объеме. Давление в контролируемом объеме поддерживается постоянным путем подачи из вспомогательного ресивера или сброса в него газа через два параллельно соединенных клапана с большой и малой пропускной способностью. В такой схеме для получения малой порции газа время открывания клапана не обязательно должно быть минимальным, а частота открывания во время регулирования может быть небольшой. Малая поддерживаемая разность давлений в двух ресиверах и малая пропускная способность одного из клапанов обеспечивают плавность изменения и высокую точность поддержания давления в контролируемом объеме.

Установка для задания давления включает в себя вспомогательный ресивер с датчиком давления, подключенные через три пневмопорта к источникам высокого давления, низкого давления и к атмосфере, основной ресивер с датчиком давления, подключенный к контролируемому объему, и систему регулирования, управляющую системой клапанов и отличающуюся тем, что клапаны подключены попарно и параллельно. В каждой паре один из клапанов последовательно соединен с дросселем и имеет малую пропускную способность.

Изобретение поясняется чертежом, представленным на Фиг. 1.

Установка для задания давления имеет три входных канала: для задания избыточного давления, для задания разрежения и для сброса давления в атмосферу. Канал избыточного давления состоит из регулятора давления 1, понижающего входное давление, поступающего на пневмопорт 2, до нужного значения и двух параллельно соединенных клапанов 3 и 4. Клапан 3 непосредственно соединен со вспомогательным ресивером 5, а клапан 4 - через дроссель 6. Канал разрежения состоит из одного клапана 7, подключенного к пневмопорту 8 и ресиверу 5. Канал сброса давления состоит из двух параллельно соединенных клапанов 9 и 10. Клапан 9 непосредственно сообщается с атмосферой, а клапан 10 - через дроссель 11. Давление в ресивере 5 измеряется датчиком давления 12. Вспомогательный ресивер 5 подключен к основному ресиверу 13 через параллельно соединенные клапаны 14 и 15. Клапан 14 - непосредственно, клапан 15 - через дроссель 16. Давление в ресивере 13 измеряется датчиком давления 17. Ресивер 13 через пневмопорт 18 подсоединяется к внешнему контролируемому объему (на схеме не показан). На всех входах и выходах размещены фильтры 19. Система регулирования 20 подключена к клапанам и датчикам давления.

Способ реализуется следующим образом.

Способ задания давления состоит в том, что во вспомогательном ресивере 5 задается и регулируется предварительное давление, близкое к заданному. В зависимости от давления в основном ресивере 13, соединенном с контролируемым внешним объемом (на схеме не показан), предварительное давление устанавливается выше или ниже заданного. Величина и знак отклонения определяются величиной и знаком отклонения давления в контролируемом объеме от заданного. Изменение предварительного давления осуществляется с помощью параллельно соединенных клапанов набора давления 3 и 4, клапанов сброса 9 и 10 и клапана создания разрежения 7. Для больших и быстрых изменений давления открываются клапаны 3, 9, для медленных и небольших изменений - клапаны 4, 10, для изменения разрежения - клапаны 7, 10. Малость изменений достигается последовательным соединением с клапанами дросселей 6 и 11.

Давление в контролируемом объеме поддерживается постоянным путем подачи газа из вспомогательного ресивера или сброса в него газа через два параллельно соединенных клапана с большой 14 и малой 15 пропускной способностью. Для быстрого изменения открывается клапан 14, для точной подстройки давления - клапан 15 с последовательно подключенным дросселем 16. Малая поддерживаемая разность давлений в двух ресиверах и малая пропускная способность обеспечивают плавность изменения и высокую точность поддержания давления в контролируемом объеме при низкой частоте открывания клапанов во время регулирования. Чем достигается поставленный технический результат.

Как компенсировать расходы
на инновационную разработку
Похожие патенты