СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОЗДУШНЫХ ГОМОГЕННЫХ ПОТОКОВ
METHOD FOR REGULATION OF GAS-AIR HOMOGENOUS FLOWS

Изобретение относится к автоматическим устройствам для поддержания постоянного расхода текучих газовоздушных сред при различных перепадах давления и может быть использовано в различных областях: машиностроительной, газовой, химической, медицинской и других отраслях промышленности.
Общей проблемой такого регулирования является создание системы с одной стороны простой и дешевой, а с другой, обладающей высокими точностными характеристиками.
Известны а/с СССР №№1267370, 1707100 и патенты, выполняющие функции регулирования заданной величины потока, см. патенты РФ №2470342, №2307385, №2498387, №2409828 и №2508568. Общим недостатком этих патентов является их большая сложность следовательно высокая стоимость изготовления и установки при довольно большой погрешности регулирования.
Также известен «Способ управления и управляющая система для клапана регулирования расхода», см. патент РФ №2442207, являющийся наиболее близким техническим решением, но не прототипом.
Заявитель и автор утверждает, что способ, предложенный в заявляемом техническом решении, в известных источниках не обнаружен.
Технической задачей способа является упрощение алгоритма регулирования и конфигурации регулятора.
Технический результат достигается за счет использования части входного потока как элемента регулирования. Использование разницы между входным и выходным расходом применяется как регулирующее воздействие.
Для решения поставленной задачи предлагается:
Формула изобретения
1. Способ регулирования расходов газовоздушных гомогенных потоков, основанный на использовании части потока для направления его навстречу исходному потоку, характеризующийся тем, что непрерывно измеряют перепад расхода потока на входе и на выходе и, зная заданное значение расхода на выходе, этот перепад используют как регулирующее значение для управления величиной встречного потока до номинального заданного параметра выходного потока.
2. Устройство включающее: первый и второй датчики расхода, микро-контроллер-МК, пульт управления, турбинку с двигателем со следующими соединениями: выход первого датчика расхода соединен с первым входом МК, выход второго датчика расхода со вторым входом МК, с третьим входом которого соединен выход пульта управления, выход МК соединен с двигателем турбинки, конструктив устройства обеспечивает возможность регулирования скорости выходного потока за счет изменения встречного потока.
На чертеже изображена структурная электрическая схема устройства по данному способу, на которой показано:
1. Входной поток
2. Выходной поток
3. Встречный поток
4. первый датчик расхода (входного потока)
5. второй датчик расхода (выходного потока)
6. микроконтроллер МК
7. пульт управления и индикации (задача расхода на выходе)
8. турбинка с двигателем (питание двигателя условно не показано)
9. трубопровод
Схема имеет следующие соединения: выход первого датчика (входного потока) соединен с с первым входом МК-6, выход второго датчика (выходного потока) соединен со вторым входом МК-6, с третьим входом которого соединен пульт управления 7, выход МК-6 соединен с турбинкой-8, и ее встречный поток-3 направлен навстречу входному потоку-1, выходной поток-2 является выходом устройства. Питание устройства условно не показано. Узлы устройства могут быть выполнены на следующих элементах
• Датчик расхода
• Микроконтроллер
• Двигатель с вентилятором в сборе для строительного фена ИНТЕРСКОЛ ФЭ-2000ЭД (https://zip4tools.ru/catalog/zapchasti-electroinstrument/feny-teplovye-pushki/interskol/fe-2000ed/dvigatel-s-ventilyatorom-v-sbore/)
• Пульт управления
Устройство по данному способу работает следующим образом.
Перед началом работы с пульта управления 7 МК 6 вводится норматив скорости потока V2 (расход газа в пересчете). После чего включается все устройство. Измеряется скорость входного потока V1 датчиком 4 и скорость выходного пока V2. В МК 6, где вычисляется их разность V1-V2=ΔV, которая с его выхода управляющим сигналом поступает на турбинку 8, задавая ей нужную угловую скорость вращения, тем самым задавая скорость противопотока V3. В результате регулируется скорость выходного потока V2, удерживая его в заданном номинале скорости (расхода). При этом выполняется условие V1-V2=V3, учитывая, что V2=Const. По существу имеем сложную систему, отрабатывая непрерывно заданное значение V2 при изменении V1, или по каким либо причинам изменение V2 (утечка в системе, увеличение или уменьшение входного импеданса потребителя, из-за изменения параметров окружающей атмосферы и т.д.). Разность избыточного давления, получаемая из разности скоростей ΔV=V1-V2, стравливается в окружающую среду через специальное отверстие, расположенное возле турбинки (на чертеже условно не показано).
Данный способ (устройство для его осуществления) при применении приведенных узлов по расчетам и при проверке на опытных образцах обладает высокими эксплуатационными характеристиками, а именно:
• Погрешность выдерживания скорости потока ≤1,0%
• Поток газа до 200 лит/мин
• Время отклика ≤6 мсек
• Диапазон рабочих температур от -10 С° до +85 С°
• Потребляемая мощность 60 Вт
• Вес - не более 2 кг
• Питание 10 В постоянного тока (может питаться от батарей)
• Минимальное падение потока, давления газа - до ноля
Таким образом, предлагаемое изобретение полностью соответствует основному экономическому постулату «стоимость - эффективность».