Регулятор перепада давлений

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах подачи затворной среды в концевых уплотнениях центробежных компрессоров и насосов, в которых не допускается утечка уплотняемой среды. Цель изобретения - упрощение , повышение надежности и точности регулятора. Регулятор содержит корпус, в расточках которого по скользящей посадке установлен чувствительный элемент, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного перегородками, в центральных окнах которых установлен золотник, прикрепленный с определенной жесткостью упругим элементом к корпусу, причем жесткость крепления может регулироваться натяжным устройством. Внутренняя поверхность чувствительного , . 3w (Л tssvJ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПжЛИН

С 05 В 16/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭ06РЕТЕНИЯМ И OTHPblTHAM

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4718733/24 (22) 23.05 89 (46) 15.08.92. Бюл. и 30 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения и Опытно-конструкторское бюро "Теплоавтомат" Харьковского научно-производственного объединения "Теплоавтомат" (72) К.В.Киселев, Е.П.Протопопов, .В.P.Èøèê и Г.А.Бондаренко (56) Вышегородцев У.С, и др. Система уплотнений центробежных нагнетателей типа 280. ВНИИЭГазпром, .

1967, с. 45 - 47, рис. 16б.

Заринский О.Н. Регуляторы давления прямого действия. ЦИНТИМ, 19b1, М., с. 51 °

Авторское свидетельство СССР

4 855625, кл. G 05 D 1b/10, 1976 (прототип).

ДЦ„„1755260 А1

? (54) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕПАДА ДАВЛЕНИЙ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах подачи затворной среды s концевых уплотнениях центробежных компрессоров и насосов, в которых не допускается утечка уплотняемой среды. Цель изобретения - упрощение, повышение надежности и точности регулятора. Регулятор содержит корпус, в расточках которого по скользящей посадке установлен чувствительный элемент, выполненный в виде полого цилиндра, снабженного перегородками, в центральных окнах которых установлен золотник, прикрепленный с определенной жесткостью упругим элементом к корпусу, причем жесткость крепления может регулироваться натяжным устройством. Внут- ренняя поверхность чувствительного

3 1 элемента, перегородки и золотник образуют камеры регулируемого и задающего давлений, а также сливную и демпфирующую камеры. Демпфирующая камера соединена дроссельным

755260 отверстием с камерой регулируемого давления. От вращения золотник и чувствительный элемент удерживается: штифтами. Перепад давления задается: пружиной. 1 ил.

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в системах подачй затворной среды

I в концевых уплотнениях центробежных компрессоров и насосов, в которых не допускается утечка уплот" няемой среды.

Известны регуляторы давления прямого действия с мембранным приводом клапана, перекрывающего проходное сечение маслопровода, в котором требуется поддерживать заданное давление. В таких регуляторах управляющий орган выполнен в виде мембраны, жестко связанный с регулирующим элементом (клапаном или золотником), частично или полностью перекрывающим канал между камерой регулируемого давления и сливной камерой. Камера регулируемого перепада обычно расположена под мембраной, а над нею выполняется камера управляющего давления, в которую подается жидкость, или паз с заданным давлением. В зависимости от величины этого давления и регу лируемого давления под мембраной, последняя перегибается в ту или другую сторону, приводя в движение регулирующий элемент, который увеличивает или уменьшает вплоть до

О переходное сечение канала из камеры регулируемого давления в сливную камеру, приводя таким образом регулируемое давление в соответствие с управляющим давлением, Недостатками таких регуляторов являются узкий диапазон регулирования, обусловленный малым ходом мембраны, а следовательно, регулирующего элемента, динамическая неустойчивость последнего, вызываемая резкими изменениями проходного сечения сливного канала при незначительных перемещениях элемента, а также неспособность регуляторов обеспечить определенную, заранее заданную разницу (перепад) между упра вляющим и регулируемым давлениями, необходимость в чем возникает при запирании жидкостью щелевых концевых уплотнений валов центробежных компрессоров и насосов.

Наиболее близким по технической

20 сущности и достигаемвму результату является поршневой регулятор перепада давлений, предназначенный для поддержания заданного перепада давлений жидкости над пазом в системах концевых уплотнений валов центробежных компрессоров. Указанный регулятор содержит чувствительный элемент в виде поршня, выполненного за одно целое с регулирующим элементом, „ установленным с возможностью осево30 го перемещения в расточках буксы, причем последняя жестко закреплена в корпусе. Полость над поршнем находится под давлением газа в маслосборной камере, расположенной

З5 перед узлом уплотнения, и является камерой управляющего давления. Задатчиком перепада давлений является пружина растяжения, начальное натяжение которой устанавливается пред40 варительно. Таким образом, íà flop шень сверху действует управляющее давление, а снизу регулируемое,авление линии высокого давления системы уплотнения минус сила натяже4 ния пружины, которая и определяет требуемый перепад регулируемого давления над управляющим.

Недостатками известного регулятора перепада давлений являются узкий

50 диапазон регулирования, повышенная статическая неравномерность и динамическая неустойчивость регулирующего элемента при повышенных рабочих давлениях, что в общем on55.. ределяет низкую точность регулирования.

Цель изобретения - упрощение, повышение надежности и точности регулятора.

5 17

Для достижения поставленной цели в регуляторе перепада давлений, содержащем корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде полого поршня, внутри которого расположен чувствительный элемент, а сам поршень образует с корпусом управляющую, регулируемую и сливную полости, полость поршня разделена на входные и выходные камеры перегородками, в которых выполнены седла, а регулирующий элемент выполнен в виде штока с затворами на нем, первый торец штока установлен в демпфирующей камере, выполнен- ной в поршне, а второй торец штока выведен из поршня и закреплен к корпусу посредством упругого элемента с возможностью радиального перемещения, причем между поршнем и корпусом, штоком и поршнем установлены фиксаторы от относительного поворота, а входные и выходные камеры соединены соответственно с регулируемой и сливной полостями. !

На чертеже изображен регулятор перепада давлений.

Регулятор состоит из корпуса 1, в котором по скользящей посадке установлен чувствительный элемент

2, выполненный в виде полого поршня,: снабженного радиальными перегородками 3, имеющими седла 4, в которых установлен регулирующий элемент 5, выполненный в виде штока с затворами Ь на нем, причем регулирующий элемент 5 прикреплен упругим элементом 7 к корпусу 1, а крепление выполнено таким образом, что регулирующий элемент 5 имеет возможность свободно перемещаться только в радиальном направлении.

Расточки чувствительного элемента

2 и регулирующий элемент 5 образуют входные 8 и 9. и выходную .10 камеры, отделенные друг от друга перегородками 3. Демпфирующая камера 11, образованная торцом регулирующего элемента 5 и проточкой чувствительного элемента 2, соединена дроссельным каналом 12 с входной камерой 9. Регулирующий элемент

5 удерживается от вращения относи- . тельно чувствительного элемента 2, а последний относительно корпуса 1 с помощью штифтов 13. Перепад давле55260 6 йий задаетс.я пружиной 14. Камеры входная 8, 9 и выходная 10 соединены соответственно с регулируемой 15 и слиВной 16 полостями.

Камера 17 управляющего давления образуется крышкой 18 корпуса 1 и чувствительным элементом 2.

Регулятор работает следующим

10 образом.

Под действием пружины l4 чувствительный элемент 2 смещается в свое крайнее положение, при котором он упирается в корпус 1, а седла 4 пе- .

15 рекрываются перегородками Ь регулирующего элемента 5.

В регулируемую полость 15, а из нее в входные камеры 8 и 9 подает20 ся жидкость под давлением через

1 зазор между перегородками 6 регулирующего элемента 5 и седлами 4 перегородок 3 чувствительного элемента

2 в выходную камеру 10. Из послед25 ней в сливную полость 16 начинается течение жидкости с минимальным расходом. Одновременно жидкость из камеры 9 по каналу 12 поступает в демпфирующую камеру 11.

По мере роста давления жидкости

30 в камерах 8 входной и соединенной

I с ней демпфирующей камере 1ll сила воздействия жидкости на чувствительный элемент 2 повышается и . при достижении регулируемым давле35 нием некоторого значения P превыP сит силу давления Р в камере 9, силу прижатия пружийы 14 и начнет смещать элемент 2 от его крайнего положения, приоткрывая седла 4.

При этом регулирующий элемент 5 за счет свободы в радиальном направлении концентрично установится в седлах 4 элемента 2, что исключает его перекосы, а следовательно; заедания. При этом регулирующий элемент с помощью упругого элемента 14 и натяжного устройства 7 прижат с определенным усилием к корпусу 1.

По мере смещения элемента 2 расход жидкости через седла 4 из камер

8 в выходную камеру 10 увеличится, а рост давления соответственно замедлится, пока не наступит равновесное состояние, при котоРом Регулируемое давление жидкости в камерах

8 и 11 будет уравновешено давлением в камере 9 и силой сжатия пружины

14, т.е. давление Рр будет больше

1755260 устойчивости регулятора при высоких рабочих давлениях-.

8ыполнение чувствительного эле5. мента в виде полого поршня с расточками, которые образуют совместно с регулирующим элементом входную и выходную камеры, способствует более полному использованию динамического напора потока рабочей среды, так как, в основном, изменение направления потока происходит именно в этих камерах и его реакции воздействуют на стенки полого цилиндра. Симметричное выполнение входной относительно выходной камер способствует их взаимной компенсации.

Таким образом, по сравнению с прототипом в предлагаемом регуляторе значительно расширена область применения, повышена надежность и точность регулирования.

Составитель

Техред М.Моргентал Корректор О.Густи

Редактор И.Касарда

Ф ° Ъ ° ° е

Заказ 2893 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 давления Р на определенную вели чину, соответствующую усилию сжатия пружины. Если регулируемое давление

Pð начнет расти, жидкость отожмет элемент 2 вверх, увеличив проходное сечение седел 4. При этом расход жидкости в выходную камеру 10 увеличится и рост давления Р прекра"

Р тится, Если регулируемое давление Р начнет падать, элемент 2 переместится, уменьшив проходное сечение седел, что вызовет уменьшение расхода жидкости в выходную камеру 10 и как следствие прекращение падения регулируемого давления РР

Симметричное выполнение элемента

5 позволяет уравновесить действующие на него гидравлические силы потока жидкости и как следствие значительно улучшить статические характеристики регулятора за счет уменьшения его статической неравно- . мерности.

Динамическая устойчивость регулятора при перемещениях чувствительного элемента обеспечивается с помощью гидравлического демпфера за счет перетока жидкости из демпфирующей камеры 11 в входную камеру

8 через канал 12. При этом гидравлическое сопротивление канала 12 зависит от скорости перетекания. жидкости через него, а следовательно, скорости перемещения элемента 2 в любую сторону, предупреждая ее колебания и повышая тем самым точность регулирования °

Кроме того, выполнение чувствительного элемента в виде цилиндра позволяет по сравнению с прототипом увеличить его осевые перемещения, чем совместно со специальным профи" лированием расходных отверстий и дроссельных кромок регулирующего элемента обеспечивается малая интенсивность нарастания расхода на единицу хода полого поршня. Это способствует повышению динамической

Формула изобретения

Регулятор перепада давлений, содержащий корпус с установленным в нем чувствительным элементом, выполненным в виде поршня, образующего с корпусом управляющую, регулируемую и сливную полости, регулирующий элемент, расположенный в полости поршня, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и точности регулятора, полость поршня разделена на входные и выходные камеры перегородками, в которых выполнены седла, регулирующий элемент выполнен в виде штока с затворами на нем, первый торец штока установлен в демпфирующей камере, выполненной в поршне, второй торец выведен из поршня и закреплен к корпусу посредством упругого элемента с возможностью радиального перемещения, причем между поршнем и корпусом и штоком и поршнем установлены фиксаторы от относительного поворота, входные камеры соединены с регулируемой полостью, а выходныесо сливной полостью.