Регулятор давления
Изобретение относится к пневматическим системам, служащим для дистанционного перекрытия магистралей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного и отсечного клапанов, а также повышение точности и надежности регулятора . Регулятор содержит заключенные в корпусе с патрубками основной и вспомогательный чувствительные элементы, кинематически соединенные между собой и с запорно-регулирующим органом двуплечим рычагом. Запорно-регулирующий орган выполнен в виде подпружиненного клапана, жестко закрепленного на свободном конце рычага. Вспомогательный чувствительный элемент содержит клапан сброса. Все патрубки соединены между собой и с чувствительными элементами каналами с установленными в них запорными элементами . 4 ил. со с
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (с ,:00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (21) 4764539/24 (22) 09,11,89 (46) 07.10.92. Бюл. Иг 37 (71) Конструкторское бюро общего машиностроения (72) Э.В.Богачев, В,И.Колыванский, А,М.Павливкер и Ю,К.Чечулин (56) Аграновский М,М. и др, Силовые пневмоавтоматические системы. M.: 1965, с, 35, рис, 22. Гуревич Д,Ф, и др. Справочник по арматуре для газо- и нефтепроводов. Л., 1988, с. 282-283, рис. 6,8. (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к пневматическим системам, служащим для дистанционного перекрытия магистралей. Цель изобретения — расширение функциональИзобретение относится к пневматическим системам, а именно к устройствам, предназначенным для автоматического перекрытия подачи рабочей среды, для регулирования давления и расхода, а также для предотвращения превышения давления в магистралях сверхдопустимого. Известен целый ряд элементов автоматического регулирования пневмосистем: регуляторы (редукторы) давления, предохранительные клапаны, дроссели, отсечные клапаны, пневмоклапаны и т.п., например, пневматическая арматура по кн. М.М.Аграновского и др. Силовые пневмоавтоматические системы, M., 1965, рис, 22, с. 35 (газовый редуктор), рис. 36, с. 63 (предохранительный клапан) и рис. 83, с. 156(пневмоклапан). Газовый редуктор состоит из расположенных в корпусе с патрубками чув.. Ж 1767481 А1 ных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного и отсечного клапанов, а также повышение точности и надежности регулятора, Регулятор содержит заключенные в корпусе с патрубками основной и вспомогательный чувствительные элементы, кинематически соединенные между собой и с запорно-регулирующим органом двуплечим рычагом. Запорно-регулирующий орган выполнен в виде подпружиненного клапана, жестко закрепленного на свободном конце рычага. Вспомогательный чувствительный элемент содержит клапан сброса, Все патрубки соединены между собой и с чувствительными элементами каналами с установленными в них запорнь ми элементами, 4 ил, ствительного элемента, подпружиненного запорно-регулирующего органа и каналов. Предохранительный клапан состоит из расположенных в корпусе с патрубками чувствительного элемента и запорно-регулирующего органа. Пневмоклапан состоит из расположенного в корпусе с патрубками подпружиненного запорнорегулирующего органа, К общим недостаткам приведенныханалогов относится невозможность использования одних и тех же по конструкции устройств в качестве различных по назначению элементов пневмоавтоматики: регулятор (редуктор) давления, предохранительный, отсечной, пневмоклапаны и т,п. Известен также принятый за прототип регулятор давления по кн. Д.Ф.Гуревича и 1767481 30 40 регулятора 50 55 др, Справочник по арматуре для газо- и нефтепроводов, Л., 1988, рис, 6,8, с. 282 и 283, состоящий из расположенных в корпусе с входным, выходным, управляющим патрубками и патрубком сброса чувствительных элементом в виде основной (большой) и малой мембран, сбросного клапана, регулировочного винта, запорно-регулирующего органа, связанного с основной мембраной рычажной системой, и каналов. Недостатками прототипа являются невозможность его использования в качестве предохранительного клапана, пневмоклапана и т.д., относительная низкая надежность в работе и точность выдаваемого рабочего продукта потребителю, а также ограниченный по давлению диапазон работы из-за использования в качестве чувствительных элементов мембран, отсутствия связи запорно-регулирующего органа с чувствительными элементами, а их — между собой, отсутствие единой проточной камеры для сообщения входного, выходного патрубков с чувствительными элементами и запорно-регулирующим "органом. Общими недостатками аналогов и прототипов являются большое разнообразие по конструкции устройств, габаритам, присоединительным размерам, установочным размерам, Указанные недостатки затрудняют проведение унификации систем, приво"дит к усложнению конструкции систем, агрегатов, их изготовления, монтажа и экс плуатации, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного, отсечного клапанов, а также повышения точности и надежности На фиг. 1 изображен регулятор давления в закрытом положении; на фиг. 2 — то . же, в открытом положении; на фиг. 3 — разрез А-А на фиг, 1; на фиг. 4 — разрез Б-Б на ,фиг. 2. Регулятор содержит корпус 1 с входным 2, выходным 3 и управляющим 4 каналами, в котором установлены запорно-регулирующий орган 5, основной 6 и вспомогательный 7 чувствительные элементы и клапан сброса 8, Основной 6 и вспомогательный 7 чувствительные элементы выполнены в виде основного и вспомогательного поршней, оси которых а и б параллельны друг другу, а сами поршни связаны между собой двуплечим рычагом 9, ось 10 которого расположена между поршнями 6 и 7. На одном из плеч рычага 9 закреплен запорно-регулирующий орган 5 с возможностью разобщения входного 2 и выходного 3 каналов. Вспомогательный поршень 7 упруго связан с клапаном сброса 8 посредством пружины 11. Управляющие полости 12 и 13 поршней соединены с входным 2, выходным 3 и управляющим 4 каналами проточками 14 — 19 через запорные органы 20 — 22. Основной поршень 6 подпружинен регулировочной пружиной 23. Каждый из поршней 6 и 7 снабжен уплотнительными кольцами 24, а основной поршень 6 — также регулировочным винтом 25, являющимся задатчиком давления. В корпусе 1 со стороны клапана сброса 8 выполнен жиклер 26. Регулятор давления работает следующим образом. I, В режиме регулятора давления (расхода), дросселя, отсечного клапана (регулятора с управлением выходным давлением). В исходном положении запорные органы 20 и 22 закрыты, а запорный орган 21 открыт, основной поршень 6 отжат регулировочной пружиной 23 в крайнее нижнее положение (настройка осуществляется регулировочным винтом 25), а вспомогательный поршень 7 — в крайнее верхнее положение (усилие пружины 23 больше усилия пружины 11). При этом двуплечий рычаг 9 с закрепленным на его свободном конце запорнорегулирующим органом 5 занимает положение, когда выходное отверстие запорно-регулирующего органа 5 открыто, а жиклер 26 закрыт клапаном сброса 8, При подаче во входной канал 2 рабочей среды высокого давления она через отверстие запорно-регулирующего органа 5 и выходной канал 3 поступает к потребителю. Одновременно рабочая среда через проточку 15, открытый зэпорный орган 21 и проточки 17 — 19, поступает в полости 12 и 13 поршней 6 и 7, При этом давление рабочей среды воздействует на поршни 6 и 7 и, преодолевая сопротивление пружины 23, перемещает их соответственно вверх и вниз, поворачивая двуплечий рычаг 9 с расположенным на его свободном конце запорнорегулирующим органом 5 по часовой стрелке вокруг оси 10, частично прикрывает отверстие запорно-регулирующего органа 5. До определенной величины давления рабочей среды в полостях 12 и 13 поршней 6 и 7 отверстие жиклера 26 перекрыто клапаном сброса 8, при этом вспомогательный поршень 7 работает как усилитель (компенсирует действие сил трения трущихся пар). По достижении определенной величины давления рабочей среды зазор Л(зазор между буртом клапана сброса 8 и заплечиками дополнительного поршня) становится равным нулю. клапан сброса 8 открывается от седла отверстия жиклера 26 и небольшая l767481 часть рабочей среды сбрасывается (дренируется) в атмосферу, При заданном давлении настройки регулятора усилие от действия рабочей среды на основной поршень 6 уравновешивает усилие регулировочной пружины 23. Наступает положение равновесия действующих сил. При этом в зависимости от режима работы потребителя (в расходном или безрасходном) запорно-регулирующий орган 5 перекрывает соответственно отверстие частично или полностью. Жиклер 26 дает возможность поддерживать с достаточно высокой точностью давление в потребителе при его работе в безрэсходном режиме, например, при зарядке емкости до определенного давления, компенсируя допускаемую негерметичность по запорному органу. При падении давления или расхода рабочей среды в потребителе падает давление и в полостях 12 и 13 поршней 6 и 7 равновесие действующих сил нарушается и регулировочная пружина 23 перемещает основной поршень 6 вниз, а вспомогательный поршень 7 вверх, при этом рычаг 9 с расположенным на свободном конце запорно-регулирующим органом 5 поворачивается против часовой стрелки, увеличивая щель в отверстии запорно-регулирующего органа 5 и восстанавливая давление (расход) рабочей среды на выходе из регулятора до заданного. Таким образом постоянно поддерживается заданный режим работы регулятора давления (расхода) рабочей среды, автоматического дросселя или отсечного клапана. И. В режиме работы предохранительного клапана или дозэтора (регулятора давления рабочей среды с управлением входным давлением). В исходном положении запорные органы 21 и 22 закрыты, запорный орган 20 открыт, поршни 6 и 7 находятся в том же положении, что и в предыдущем режиме работы регулятора (регулятора с управлением выходным давлением рабочей среды), только отверстие запорно-регулирующего органа 5 полностью перекрыто). В режиме работы предохранительного клапана входной канал 2 связан с потребителем, выходной — с дренажной магистралью (не показана), При подаче во входной канал 2 рабочей среды с рабочим давлением она воздействует на запорно-регулирующий орган 5 и обеспечивает заданную герметичность уплотнения, Одновременно рабочая среда поступает через проточку 14, запорный орган 20, проточки 16, 19, 17, 18 в полости 12 и 13 поршней 6 и 7. При рабочем давлении в сети потребителя усилие от действия этого давления уравновешивается регулировочной пружиной 23, но отверстие жиклера 26 и выходное отверстие запорнорегулирующего органа закрыты. При повышении рабочего давления в сети потребителя сверхдопустимого равновесие сил нарушается и поршни 6 и 7 начинают перемещаться (аналогично предыдущему режиму работы), сжимая пружину 23, при этом зазор Л уменьшается до нуля и клапан сброса 8 отрывается от седла отверстия жиклера 26 и избыточное давление сбрасывается через жиклер в атмосферу. При дальнейшем увеличении давления рабочей среды поршни 6 и 7 поворачивают рычаг 9 с расположенным на его конце запорно-регулировочным органом 5 по часовой стрелке и открывает выходное отверстие — избыточное давление через выходной канал 3 в дренажную магистраль (в атмосферу), При снижении давления в ети потребителя до рабочего регулировочная пружина 23 перемещает чувствительные элементы (nopmHM) 6 и ". назад, прМ 3TQM зэпорно-регулировочный орган, 5, закрепленный на свободном конце двуплечего рычага 9, поворачивается против часовой стрелки, закрывая последовательно выходное отверстие 0 „ запорно-регулирующего органа 5 и отвеостие жиклера 26 (клапаном сброса 8). В режиме работы дозатора входной кана. . 2 связан с источником высокого давления (не показан), а выходной канал 3 — с потребителем, например, с емкостью (не показана), При подаче во входной канал 2 рабочей среды с давлением выше давленйя настройки регулятора дальнейшая его работа происходит аналогично работе в режиме пр едокран ительного клапана, с той лишь 40 разницей, что при открытии запорно-регу— -лирующего органа 5 рабочая среда из выходного канала 3 попадает к потребителю, а не в дренажную магистраль. При этом сни45 жается давление во входном канале 2 до величины, равной давлению настройки регулятора (дозатора), запорно-регулирую щий орган 5 и жиклер 26 закрываются— потребитель получил заданную дозу рабочей среды, ill. В режиме работы пневмоклапана. В исходном положении запорные органы 20 и 21 закрыты, а запорный орган 22 открыт, эапорно-регулирующий орган 5 закрыт, регулировочная пружина 23 нагруже55 на незначительно и работает только как возвратная пружина, входной канал 2 свя- зан с источником давления, выходной канал 3 — с потребителем, управляющий канал 4 связан с источником управляющего давления посредством проточки 18 и запорного 1767481 71 а 2 б 12 18 2 органа 22. В качестве запорного, органа может быть использован, например, малорасходный электропневмоклапан с дренажом. При подаче рабочей среды во входной канал 2 она закрывает запорно-регулирующий ор- 5 ган 5. При необходимости подачи рабочей среды потребителю включением электропневмоклапана подается управляющее давление в управляющий канал 4 и через 10 проточки 18, 17, 16, 19 в полости 12 и 13 поршней 6 и 7. Последние перемещаются аналогично вышеописанным режимам работы регулятора и, поворачивая двуплечий рычаг 9 по часовой стрелке, открывают за- 15 порно-регулирующий орган 5, который перемещается и обеспечивает поступление рабочей среды к потребителю. При снятии управляющего давления регулировочная пружина 23 возвращает по- 20 движные части назад и запорно-регулирующий орган закрывается. Таким образом, предложенный регулятор давления обеспечивает высокую точность и надежность работы в качестве 25 регулятора давления и расхода, предохранительного, отсечного и пневмоклапанов. Это повышает его эксплуатационные характеристики, снижает ст оимость систем, в которых данный регулятор может быть использован, Формула изобретения Регулятор давления, содержащий корпус с входным, выходным и управляющим каналами, в котором установлены запорнорегулирующий орган, основной и вспомогательный чувствительные элементы и клапан сброса, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения функций регулятора расхода, предохранительного и отсечного клапанов, а также повышения точности и надежности регулятора, основной и вспомогательный чувствительные элементы выполнены в виде установленных в корпусе основного и вспомогательного поршней, оси которых взаимно параллельны, и связанных между собой двуплечим рычагом, ось которого расположена между поршнями, а на одном из плеч рычага закреплен запорно-регулирующий орган с возможностью разобщения входного и выходного каналов, вспомогательный поршень упруго связан с клапаном сброса, при этом управляющие полости поршней соединены с входным, выходным и управляющим каналами через запорные органы, 1767481 gã ур йиг 4 Составитель А, Павливкер Техред M,Ìîðãåíòàë КоРРектоР М, Петрова Редактор Заказ 3548 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
