Регулятор давления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

744492

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт свид-ву— (22) Заявлено 19.10.77 (21) 2535481/18-24 (51) М. Кл.е

G 05 D 11/06 с присоединением заявки №вЂ”

Гасударственный комитет (23) Приоритет—

Опубликовано 30.06.80, Бюллетень ¹ 24 (53) УДК 66.028 (088.8) ло делан изобретений и открытии

Дата опубликования описания 05.07.80 (72) Автор изобретения

Г: С. Асланян (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к регуляторам непрерывного действня и может быть нспользовано в системах автоматического регулнровання производственнымн процессами.

Известны регуляторы расхода непрерывного действия, содержащне регулирующий орган с чувствительным элементом в виде подпружнненного снльфона, надснльфонное пространство которого через дроссели сообщено с реле, с местами отбора давления и с атмосферой f l J

Недостатком этих регуляторов является весьма ограниченный состав газовых сред, подлежащий регулированию, так как в ннх имеется сброс части газа в атмосферуНаиболее блнзкнм по технической сущностт к предлагаемому является регулятор давления, содержащий корпус с входным н выходным каналами н установленным в нем чувствительным элементом, связанным с регулирующим органом н через толкатель н пружину — с чувствительным элементом по- 20 зицнонера, снабженного полостями коматтдного н выходного давлений, а также пневмореле, содержащее камеру входного давле2 ння, чувствительный элемент, соединенный с заслонкой, установленной в сопловой камере двух противоположно расположенных сопел, соединенных соответственно с входным н выходным каналами корпуса (21.

Хотя познцнонеры, установленные на ре гуляторах, увеличивают перестановочное усилие штока регулирующего органа за счет некоторого увеличения давления на привод, однако этн усилия также ограничены.

Поэтому недостатком этих регуляторов яв. ляется ограниченная область нх прнменення, которая определяется большими гндродннамнческнми силами, действующимн на шток регулирующего органа прн больших перепадах давлений н больших размерах условного прохода н седла. Кроме того, конструкция этих регуляторов громоздки нзза больших габаритов пневмопрнвода, что приводит к большому расходу воздуха.

Цель изобретения — расширение области применения регулятора.

Указанная цель достигается тем, что в регуляторе камера входного лавлення пневмореле соединена с полостью выходного давления познцнонера, а сопловая камера через

744492

4.:: . ..а::...

3 переменный "дросселЪ -" — = с полостью чувстви тельного элемента.

1lа чертеже изображена принципиальная схема регулятора. Регулятор давления состоит нз пневматического позиционера 1, регулирующего. органа 2 и пневмореле 3.

Гlозиционер содержит чувствительный двухмембранный элемент 4 с двумя соединенными между собой мембранами с равными эффектИвными площадями. Между мембрайами,элемента 4 размещены соила 5 и 6, взаимодействующие с мембранами, как »© с заслонками. Сопло 5 сообщено с давлением питания, а сопло 6 -- с атмосферой.

Сопла 5 и 6 и мембранный элемент 4 образук т герметичную сопловую камеру позиционера f. Камера над верхней мембраной эле- »$ мента 4 также герметична и является поло- . стью командного давления Р„ (от ручного или автоматического управления). Нижняя мембрана элемента 4 подпруж!гиена одним - концом пружины 7. Другой конец пружины запирается в толкатель позиционера8, которыя проходит через сальнйковое уплотнение 9 и соединен с толкателем 10 регулирукнцего органа, несущим на себе затвор, взаимодействующий с седлом. Уплотнение 9 также может быть сильфонным. Толкатель

10 соедийен с дном чувствительнрго элемента — — сильфона 11. Последний взаимодействует с пружиной 12 и делит регулирующи% орган на две изолированные полости: ниж"" нюю — проточную, где размещается седло

< затвором и полость чувствительного эле мента !3. В качестве чувствительного элемента !1 может быть применен также riop- шень или мембрана.

11невматическое реле 3 состоит из трех связанных штоком 14 чувствительных эле. ментов: мембраны 15, сильфонов 16 и 17, которые образувт четыре ка мерй, первая из которых 18 соединена с атмосферой, вторая (сопловая) камера 19 снабжена укрепленной на штоке !4 заслонкой 20, с двух сторон которой установлены сопла 21 и 22, © (оединеяные соответственно с выходным 23 и Входным 24 каналами корпуса 25 импульсными трубками 26 и 27, а в третьей камере

28 расположена пружина 29, четвертая ка мера (входного давления) 30 пневмореле соединена импульсной трубкой 31 с полостью 32 выходного давления, Вторая камера пневмореле 19 через переменный дрос сель 33 соединена с полостью чувствительного элемента 13 регулирующего органа 2 импульсной трубкой 34.

Регулятор давления работает следующим образом.

Перед началом работы жесткость пру жины 7 и степень ее предварительной затяжки к двухмембранному элементу 4 берутся (настраиваются) таким образом, чтобы" на. чало трогания с места элемента 4 осущеста":!нИжь" при некоторой комаидн ом давле нии Р с= Ро (обычно Ро= 0,2 х 9,8 х 10 Па), а при конечном значении Рк = Ир(обычно

Ря = 9,8 10" Па) мембранный элемент 4 уравновешивался бы при перемещении за. твора на величину его рабочего хода.

При этом, если командное давление Р„= О, то под действием подпружиненного элемента 4 сопло 5 закрыто, а Сопло 6 открыто.

Тогда камера 30 над мембраной 16 соедине на с атмосферой и под действием пружинц реле сопло 21 камеры 19 закрыто, а сопла

22 открыто. 11ри этом рабочая среда, про. текающая через регулирующий орган, из входного канала 24 под давлением Р» начинает перетекать по импульсной трубке 27 в камеру реле 19 и далее по трубке 34 и переменному дросселю 33 — в полость 13 с давлением Р. Благодаря разности давлений Р— Р над и под сильфоном 1 возни- кает сила, направленная вниз. Эта сила, преодолевая. силы жесткости пружины 2 и снльфона, l l, силу трения в сальнике 9, гидродинамическую силу, действующую на— затвОр со стороны потока среды, закрывает.. затвор. ЗатЪОр "остается закрытым до тех пор, пока командное давление Р„не пре высит давление Рр.

При заданном значении Р„:Рв мембранный элемент 4 закрывает сопло 6 и откры. вает сопло 5. Давление питания воздуха пе импульсной трубке 31 поступает в камеру

30, под действием которого сопло 22 каме. ры 19 закрывается, а сопло 21 открывается.

Благодаря этому из полости 13 рабочая сре. да с давлением Р через трубку 34, дроссель

33 поступает в камеру реле 19 и далее, через сопло 21 в выходной канал 23 регулирующего органа 2, где давление среды Р

С течением некоторого времени, регули. руемого переменным дросселем 33, давление в полости 13 падает. Благодаря этому, под действием сил жесткости пружины 12 и сильфона 11 толкатель регулирующего органа 10 поднимается. Это перемещение толкателя 10 вызывает деформацию пружины 7 до тех пор, пока силы ее жесткости ие уравновешены силой, развиваемой заданным командным давлением Р„. Незначительное превышеяие силы жесткости пружины 7 над силой, развиваемой давлением Р„, вызывает закрйтие сопла 5 и открытие Сопла 6.

Тогда давление в камере 30 падает, что вы. зывает закрытие сопла 21 и открытие сопла 22 камеры 19 и, соответственно, повыше"ние давления в полости !3 (благодаря свя зи этой полости через трубку 34, дроссель

33, 19 и импульсную трубку 27 с давлением

Р». Г1овйшенне давления в полости 13 вновь вызывает опускание толкателя 10, " что, в свою очередь, уменьшает усилие пружины 7, закрывает сопло 6 и открывает, сопло 5. Это "соответственно, приводит к пе ераспределейизб " открытйя" н закрытия сопел в камере 19 и снижению давления s полости 13.

744492

Таким образом, давление P в полости 13 всегда является так, чтобы обеспечить пере мещение толкателя 10, пропорциональное командному давлению Р„. Чем больше гидравлическое сопротивление переменного дросселя 33, тем меньше колебание давления P и тем точнее установка затвора.

Пневмореле 3 играет роль пневматического исполнительного механизма. Сопла реле имеют малые диаметры отверстия (около

3 мм), поэтому для их открытия или закрытия ход мембраны 15 незкачителен. Гидродинамнческие силы, возникающие при истечении рабочей среды через сопла таких размеров, также невелики. Поэтому масса и габариты реле получаются малымк. В отличке от существующих пневмоприводов размеры реле независимы от размеров условного прохода и седла клапана и величины хода его штока. Поэтому габариты регулятора расхода получаются также малыми.

Толкатель позиционера 8 воспринимает . на себя весьма незначительные нагрузки по сравнению с толкателями существующих пневмоприводов, сочлененных с толкателем регулирующего органа, поэтому диаметр толкателя 8 принимается малым. В соответствии с этим уменьшается к сила трения в сальнике 9. Ввиду того, что диаметр условного прохода н диаметр седла регулирующего органа здесь практически неограничены,.то расширяется область применения устройства.

Использование предлагаемого кзобретения позволяет получить экономический эффект благодаря уменьшению габаритов и массы устройства, экономии расхода н з,iy ха, а гакже унификации конструкции ирс ее применении в широком диапазоне изме нения параметров среды.

S . Формула изобретения

Регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами и установленным в нем чувствительным элементом, связанным с регулирующим органом н через толкатель и. пружину --.- с чувствительным элементом позиционера, снабженного полостями командного н выходного давл ний, а также пневмореле, содержащее каме.. ру входного давления, чувствительный элемент, соединенный с заслонкой, установлен. ной в сопловой камере двух противоположно расположенных сопел, соединенных соответственно с входным и выходным какалами корпуса, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения регулятора, камера входного давления пневмореле соединена с полостью выходного дав. ления позиционера, а сопловая камера через переменный дроссель — с полостью чувст., вительного элемента.

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 234156, кл. G 05 0 11/06, 1965.

2. Слободкин М. С., Смирнов П. Ф., Ка зинер Ю. Я. Исполнительные устройства ре. гул яторов. М., «Недра э, 1972, с. 251 — -259 (прототип).

744492

Составитель В. Скибенко

Редактор А. Долинич Техред К. Ц1уфрич Корректор Н. Григорук

Зама 3193/12 Тираж 956 Подписное

11НИЙПИ Государетвенного комитета СССР пп делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП (1атеит>. г. Ужгород, ул. Проектная, 4