Регулятор давления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советских

Социапист ических

Республик ()840835 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву— (22)Заявлено 28.05.79 (2!) 2770684/!8-24 (51)М. Кл.

g 05 3 I 6/ l0 с присоединением заявки J%—

Гоаударставнный кюмнтет (23) Приоритет—

Опубликовано 23.06.8 !. бюллетень,% 23 по делам нзобретеннй н вткрытнй (53) УДК 62! .646

-3 (088. 8) Дата опубликования описания 26.06 ° 8! (72) Авторы изобретения

В . Ю. Глотов, И. С. Ле .еден В- --И» .,Харпыбакин

Тульский политехнический ин гитут (7!) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в балонных регуляторах давления, к которым предъявляются повышенные требования по статической точности работы в широком диапазоне измене5 ния входных давлений и наличии вибраций или других внешних возмущающих воздействий, возбуждающих автоколебания.

Точность и устойчивость работы регулятора давления, как и любой системы автоматического регулирования, зависит от коэффициента передачи по контуру. Коэффициент передачи по контуру, определяется по формуле

ЬХ 5 гЭ SAp (X)

К— 1

S - площадь чувствительного элемента; 5,а,о — площадь регулируемой дросселирующей щели; " — суммарная жесткость пружины регулятора; вь „- эффективная площадь выходного патрубка.

Из приведенного выражения следует, что в названных регуляторах при максимальных входных давлениях обеспечивается наибольшая статическая точность, но сильно снижается запас динамической устойчивости.

При минимальных входных давлениях (за счет уменьшения коэффициента передачи по контуру) снижается точность регулирования, а запас динамической устойчивости становится избыточным.

Для обеспечения необходимых запасов динамической устойчивости при максимальных входных давлениях и для обеспечения необходимой точности при минимальных входных давлениях известны регуляторы, содержащие в выходной полости корпуса на основном чувствительном элементе шарнирно закрепленный двуплечий рычаг, одно плечо которого через пружину соединено с настроечным устройством (винтом), а другое — с дополнительным чувствиТ1 R11 Fi где T= „. сила, действующая на клапан ..о со стороны толкателя „

Р= - сила с которой на клапан х » давит пружина клапана

Р. =Р— сила, действующая на клапан со стороны штока, причем

25 T-h>F e, где h — плечо действия толкателя е — эксцентриситет.

При подаче входного давления в полость А газ проходит через дросселирующую щель клапана 4 и заполняет полость В.

Чувствительный элемент 2 со штоком

6 идет вниз и опускает клапан 4, другая часть газа заполняет направляющую втулку и с силой давит сверху на клапан.

При максимально входном давлении момент, создаваемый действующими на клапан сверху силой давления и пружиной, равный .И„= („,- P„„>)9„„- * больше момента, создаваемого силой, действующей на клапан со стороны толкателя

И2 Tt С1Х

В результате этого клапан под действием момента (И1-И )одним концом прижимается к кромке седла, а другим упирается в шток (фиг.2) .

При максимальном входном давлении (P р ) подпружиненный чувствительный элемент 2 вместе со штоком опускается вниз на настроенную величину, обеспечивая необходимую площадь дросселирующей щели, равную

Ь = Ргх,, где г - радиус щели х — перемещение клапана.

3 84083 тельным элементом, установленным в разделительной перегородкой корпуса 1 .

Недостатком этого регулятора давления является его контструктивная сложность и дороговизна что не позЭ

5 ноляет использовать его в системах регулирования общепромышленного назначения, выпускаемых серийно.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является 1О регулятор давления с подпружиненным дросселирующим клапаном обратного хода, установленным в направляющей втулке.

Этот регулятор конструктивно прост, 15 технологически отработан и выпускается серийно Г23.

Однако недостатком известного регулятора давления является малый запас устойчивости при максимальных входных давлениях и относительно узкий рабочий диапазон входных давлений при повышенном требовании к точности регулирования выходного давления, Цель изобретения — расширение диапазона рабочих давлений регулятора и повышение его точности. указанная цель достигается тем, что в регуляторе давления, содержащем корпус с.установленным в нем подпружиненным чувствительным элементом, связанным штоком с клапаном, размещенным в направляющей, установлен подпружиненный толкатель, ось штока смещена относительно оси клапана на расстояние, равное 0,40-0,95 радиуса седла клапана, а клапан установлен в направляющей с зазором, обеспечивающем перекос клапана на угол, равный

5-15, причем подпружиненньпЪ толкатель установлен в направляющей перпендикулярно оси клапана со стороны, противоположной эксцентриситету што45

Такое выполнение клапана обеспечивает удвоение коэффициента передачи по контуру регулирования при уменьшении входного давления меньше выбранной величины, определяемой настроечным устройством толкателя, что обеспечивает перестройку регулятора на более низкие входные давления.

На фиг.1 приведен регулятор давления, общий вид, разрез1 на фиг.2 и

3 — вид дросселирующего клапана при максимальном и минимальном входных давлениях соответственно.

5 4.

Регулятор давления состоит из корпуса 1, в котором расположен чувствительный элемент 2 с пружиной 3 и клапан 4, поджатый пружиной 5. Клапан

4 связан с чувствительным элементом 2 штоком 6. Ход чувствительного элемента 2 ограничен упорами 7. Толкатель

8 с пружиной 9 и настроечным винтом

10 прижимает клапан 4 к направляющей поверхности.

Работает регулятор следующим образом.

При отсутствии входного давления чувствительный элемент 2 поднят до упора .7, клапан 4 находится в горизонтальном положении под действием сил (Лиг.3>

Формула изобретения

840835

При уменьшении входного давления уменьшается и сила, действующая на клапан сверху, а соответственно, и создаваемый ею момент И . В результате этого при некотором значении S

РЕх „p РЕ, „момент И -.рйвен И.1 и под дейстием силы Т толкатепя 8 клапан прижимается к направляющей, отрываясь от седла и принимает горизонтальное положение. 1О

При этом площадь дросселирующей щели становится равной

S = 2Jfrx вследствие чего коэффициент передачи К в. 2 раза больше, а следователь- 15

ao, и увеличивается точность регулирования, т.е. происходит перестройка регулятора на .более низкие входные давления.

Устойчивость системы при этом сох- що раняется, так как коэффициент передачи меньше начального, который обеспечивает устойчивость при высоких входных давлениях.

Применение изобретения в регулято- у рах давления позволяет более полно . использовать газ, запасаемый в баллонах, при высокой надежности и низкой стоимости регулятора давления.

Регулятор давления, содержащий корпус g установленным в нем подпружиненным чувствительным элементом, связанным штоком с клапаном, размещенным в направляющей, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих давлений регулятора и повышения его точности, в нем установлен подпружиненный толкатель, ось штока смещена относительно оси клапана на расстояние равное

0,40-0,95 радиуса седла клапана, а клапан установлен в направляющей с зазором, обеспечивающим перекос клапана на угол,,равный 5-15О, причем подпружиненный толкатель установлен в направляющей перпендикулярно оси клапана со стороны, противоположной эксцентриситету штока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 590713 кл. lj 05 33 16/10, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 393733, кл. Q 05 Э 16/06, 1970 (прототип) .

840835

Составитель Л. Подшибихин

Редактор В. Лазаренко Техред З.Фанта Корректор М Ле ик

Заказ 4763 69 Тираж 940 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППЛ Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4