Регулятор давления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()905797

И305кеЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6 I ) Дополнительное к авт. сеид-ву (22)Заявлено 12.04.79 (21) 2750 72 18 24 с присоединением заявки Р(е (23) Приоритет

Опубликовано j 5. 02 82 Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 15 02.82 (5I)M. Кл.

G 05 Ь 16/10 фмудврстккиный комитет ссср ао аелои изобретений и открытий (53) УДК 621. 646.. 4 (088. 8) (72) Автор изобретения

И.С.Лебеденко (7I) Заявитель

Тульский политехнический институт (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

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

Известен газовый редуктор прямого действия, представляющий собой размещенный в корпусе подпружиненный золотниковый клапан, перемещение которого достигается посредством сухаря и толкателей разной длины. >тот редуктор обеспечивает повышенную устойчивость к автоколебаниям при максимальных расходах газа за счет возникновения сил трения на направляющих клапана, пропорциональных величине открытия клапана 13 .

Недостатком названного редуктора является то, что из-за прямого включения клапана сила трения при повышении входного давления уменьшается, что ведет к снижению запаса устойчивости при максимальных входных давлениях, т.е. в наиболее критической точке, требующей максимального запаса устойчивости.

Известен газовый редуктор, в корпусе которого расположен обратный клапан с пружиной, воспринимающей воздействие толкателя и нагруженного регулируемой пружиной поршня, в котором, с целью повышения устойчивости к автоколебаниям, между толкателем (c тарелью ) и поршнем помещен слой шариков, контактирующих со стенками корпуса. В этом редукторе максимальные силы трения, а следовательно, и максимальный запас устойчивости обеспечиваются в наи-. более критический момент, т.е. при максимальном входном давлении, когда коэффициент передачи по контуру максимален 123.

5797 4

10 15

3S

45

55

3 90

Недостатком этого газового редуктора является то, что введение толкателя с тарелью и слоем шариков увеличивает массу подвижных частей, что ведет к уменьшению запаса устойчивости за счет увеличения инерционности, Кроме того, усложняется конструкция редуктора.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, с расположенным в нем чувствительным элементом, соединенным с регулирующим органом через подпружиненный шток, связанный тормозным элементом демпфера трения, в котором для улучшения динамических характеристик регулятора демпфер трения вйнолнен в виде сильфона, установленного в камере корпуса, соединенной с выходным каналом, а внутренняя полость сильфона соединена с входным каналом, на одном из оснований сильфона закреплена подпружиненная втулка с коническим торцом тормозного элемента, выполненного в виде сухарттков. Применение этого регулятора способствует повышению устойчивости при максимальных входных давлениях, что позволяет увеличить коэффициент передачи, а следовательно, и точ ность регулирования выходного давления при широком диапазоне изменения входных давлений f33.

Недостатком этого регулятора является конструктивная сложность, а следовательно, и повь1шенная стоимость, заключающаяся в постановке дополнительного чувствительного эле" мента и тормозного устройства.. азванные причины ограничивают применение этого устройства в редукторах . широкого промышленного назначения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является регулятор давления, содержащий корпус, в котором расположены чувствительный элемент с настроечной пружиной, соединенной штоком, расположенным в направляющем отверстии, с дросселирующим подпружиненным клапаном обратного хода, снабженным направляющими в виде втулок, концентрически входящих друг в друга. Данный регулятор конструктивно прост и технологичен (4).

Недостатком регулятора давления является мальпЪ запас устойчивости к автоколебаниям при максимальных вход ных давлениях, что ограничивает максимально допустимый коэффициент передачи при максимальном входном давлении, следовательно, и статическую точность при малых входных давлениях и изменении расхода.

Целью изобретения является повышение устойчивости регулятора к.автоколебаниям при максимальных входных давлениях, Поставленная цель достигается тем, что в регуляторе давления, содержащем корпус, между входным и выходным патрубками которого в направляющей установлен клапан, связанный через шток с подпружиненным чувствительным элементом, направляющая клапана расположена под углом 5-40 к оси штока.

На чертеже изображен регулятор давления, разрез.

Регулятор давления состоит из корпуса 1, в котором расположены подпружиненный настроечной пружиной 2 чувствительный элемент 3, соединенный штоком 4 с клапаном 5, который жестко соединен с втулкой б, установленной в направляющей 7 и поджатой к штоку 4 пружиной 8, входной

9 и выходной 10 патрубки. Направляющие штока и клапана выполнены в виде отверстий в корпусе I. Ось.направпяющей втулки 6 клапана 5-выполо иена под углом 5-40 к оси штока 4.

При отсутствии входного давления (Р = 0), подаваемого в полость А, чувствительный элемент 3 поднят вверх до упора, клапан 5 открыт и полость А сообщена с каналом Б и полостью чувствительного элемента В.

Регулятор давления работает следующим образом.

При подаче давления Р0 в полость

А газ проходит через щель клапана 5 и заполняет канал Б и полость В чувствительного элемента 3. Чувствительный элемент 3 со штоком 4 опускается, и клапан 5 прикрывается на необходимую величину, обеспечивая заданный расход при настроечном давлении Р 1. В установившемся режиме со стороны клапана 5 на шток 4 действует сила

Furr= 0 Ъ" КА РЬ Н) где F0, .1 — предварительное поджатие пружины клапана 5 и ее жесткость соответственно.

5„ А, х — площадь седла клапана и ход клапана от седла.

5 905797

Так как ось направляющей штока и ось направляющей клапана развернуты относительно друг друга на угол сила г „ разлагается на продольную

@т силу 5

Г созd. и боковую силу гбО 1 „

Продольная сила F< передается на чувствительный элемент 3, а боковая F вызывает перекос штока

60к

4 в направляющем отверстии корпуса

1 и создает силы трения, пропорциональные силе Fr = Fg ° Гтр.

Аналогично на втулке 6 клапана возникают силы трения под действием .силы реакции штока на клапан Rg =

Гшт 20

Силы трения F, и RH, пропорциональные перепаду давлений (Р - P ), тормозят перемещение подвижных частей, что способствует повышению запаса устойчивости при максимальном 2$ входном давлении. Статическая ошибка, возникающая от сил сухого трения, компенсируется повышенной точностью регулирования при высоких входных давлениях. 30

Исходя из минимально допустимого запаса устойчивости, можно увеличить коэфФициент передачи по контуру, например уменьшая жесткость пружины

2 или увеличивая площадь чувстви- тельного элемента 3. Увеличение ко3$ эффициента передачи по контуру регу6 лятора давления способствует повышению точности регулирования в заданном рабочем диапазоне изменения входного давления. Регулятор давления позволяет более полно испольэовать запасаемый в баллонах газ беэ дополнительных настроек и повысить точность регулирования и устойчивость к автоколебаниям при наличии вибрации, что способствует повь:шению надежности работы пневмоавтомагиги. формула изобретения

Регулятор давления, содержащий корпус, между входным и выходным патрубками которого в направляющей установлен клапан, связанный через шток с подпружиненным чувствительным элементом, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения устойчивости регулятора к автоколебаниям нри максимальных входных данлеииях, направляющая клапана расположена под углом 5-40 к оси штока. о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11- 319789, кл. G 05 0 16/Об, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9 338726, кл. G 05 0 16/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 444164, кл. G 05 0 16/06, 1972.

4, Авторское свидетельство СССР

У 393733, кл. 6 05 0 16/06, 1971 (прототип).

905797

Составитель Н.Гондаксазова

Техред М. Надь Корректор Г. НазаРова

Редактор Л.Повхан

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Заказ 361/63 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, 3-35, Раущская наб., д. 4/5