Двухступенчатый регулятор давления

 

О П И С А Н И Е < 922676

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

Союз Советск ни

Соцнапнстнчесини

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву к 809099 (22) Заявлено 31. 03. 80 (21) 2902106/18-24 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет(51)M. Кл.

G 05 0 16/10 !

Гооударствсииый комитет

СССР оо делаи изооретеиий и открытий

Опубликовано 23 . 04 82. Бюллетень,% -1 5 (53.) УДК 621.646.. 3 (088. 8) Дата опубликования описания 23 .04.82 (. . (1

Э.И. Савин (72) Автор изобретения

1 (.

1 — .j (71) Заявитель (54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к силовой пневмоавтоматике и может быть исполь. зовано B пневматических системах для понижения давления газа и поддержания с высокой точностью пони5 женного давления, По основному авт.св, Г 809099 известен двухступенчатый регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, последова-. 10 тельно установленные первый и второй дросселирующие клапаны, связанные толкателями с чувствительными элементами и пружиной задания. Чувствительные элементы расположены соосно, 15, и первый чувствительный элемент подпружинен относительно второго чувствительного элемента (1J .

Трение и инерционность первого чувствительного элемента (первой ступени редуцирования)обусловливают запаздывание реакции первой ступени редуцирования (-первого чувствительного элемента) на изменения величины выходного давления регулятора. Qcoбенно это проявляется при резких изменениях расхода и давления на выходе. Неодновременная реакция чув" ствительных элементов на изменения параметров рабочей среды на выходе приводит к снижению точности и чувствительности регулирования.

Цель изобретения - повышение точности регулятора давления °

Для достижения укаэанной цели двухступенчатый регулятор давления содержит закрепленную на втором чувствительном элементе емкость с вяз( кой средой, в которой расположен пор" шень, связанный штоком с первым чувствительным элементом, причем над" поршневая и. подпоршневая полости емкости сообщены каналом с дросселем.

При таком исполнении регулятора при перемещении второго чувствительного элемента (второй ступени редуцирования) имеет место .перемещение поршня в емкости с вязкой средой, в

76 4 ком 29 связан с чувствительным элементом 17.

Регулятор давления работает следующим образом.

В исходном положении регулировочныж винтом 18 пружина 20 задания сжата, под действием которой чувствительный элемент 17 опущен вниз до упора в корпусе 1. Клапан 22 через толкатель 21 поршнем 17. максимально отжат от седла 10. Чувствительный элемент 16 первой ступени редуцирования под воздействием пружины 15 опущен вниз, клапан l2 первой ступени поршнем l6 через толкатель 14 отжат от седла 4, проходное сечение которого при этом максимально открыло. Входной канал 2 сообщен с выходным ка-налом 3 через канал 5, полость 6, ка-. налы 7, 8 и 9 и полость 11.

9226 результате чего возникают силы, стремящиеся переместить первый .чувствительный элемент в ту же сторону, что и второй чувствительный элемент.

Эти силы компенсируют действующие на первый чувствительный элемент силы трения и инерционные силы, чем уменьшается (исключается) запаздывание реакции первого чувствительного элемента на изменения выходного 1в давления регулятора, реакция (перемещение) чувствительных элементов .становится более синхронной, точность регулятора давления повышается.

На чертеже представлен двухсту15 пенчатый регулятор давления, разрез.

Регулятор давления содержит кор" пус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В корпусе выполнены седло 4 с каналом 5, полость 6, сообщенная ка-. налами 7 и 8 через канал 9 седла 10 с выходной полостью 11 регулятора.

Выходная полость 11 регулятора сообщена с полостью выходного канала 3.

В корпусе 1 установлен первый

25 дросселирующий клапан 12 с пружиной 13, взаимодействующий посредством толкателя 14 с нагруженным пружиной 15 первым чувстви1.ельным элементом l6. Второй кенец пружины 15 взаимодействует с вторым чувствительным элементом 17 второй ступени редуцирования, нагруженном посредством регулировочного винта 18 через тарель 19 пружиной задания 20. Второй чувствительный элемент 17 взаимодействует через проходящий в канале 9 седла 10 толкатель 21 со вторым дрос" селирующим клапаном 22 с пружиной 23. Чувствительные элементы 16 и 17 выполняют как в виде поршней, так и мембранными.

На втором чувствительном элементе 17 закреплена .емкость 24 с вязкой средой 25 и поршнем 26, разделя- 4 ющим внутреннюю полость емкости на две полости - надпоршневую 27 и падпоршневую 28. Поршень 26 штоком 29 связан с чувствительным элементом 16 первой ступени редуцирования, Надпоршзб невая полость 27 и подпоршневая полость 28 сообщены между собой каналом 30 с дроссельным устройством 31.

Канал 30 может быть выполнен как в поршне 26 (как показано на чертеже), и так и в стенке емкости 24. Емкость 24 может быть закреплена на чувствительном элементе 16,а поршень 26 штоПри подаче рабочей среды во входной канал 2 она гоступает по указанным выше магистралям в выходной ка" нал 3, Давление газа в полостях 6 и 11 повышается, увеличивается сила давления среды на чувствительные элементы l6 и 17, которые по мере повышения давления поднимаются вверх, сжимая пружины 15 и 20. Дросселирующие клапаны !2 и 22 при этом под воздействием пружин 13 и 23 и давления газа в каналах 2, 7 и 8 также поднимаются вверх уменьшая величину дросселирующих щелей первой и второй ступеней устройства. Если выходной канал 3 регулятора закрыт, то при давлении в выходной полости 11, равном давлению настройки, клапаны 12 и 22 .сядут на седла 4 и 20, герметично перекрыв их каналы 5 и 9.

При отборе газа в обьем за регулятором давление среды в выходной полости 11 снижается, сила его воздеиствия на чувствительный элемент 17 уменьшается. Поршень 17 под действием пружины 20 опускается вниз. При этом поршень 17 через толкатель 21 опускает вниз клапан 22, образуя между нии и седлом 10 щель, через которую газ дросселируется в выходную полость 11. Одновременно с этим чувствительный элемент 16 под воздействием пружины 15 (так как поршень 17 опускается вниз)опускается также вниз, открывая толкателем l4 клапан 12 Ьт седла 4. Между клапаном 12 и седлом 4 образуется щель, через которую газ дросселируется из выходформула из обретен и я

5 92267 ного канала 2 в полость 6, восполняя расход газа через канал 9 в выходную полость lt при отборе среды через выходной канал. В результате открытия клапанов 12 и 22 давление в полости 11 снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, установится динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу1о газа через выходной канал 3. Если расход газа .изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующих щелей между клапаном 22 и седлом 10 и между клапа- 1s ном 12 и седлом 4.

При изменении давления газа в выходной полости 11 (при изменении расхода) чувствительный элемент 17 перемещается соответствующим обра- 2о зом. При этом также перемещается емкость 24, в которой происходит перетекание вязкой среды 25 между полостями 27 и 28 по каналу 30 и дроссельному устройству 31. При передав- 2з ливании вязкой .среды 25 создается сила сопротивления, которая через толка» тель 29 передается чувствительному элементу 16. Эта сила дополнительно к пружине 1 перемещает чувствитель- 3р ный элемент 16 в ту же сторону, в которую перемещается чувствительный элемент 17. Дополнительная сила от штока 29 компенсирует тормозящее перемещение поршня 16 силы трения и инерционные силы. В результате быстродействие чувствительного элемента 16 увеличивается, он более быстро реагирует на изменения давления среды на выходе регулятора, реакция 40 чувствительных элементов 16 и 17 на изменения параметров газа на выходе устройства становится более синхронной, следствием чего является повышение стабильности давления газа на выходе первой ступени редуцирования (в полости 6). Это, в свою очередь, приводит к повышению точности поддержания величины выходного даВления регулятора.

С другой стороны, при колебаниях давления газа во входном канале 2 чувствительный элемент 16, реагируя

6 6 на изменения в первую очередь, соответствующим образом перемещает клапан 12. При этом поршень 26 также перемещается в емкости 24, вязкая среда 25 перетекает по каналу 30 через дроссель 3 1. При передавлива- . нии вязкой среды 25 возникают силы гидравлического сопротивления, передаваемые через емкость 24 на чувствительный элемент 17. Эти дополнительные силы, действующие на поршень 16, компенсируют инерционные силы и силы трения на этот же поршень, который быстрее изменяет свое положение, предупреждая изменение давления газа в полости 11, обусловленное изменением входного давления газа в канале 2. Стабильность давления в канале 3 повышается в обоих случаях.

Повышение быстродействия чувстви= тельных элементов регулятора приводит к повышению чувствительности его работы. Более синхронная реакция чувствительных элементов на изменения как входного, так и выходного давления обусловливает значительное повышение точности регуяятора давления.

Повышение синхронности работы чувствительных элементов снижает воз" можность возбуждения автоколебаний регулятора, увеличивает устойчивост ь его работы.

Двухступенчатый регулятор да вления по авт.. св. h" 809099, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит закрепленную на втором чувствительном элементе емкость с вязкой средой, в которой расположен поршень, связанный штоком с первым чувствительным элементом, причем надпоршневая и подпоршневая полости емкости сообщены каналом с дросселем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 809099, кл. G 05 0 16/10 1978 (прототип).