Регулятор давления

 

ОП КСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 081081 (21) 3343835/18-24 (И1М. КЛ.

G 05 D 16/10 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (Щ УДК 621. 646. 3 (088.8 ) Опубликовано 23018 3.Бюллетень ¹ 3

Дата опубликования описания 23 ° 01. 83 (72) Автор изобретения

Э.И.Савин

9 л

4 -т

"j (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

20

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в различных системах для понижения давления рабочей среды. 5

-. Известен регулятор давления, состоящий из корпуса с входным и выходным каналами.и седлом и подпружиненного клапана, взаимодействующего через толкатель с чувствительным элементом, нагруженным посредством регулировочного винта рабочей пру-, жиной (1 ).

Недостатком этого регулятора является невысокая точность регулирования при больших выходных давлениях и расходах.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулятор давления, .содержащий корпус с:входной и выходной полостями, в котором расположены два подпружиненных регулируемыми пружинами поршня, в одном иэ которых выполнено седло и установлен подпружиненный клапан, а в другом выполнено седло предохранительного клапана,установленного на толкателе подпружиненного клапана (23.

Недостатками регулятора являются недостаточная в ряде случаев точность и ненадежность работы. Недостаточная точность обусловлена трудностью обеспечить одинаковую затяжку пружин обоих поршней. В результате,. они работают (принимают. участие в регулировании выходного давления ) не синхронно, в разное время, точность поддержания выходного давления при этом определяется только работой одного из поршней. Недостаточная надежность регулятора обусловлена возможностью заклинивания поршней и возможностью автоколебательных режимов работы. Заклинивание поршней (одного поршня ) приводит.,также к снижению точности регулирования.

Целью изобретения является повышение точности и надежности регулятора. указанная цель достигается тем; что в регуляторе давления, содержащем корпус с входной и выходной полостями, в котором расположены два подпружиненных регулируемыми пруЖинами поршня, в одном из которых выполнено седло и установлен подпружиненный клапан, а в другом выполнено седло предохранительного клапана, установленного на толкателе подпружиненного клапана, на обоих поршнях

991382 выполнены дополнительные ступени, образующие с корпусом полости, заполненные жидкостью и сообщенные между собой через дроссель, причем . к выходной полости обращена торцовая поверхность большего диаметра одно- 5 го и торцовая поверхность меньшего диаметра другого поршня.

Такое конструктивное исполнение регулятора характеризуется синхронным перемещением его поршней при различных нагрузках на них. 3То создает на заклиненном поршне дополни- тельные силы, выводящие его из этого состояния, что наряду с одновременным движением поршней способствует.павы- 5 шению точности и надежности регулятора.

При работе регулятора имеет место передавливание жидкости между полостями корпуса и дополнительными ступенями поршней через дроссель, что обуславливает повышение устойчивости и надежности работы регулятора, при этом два поршня демпфируются одним элементом.

На чертеже представлен регулятор давления, разрез.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входной 2 и выходной 3 полос" тями, первый поршень 4, нагруженный пружиной 5 через тарель б посредством регулировочного винта 7, второй поршень 8, нагруженный в сторону первого поршня 4, регулируемого посредством винта 9 через тарель 10 пружи- 35 ной 11. Во втором поршне 8 выполнена полость 12, в которой размещен клапан 13 с пружиной 14, взаимодействующий посредством толкателя 15, предохранительного клапана 16 и седла 40

17 последнего с первым поршнем 4, в котором выполнен канал 18 для сброса избыточного давления из выходной полости 3 регулятора. На наружной поверхности второго. поршня 8 между его уплотнительными манжетами 19 и

20 выполнена кольцевая проточка 21, полость которой с одной стороны сообщена с входной полостью 2, à с другой стороны каналами 22 с входной полостью 23 седла 8. Полость

23 через канал 24 седла 8 сообщена с выходной полостью 3 регулятора.

Корпус 1 закрыт стаканами 25 и 26, в последнем выполнены сбросные отверстия 27. На первом поршне 4 и втором поршне 8 выполнены дополнительные ступени соответственно 28 и 29, образующие с корпусом 1 полости 30 и 31, заполненные жидкостью и сообщенные между собой каналом 32 с дрос-6О селем 33. Канал 32 может быть выполнен в корпусе 1 или быть отдельным элементом. К выходной полости 3 обращена торцовая поверхность 34 большего диаметра второго поршня 8 65 и торцовая поверхность 35 меньшего диаметра первого поршня 4. ориентирование второго поршня 8 и первого поршня 4 друг к другу может быть и противоположным.

Регулятор работает следующим образом.

В исходном положении пружины 5 и

11 сжаты винтами 7 и 9 через тарели

6 и 10 соответственно. Первый поршень 4 пружиной 5 максимально поднят вверх и прижат поверхностью 35 к ограничителю корпуса. Второй поршень 8 пружиной 11 опущен вниз и прижимается торцовой поверхностью

34 к ограничителю корпуса. Дросселирующий клапан 13 первым поршнем 4 через клапан 16 и толкатель 15 максимально подНят вверх и образует со своим седлом максимальное проходное сечение. Полости 30 и 31 и канал 32 заполнены жидкостью.

Рабочая среда подводится к полости 2, из которой по проточке 21 и каналам 22 газ поступает в полость 23.

B зазоре между клапаном 13 и вторым поршнем 8 газ дросселируется, его давление понижается. Газ пониженного давления по каналу 24 поступает в выходную полость 3. Давление на выходе регулятора повышается, его воздействие на поверхности 34 и 35 второго поршня 8 и первого поршня 4 соответственно увеличивается. Под действием этого давления второй поршень 8 поднимается вверх,а первый поршень 4 опускается вниз. При этом величина дросселирующей щели между клапаном 13 и вторым поршнем

8 уменьшается, а жидкость перетекает иэ полости 31 в полость 30 через дрос сель 33. Если выход из регулятора закрыт, то при определенной величине выходного давления (называемой давлением настройки в "статике") поршни

8 и 4 расходятся настолько, чта клапан 13 садится на свое седло, разобщив входную 2 и выходную 3 полости.

При отборе газа в объеме за регулятором его давление в полости 3 несколько снижается, сила давления на поршни 8 и 4 также уменьшается.

Второй поршень 8 под действием пружины 1Т опускается вниз, а первый поршень 4 пад действием пружины 5 поднимается вверх, обуславливая появление проходного сечения между клапаном 13 и вторым поршнем 8. Через образовавшуюся щель увеличивается приток- газа на выход регулятора, компенсировав отбор рабочей среды и восстановив настроечное давление в выходной полости 3 регулятора.

Между подвижными элементами регулятора устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа. Если расход газа меняется,то новое равновесие 1

991382 наступает прн другой величине. щели между клапаном 13 и вторым поршнем 8.

При регулировании давления поршни

8 и 4 перемещаются в противоположные направления (или навстречу друг другу, или в разные стороны). При 5 этом жидкость в полостях 30 н 31 перетекает из одной полости в другую и наоборот. Вязкое трение, сопровождающее передавливание жидкости через дроссель 33, демпфирует коле- 1О бания двух поршней 8 и 4 (при их. возникновении ), исключая автоколебательный режим работы регулятора.. давления. Причем это достигнуто введением только одного дросселя 33 и двух дополнительных ступеней 29, и 28 (c полостями 31 и 30 ), второго поршня 8 и первого поршня 4, вы-полняющих- одновременно и другие функ-. ции. 29

Если, например, при понижении выходного давления заклинивает второй поршень.8, то первый поршень 4, перемещаясь под действием пружины 5 вверх, выдавливает жидкость нэ полости 30 в полость 31, создавая в последней давление на ступень 29 второго поршня 8 и тем самым создавая.дополнительную силу, выводящую второй поршень 8 из положения заклинивания. Возможность заклинивания значительно снижается. Если же при понижении выходного давления увеличивается трение перемещению первого поршня 4.вверх, то второй пор.шень 8, опускаясь вниз, создает разрежение в полости 31, -пружиной 5 выводится из заторможенного состояния и принимает участие в регулировании давления. При повышении выходного давления подвижные элементы ре- 40 гулятора функционируют аналогично, выводя друг друга из заклиненного состояния при его возникновении.

Если же сжатие пружин 11 и 5 неодинаково, то все равно движение 45 поршней 8 и 4 синхронно, что обусловлено связью поршней посредством канала 32, сообщающего полости 31 ,и 30, заполненные жидкостью.

Данный регулятор давления характеризуется более высокой надежностью и точностью работы. Первое обусловлено значительным уменьшением возможности автоколебательных режимов работы и заклиниваний его поршней.

Точность работы повышена за счет обеспечения синхронной работы поршней 4 и 8 при различной настройке (одинаковую настройку обеспечить трудно } пружин 11 н 5 и при различном трении в подвижных элементах регулятора.

Регулятор более устойчив в работе при продольной тряске (при установке его на колеблющемся объекте, например летательном аппарате ). При этом колебания его подвижных элемен тов также демпфируются дросселем 33.

Формула изобретения

Регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостямн, в котором расположены два подпружиненных регулируемыми пружинами поршня,в одном иэ которых выполнено седло и установлен подпружиненный клапан, а в другом выполнено седло предохранительного .клапана, установленного на толкателе подпружиненного клапана, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности и надежности регулятора, на обоих поршнях выполнены дополнительные ступени, образующие с корпусом полости, заполненные жидкостью и сообщенные между собой через дроссель, причем к выходной полости обращена.торцовая поверхность большего диаметра одного поршня и торцовая поверхность меньшего диаметра другого поршня.

Источники информации,. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 360648, кл. G 05 17 16/10, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 748365, кл. G 05 D 16/10, 1978 (прототип ).

991382

Составитель С. Золотаревский

Редактор Т.Кугрышева Техред И.Гайду Корректор А.Ференц

Заказ 131/65 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130 35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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