Регулятор давления

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

< >741243 н атоеском свидетельств

{61) Дополнительное и авт. саид-ву (22) Заявлено 060577 (21) 2482820/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15,0680 Бюллетень М 22

Дата опубликования описания 1506.80 (51)М. Кл 2

G 05 D 16/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 555. б (088. 8) (72) Автор изобретения

Э,И.Савин (71) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к области пневмоавтоматики и может быть использовано в различных пневматичес ких системах для понижения давления рабочей среды.

Известны регуляторы давления, состоящие из корпуса с входным и выходным каналами и седлом, подпружиненного дросселируюшего клапана, взаимодействуюшего через толкатель с чувствительным элементом, нагруженным посредством регулировочного винта рабочей пружиной (1).

Недостатком этих регуляторов является невысокая точность регулирова-15 ния при больших давлениях и расходах газа.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является регулятор давления, содержащий 20 корпус с входной и выходной полостями, с установленными в нем подпружиненным дросселируюшим клапаном, соединенным через толкатель с чувствительным элементом поршневого типа, связанным с регулируемой пружиной (2), Недостатком такого регулятора является невысокая точность его работы при больших выходных давлени и расходах газа. Точность поддержания

° выходного давления у этого регулятора может быть повышена главным образом за счет ув еличе ни я плошади чу вст вительного элемента, что приведет к росту действующей на нее силы выходного давления. Для компенсации этой силы требуется более мощная рабочая пружина. B результате габариты регулятора увеличатся, а выигрыш в точности окажется небольшим из-за увеличения жесткости пружины.

Целью изобретения является повышение точности регулятора.

Для достижения этой цели седло клапана выполнено в виде подпружиненного в сторону чувствительного элемента двухступенчатого поршня, меньшая ступень которого обращена к входной, а большая ступень — к выходной полостям, При этом выходное давление воздействует как на чувствительный элемент, так и на поршневое седло, выходное давление стремится чувствительный элемент поднять вверх, а седло под его воздействием опускается вниз.

В обоих случаях величина дросселируюшей щели уменьшается. Изменение выходного давления передается на величину дросселируюшей щели как через перемещение чувствительного элемента, так и через перемещение седла. Оба

Фактора в своем влиянии на дросселирующую щель складываются. Такое исполнение устройства эквивалентно или увеличению площади чувствительного элемента (при неизменной жесткости пружины), или уменьшению жесткости рабочей пружины (при неизменной площади чувствительного элемента). В обоих случаях точность поддержания величины выходного давления повышается.

На чертеже приведен описываемый регулятор, продольный разрез.

Регулятор состоит из корпуса 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, седла 4, выполненного в виде двухступенчатого поршня с каналами 5 и 6, нагруженного пружиной 7 дросселирующего клапана 8, взаимодействующего через толкатель 9 с чувствительным элементом поршневого типа 10. Поршень

10 нагружен регулируемой пружиной

11, второй конец которой через тарель

12 взаимоцействует с регулировочным винтом 13.

Между ступенями седла и корпуса образована полость 14, в которой размещены пружины 15, поднимающие седло 4 вверх, Торцовая поверхность меньшей ступени седла 4 обращена к входчой полости 2, а торцовая поверхность большей ступени седла обращена к выходной полости 3. Чувствительный элемент поршневого типа закрыт c!..a— каном 16, Между стаканом и корпусом размещена проставка 17. Чувствительный элемент может быть мембранным, Регулятор работает следующим образом.

В исходном положении седло 4 под действием. пружин 15 занимает верхнее (у ограничителя проставки 17) положение. Регулировочный винт 13 вывернут,:регулируемая пружина 11 расслаблена, поршень 10 под давлением пружины 7 через клапан 8 и толкатель

9 поднят в крайнее верхнее положение, Канал 5 седла 4 перекрыт клапаном 8, Газ высокого давления подается через входную полость 2 к торцовой поверхности меньшей ступени седла 4 и к клапану 8, который дополнительно к его пружине 7 прижимается входным давлением среды к седлу и не пропускает газ в полость низкого давления за седлом 4, При настройке регулятора (поворотом винта 13) регулируемая пружина

11 сжимается и через поршень 10 и толкатель 9 стремится открыть клапан 7, Герметичность уплотнения клапана нарушается и газ проникает по каналам 5 и 6 в выходную полость 3 (в полость за седлом 4), где его a !!ение На поршень 10 уравновешивает усилие регулируемой пружины 11

Это же выходное да вл е ни е среды действует на торцовую поверхность большой стугени седла 4, перемещая последнее вниз и уравновешивая усилие пружин

15. Если выход из регулятора закрыт, то при определенном давлении (давлении настройки) эа седлом 4 клапан 8 снова герметично перекроет седло.

Если по какой-либо причине выходное давление (давление за седлом 4) понизится, то величина дросселирующей щели между клапаном 8 и седлом 4 увеличится как за счет опускания поршня 10 под действием пружины 11 так и за счет подъема седла под действием пружин 15. Это приведет к увеличению расхода газа в полость за седлом и к восстановлению прежнего выходного давления.

В обоих случаях изменения величины давления на выходе редуктора степень его воздействия на величину дросселирующей щели определяется суммарным (равным сумме абсолютных перемещений поршня 10 и седла 4) перемещением чувствительного элемента и седла, В предлагаемом пружинном редукторе площадь чувствительного элемента увеличена на величину неуравновешенной по выходному давлению площади торцовой поверхности большей ступени седла 4 (поверхности седла, обращенной к выходной полости) ° При этом жесткость рабочей пружины не увеличена. Следствием этого является повышение точности регулятора.

4О

5О

При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на поршень 10 и седло 4 (со стороны выходной полости 3) снижаются. Это приводит к подъему вверх седла 4 и опусканию вниз поршня 10, что, в свою очередь, приводит к открытию клапана 8 и дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном и седлом 4, Давление в выходной полости (за седлом) снова повышается и при некотором его значении между силами, действующими на подвижную систему регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее расходу газа. Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели, Величина дросселируюшей щели определяется взаимным положением поршня 10 и седла 4, Увеличение выходного давления уменьшает величину дросселируюшей щели как за счет подъема поршня

10, так и за счет опускания седла 4, Это приводит к уменьшению поступления газа на выход регуля".îðà и, следовательно, к восстановлению величины низ coro давления редуктора.

741243

Формула изобретения

Соответствующим подбором жесткостей пружин 11 и 15 и их предварительным сжатием можно обеспечить расширение пределов регулирования выходного давления регулятора, что может быть реализовано последовательным включением в работу указанных пружин.

Соответствующим выбором параметров пружин 11 и 15 можно обеспечить повышение точности регулятора не на всех режимах работы (давлениях настройки), а только на определенных выходных давлениях, при которых точность работы может быть понижена вследствие, например, нелинейной возрастающей упругой характеристики рабочей

15 пружины.

Параметры пружин 11 и 15, при которых они работают одновременно, обуславливают повышение точности работы регулятора на этих режимах. Чем 2О больше неуравновешенная по выходному давлению площадь седла превышает площадь седла, неуравновешенную по входному давлению, тем большим будет эффект повышения точности регулятора. 25

Предлагаемый регулятор давления обладает высокой чувствительностью и обеспечивает значительное повышение точности поддержания величины выходного давления беэ существенного усложнения конструкции.

Регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями, с установленньм в нем подпружиненным дросселирующим клапаном, соединенным через толкатель с чувствительным элементом поршневого типа, связанным с регулируемой пружиной,. отличающийсятем,что,с целью повышения точности регулятора, седло клапана выполнено в виде подпружиненного в сторону чувствительного элемента двухступенчатого поршня, меньшая ступень которого обращена к входной, а большая — к выходной полостям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 360648, кл, G 05 D 16/10, 1970.

2, Аграновский N.Ì, Силовые пневматические системы, И., 1965, с,36, рис. 23 б (прототип).

ИИПИ Заказ 3203/47 раж 956 Подписное илиал ППП Патент, Ужгород, ул. Проектная, 4