Двухступенчатый регулятор давления

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск не

Социалнстическнк

Республик (809099 (6i) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.05.78 (21) 2617064/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G 05 D 16/10

Гесударстееииый ксмитет (53) УДК 621.646..3 (088.8) Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 10.03.81 ло делам изооретеиий и открытий (72) Автор изобретения

Э. И. Савин (71 ) 3 а я в и тел ь (54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневматических системах для понижения давления газа и поддержания с высокой точностью пониженного давления.

Известен регулятор давления, состоящий из корпуса с входным и выходным каналами и седлом, подпружиненного дросселирующего клапана, взаимодействующего через толкатель с чувствительным элементом, нагруженным посредством регулировочного винта рабочей пружиной. Для регулятора характерна невысокая точность регулирования при больших выходных давлениях и расходах газа (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухступенчатый регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, с последовательно установленными первым и вторым дросселирующими клапанами, связанными толкателями с чувствительными элементами, и с пружиной задания. 20

Пониженное на первом дросселирующем клапане давление поступает на вход второго клапана, где достигается вторая ступень понижения давления, которое поступает на выход регулятора. Стабилизация выходного давления известным регулятором происходит следующим образом. При повышении давления на выходе устройства чувствительный элемент дросселирующего к1апана второй ступени поднимается вверх, что приводит к уменьшению щели между клапаноте второй ступени и седлом. Приток газа с входа этого клапана (выхода дросселирующего клапана первой ступени) на выход (выход регулятора) уменьшается. При давлении на выходе, равном давлению настройки, дросселирующий клапан второй ступени садится на свое седло, перекрыв его канал. Уменьшение расхода рабочей среды через клапан второй ступени приводит к росту давления на выходе клапана первой ступени редуцирования. Сила давления на чувствительный элемент клапана первой ступени увеличивается, чувствительный элемент поднимается вверх, перекрывая канал седла первой ступени.

При уменьшении давления на выходе регулятора сначала открывается клапан второй ступени редуцирования, что сопровождается увеличением притока газа на выход устройства из выходной полости кла809099 пана первой ступени. Последнее обуславливает снижение давления в этой полости, перемещение вниз чувствительного элемента клапана первой ступени и увеличение подъема клапана первой ступени над седлом, что приводит к увеличению притока газа в регулятор из сети.

На изменение выходного давления известного регулятора реагирует сначала чувствительный элемент дросселирующего клапана в орой ступени (в результате чего дроссе10 лирующии клапан второи ступени перемещается, соответствующим образом изменяя свое проходное сечение), потом реагирует, вследствие изменения давления на выходе первой ступени, чувствительный элемент клапана первой ступени, соответствующим образом изменяя его проходное сечение (2) .

Такое ступенчатое реагирование известного регулятора на изменение выходного давления является его недостатком, так как обусловливает снижение точности регулирования.

Цель изобретения — повышение точности регулятора.

Для достижения указанной цели в двухступенчатом регуляторе давления, содержащем корпус с входным и выходным каналами, с последовательно установленными первым и вторым дросселирующими клапанами, связанными толкателями с чувствительными элементами и с пружиной задания, чув твительные элементы расположены соосно, и первый чувствительный элемент подпружинен относительно второго чувствительного элемента.

На чертеже схематично представлен двухступенчатый регулятор давления, продольный разрез.

Регулятор давления содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами. В кор пусе выполнены седло 4 с каналом 5, полость 6, сообщенная каналами 7 и 8 через канал 9 седла 10 с выходной полостью 11 <0 регулятора. Выходная полость 11 сообщена с полостью выходного канала 3.

В корпусе 1 установлен первый дросселирующий клапан 12 с пружиной 13, взаимодействующий посредством толкателя 14 с нагруженным пружиной 15 чувствительным элементом 16. Чувствительный элемент 16 первой ступени редуцирования подпружинен на чувствительном элементе 17 второй ступени редуцирования, нагруженном посредством регулировочного винта 18 через тарель 19 пружиной задания 20. Чувствительный элемент 17 второй ступени редуцирования взаимодействует через проходящий в канале 9 седла 10 толкатель 21 со вторым дросселирующим клапаном 22 с пружиной 23. 55

Чувствительные элементы 16 и 17 могут быть выполнены как в виде поршней, так и быть мембранными.

Регулятор давления работает следующим образом.

В исходном положении регулировочным винтом 18 пружина задания 20 сжата, чувствительный элемент 17 под действием пружины задания 20 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 12 первой ступени поршнем 16 через толкатель 14 отжат от седла 4, проходное сечение которого при этом максимально открыто. Входной канал 2 сообщен с выходным каналом 3 через канал 5, полость 6, каналы 7 — 9 и полость 11.

При подаче рабочей среды во входной канал 2 она поступает по указанным выше магистралям в выходной канал 3. Давление газа в полостях 6 и 11 повышается, увеличивается сила давления среды на чувствительные элементы 16 и 17, которые по мере повышения давления одновременно поднимаются вверх, сжимая пружины 15 и 20.

Дросселирующие клапаны 12 и 22 при этом, под воздействием пружин 13 и 23 и давления газа в каналах 2, 7 и 8, также одновременно поднимаются вверх, уменьшая величину дросселирующей щели первой и второй ступеней устройства. Если выходной канал 2 стабилизатора закрыт, то при давлении в выходной полости 11, равном давлению настройки, клапаны 12 и 22 сядут на седла 4 и 10, герметично перекрыв их каналы 5 и 9.

При отборе газа в объем за регулятором давление среды в выходной полости 11 снижается, а сила его воздействия на чувствительный элемент 17 уменьшается. Поршень 17 под действием пружины 20 огускается вниз. При этом поршень 17 через толкатель 21 опускает вниз клапан 22, образуя между ним 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, отрывая толкателем 14 клапан 12 от седла 4. Между клапаном 12 и седлом 4 образуется щель, через которую газ дросселируется из выходного канала 2 в полость 6, восполняя расход газа через канал 9 в выходную полость li 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 систе.::у регулятора, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу 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 клапаном 12 и седлом 4.

809099 же устойчивость устройства к автоколеба- Источники информации, ниям. принятые во внимание при экспертизе

1. Аграновский М. М. и др. Силовые пневмоавтоматические системы. М.. «МаФор.мула изобретения шиностроение». 1965, с. 34, рис. 21.

2. Сладков С. П. Автоматизация и телеЛвухступенчатый рег1 imrop давления. мехгни3àöèÿ газового хозяйства. М., Стройсодержащий корпус с входным и выходным издат, 1977, с. 115, рис. 70 (прототип).! ?

Составит-сан, 1 11о.ти:ибикин

Техрс g А оо11кас Кор, ситор О. Билак

Тираж 15. Поаиисиое

ii-! II .1ПР1 Государственного комитета СССР но, евам изобретений и от крнтий

i 13О3» Москва, Ж вЂ” 35, Ра шскаи наб.. а. 4, 5 р: . наа ППП «Патент», г. Уж, оро,; irа. Проектная. 4

Редактор 1. ) ",. никона

Заказ 3/55

Одновременная реакция клапанов 12 и

22 на изменение давления в выходной полости 11 обуславливает неизменное давление в промежуточной полости 6 и, следовательно, высокую точность стабилизации давления среды второй ступенью редуцирования. Это определяет более высокую точность описанного двухступенчатого регулятора давления.

Одновременная реакция обеих ступеней понижения давления регулятора на изменение выходного давления повышает такканалами, с последовательно установленными первым и вторым дросселирующими клапанами, связанными толкателями с чувствительными элементами и с пружиной задания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности реуглятора, в нем чувствительные элементы расположены соосно, и первыч чувствительный элемент подпружинен относительно второго чувствительного элемента.