Регулятор давления

Союз Советскнк

Социал кстичесни к

Республик

О П И С А Н И Е < 1,809102

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ЛВтОРСКОМХ CBHQETEJlbCTBV (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.05.79 (21) 2771700/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

G 05 D 16/10

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 10.03.81 (53) УДК 621.646..3 (088.8) ло делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения

Э. И. Савин (7l ) Заявитель (54) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к пневмоавтоматике и может быть использовано в пневмоавтоматических системах в различных отраслях промышленности и транспорта для понижения давления рабочей среды.

Известен газовый редуктор, предназна5 ченныи для понижения давления газа и поддержания с требуемой точностью его величины на выходе в условиях изменения расхода давления на входе, и состоящий из корпуса с седлом, дросселирующего клапана, взаимодействующего с пружинным чувстви- о тельным элементом в виде поршня (1).

Для этого регулятора характерно влияние величины входного давления на точность работы, что обусловлено односторонним силовым воздействием входного давления на неуравновешенную площадь дросселирующего клапана.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому регулятору давления является газовый редуктор, состоящий из корпуса с входным и выходным каналами и седлом, клапана прямого действия с пружиной, поршня, нагруженного рабочей пружиной и регулировочного винта (2).

Недостатком известного редуктора является недостаточно высокая точность требуемой величины низкого (выходного) давления при изменении давления на входе в редуктор, что обусловлено силовым воздействием входного (высокого) давления рабочей среды на неуравновешенную площадь дросселирующего клапана. Это воздействие уменьшается при понижении давления на входе, следствием чего является уменьшение величины дросселирующей щели и понижение выходного давления ниже давления настройки. При повышении входного давления редуктора его воздействие на дросселирующий клапан увеличивается, что приводит к увеличению дросселирующей щели (нарушению динамического равновесия), следствием чего является повышение давления на выходе выше давления настройки.

После каждого изменения входного давления происходит изменение величины проходного сечения известного регулятора, в следствии чего изменяется давление на выходе. Последнее определяет перемещение чувствительного элемента, компенсирующее изменение величины дросселирующей щели, вызванное изменением давления на входе.

809102

1О

Зо

55 з

Нестабильность выходного (низкого) давления известного регулятора обусловлена тем, что его чувствительный элемент реагирует на изменения давления на входе не непосредственно, а через изменение давления на выходе.

Цель изобретения — повышение точности регулятора давления.

Указанная цель достигается тем, что регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходным каналами, подпружиненный дросселирующий клапан прямого действия, связанный через толкатели с чувствительным элементом, выполненным в виде поршня, связанного с пружиной задания, кроме того содержит регулируемый дроссель, поршень выполнен двухступенчатым, причем торцовая поверхность меньшей ступени поршня обращена к полости выходного канала, а полость между ступенями поршня и корпусом соединена с входным каналом через регулируемый дроссель. При этом входное давление воздействует на поршен (на его дополнительную ступень) непосредственно, не через изменение выходного давления. Входное давление воздействует на подвижную систему регулятора по двум. направлениям действие его на дополнительную ступень чувствительного элемента и действие на дросселирующий клапан. Причем влияние обоих факторов на величину дросселирующеи щели при изменении входного давления скомпенсировано, т. е. не оказывает влияния на величину давления на выходе.

На чертеже изображен регулятор давления в разрезе, общий вид.

Регулятор давления состоит из корпуса

1 с входным 2, выходным 3 каналами и седлом 4, дросселирующего клапана 5 с пружиной 6. Клапан 5 контактирует с толкателями 7, которые через тарель 8 воздействуют с двухступенчатым поршнем 9 (чувствительным элементом). В поршень 9 через тарель 10 упирается регулируемая винтом 11 пружина 12 задания. Полость 13, образованная второй ступенью поршня и корпусом, магистралью 14 с регулируемым дросселем 15 сообщена с входным каналом 2.

В корпусе 1 выполнен канал 16, собщающий полость выходного канала с подпоршневой полостью меньшей ступени поршня 9.

Магистраль 14 с дросселем 15 могут быть выполнены как в корпусе 1, так и вне его.

Работает регулятор давления следующим образом.

Газ высокого давления подводится к входному каналу 2 и по магистрали 14 с регулируемым дросселем 15 в полость 13 между корпусом 1 и ступенями поршня 9. Клапан 5 усилием пружины 6 прижат к седлу

4 и газ на выход регулятора не поступает.

При настройке регулятора (поворотом реоулировочного винта 1! ) пружина 12

4 задания сжимается и через тарель 10, поршень 9 и тарель 8 и толкатели 7 стремится открыть клапан 5. Герметичность уплотнения клапана 5 нарушается, и газ проникает в полость выходного канала 3 и через канал

16 в полость под первой ступенью поршня 9 (под торцовую поверхность меньшей ступени поршня). Давление на поршень 9 уравновешивает усилие регулируемой пружины 12.

Если выход из регулятора закрыт, то при давлении на выходе, равном давлению настройки, клапан 5 снова герметично перекроет седло 4.

При отборе газа в объем за регулятором выходное давление и сила его воздействия на подвижную систему снижаются. Это приводит к открытию клапана 5 и дросселированию газа в образовавшейся щели между клапаном 5 и седлом 4. Давление на выходе снова повышается, и при некотором его значении между силами, действующими на поршень 9, устанавливается динамическое равновесие, соответствующее определенному расходу газа, Если расход газа изменяется, то новое равновесие наступает при другой величине дросселирующей щели.

Газ высокого давления по магистрали

14 с регулируемым дросселем 15 поступает в полость 13 и воздействует на вторую ступень поршня 9, стремясь переместить последний вверх.

При понижении выходного давления (давления в канале 2) расход газа (вследствие уменьшения силы давления на дросселирующий клапан и, следовательно, величины дросселирующей щели) должен уменьшаться, что должно привести к понижению давления среды на выходе регулятора. Однако этого не произойдет, так как при понижении входного давления понизится давление и в полости 13. Это приведет к тому, что поршень 9 под действием пружины 12 переместится вниз, увеличив щель между седлом 4 и клапаном 5. В результате этого расход газа не уменьшится, давление на выходе не понизится.

Повыц:ение входного давления сопровождается также двояким и противоположным силовым воздействием на подвижную систему регулятора. Повышение давления в полости 13 стремится уменьшить величину дросселирующей щели, обуславливая при этом понижение выходного давления, с другой стороны, повышение входного давления, воздействуя на дросселирующий кла па н, стремится поднят последний над седлом, увеличив проходное сечение и обусловив повышение давления на выхоле. В итоге оба фактора компенсируют друг друга, величина пониженного давления регулятора не зависит от изменения входного давления.

Установка в магистрали 14 регулируемого дросселя 15 позволяет обеспечить тре809102

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 3,55 тира и 951 Г1о т иеное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 буемую компенсацию действия входного давления на подвижную систему регулятора при различных соотношениях площади дополнительной ступени поршня 9 и неуравновешенной по входному давлению площади дросселирующего клапана 5. Кроме того, возможность изменения сопротивления магистрали 14 (дросселем 15) дает возможность регулировать динамические характеристики регулятора.

Предлагаемый регулятор давления обладает высокой точность;о работы, что дает возможность обеспечить в системе высокое постоянство (стабильность) величины давления газа в условиях колебаний давления на входе.

Высокое постоянство давления газа в пневмосистеме приводит к повышению надежности работы системы в целом, исключает возбуждение колебаний элементов системы. Непосредственное воздсйствие входного давления на чувствительный эле лент обуславливает повышение ч вствительности регулятора давления и повышение устой— чивости последнего к автоколебаниям. В предлагаемом регуляторе динамич ские характеристики могут регулироваться.

Регулятор давления, содержащий корпус с входным и выходнь;м каналами, подпружиненный дросселирующий клапан прямого действия, связанный через толкатели с чувствительным элементом, выполненным в виде поршня, связанного с пружиной задания, отличаюшийся тем, что, с целью повышения точности регулятора, он содержит регулируемый дроссель, поршень выполнен двухступенчатым, причем торцовая поверхность меньшей ступени поршня обращена к полости выходного канала, а полость между ступенями поршня и корпусом соединена с входным каналом через регулируемый дроссель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Аграновский М. М. и др. Силовые пневмо-автоматичесKHp системы. М., «Машиностроение». 1965, с. 36, рис. 23б.

2. Аграновский М. М. и др. Силовые пневмо-автоматические системы. М., «Машиноiò-.роение», 1965, с. 33 — 34, рис. 21а (прототип).