РЕГУЛЯТОР ВАКУУМА Российский патент 1994 года по МПК A01J7/00 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к регуляторам вакуума для доильных установок.

Цель изобретения - повышение точности регулировки.

На чертеже схематично изображен регулятор вакуума.

Регулятор вакуума содержит корпус 1 (камера переменного давления) соединенный при помощи входного патрубка 2 с вакуумной системой доильной установки (не показана) и выходного патрубка 3 с источником вакуума. В корпусе 1 расположен клапан 4 с эталонным давлением (камера постоянного давления), выполненный в виде клина. Клиновидный клапан 4 состоит из мембраны 5 и подвижной стенки 6, жестко связанной с отражателем 7, при этом подвижная стенка 6 установлена с возможностью перекрытия выходного патрубка 3. Внутренняя полость клиновидного клапана 4 сообщена через корпус 1 с компенсатором 8 давления, вакуумметром 9, контролирующим величину эталонного давления, и вентилем 10. Сильфон 11 соединяет корпус 1 с отражателем 7, его внутренняя полость сообщена посредством трубопровода 12 с выходным патрубком 3. Один из конусообразных серповидных клапанов 13 установлен в сильфоне 11 над отверстием 15 трубопровода 12 с возможностью изменения его сечения до полного перекрытия. Клапан 13 соединен посредством упоров 16 с отражателем 7, выполненным заодно с подвижной стенкой 6. Другой конусообразный серповидный клапан 14 жестко связан с корпусом 1 и установлен с возможностью изменения сечения выполненного в отражателе 7 перепускного отверстия 17 до его полного открытия. Центральные оси конусных серповидных клапанов 13 и 14 выполнены по радиусу с центром у вершины клиновидного клапана 4.

Регулятор вакуума работает следующим образом.

При отключенном источнике вакуума мембрана 5 сжата, подвижная стенка 6 смещена вниз к корпусу 1, перепускное отверстие выходного патрубка 3 открыто, объем компенсатора 8 давления увеличен, сильфон 11 несколько сжат. При этом отверстие 15 трубопровода 12 перекрыто подвижным конусообразным серповидным клапаном 13, а перепускное отверстие 17 в отражателе 7 в верхней стенке сильфона 11 максимально открыто.

При включении вакуумной установки и подведении вакуума к выходному патрубку 3 из объема корпуса 1, а значит, через входной патрубок 2 и из всей вакуумной системы доильной установки, через перепускное отверстие выходного патрубка 3 происходит отсос воздуха. Давление в регулируемой системе и корпусе 1 понижается, постепенно приближаясь к внутреннему (эталонному) давлению в клиновидном клапане 4. При этом перепад давления между вакуумом, заключенным в корпусе 1 и клапане 4, уменьшается, мембрана 5 разжимается, подвижная стенка 6 перемещается вверх, в результате постепенно перекрывается перепускное отверстие выходного патрубка 3. При этом за счет вязкости рабочего тела, движущегося из камеры переменного давления в выходной патрубок 3, возникает сила присасывания подвижной стенки 6 к корпусу 1 регулятора вакуума, чем меньше перепускное отверстие (подвижная стенка 6 - корпус 1 регулятора), тем больше эта сила, уравновешивание которой автоматически происходит за счет выполнения в верхней стенке сильфона 11 регулируемого неподвижным конусообразным серповидным клапаном 14 перепускного отверстия 17 и регулирования перепускного сечения отверстия 15 подвижным конусообразным серповидным клапаном 13. При полностью открытом выходном патрубке 3 и отсутствии сил присасывания подвижной стенки 6 к корпусу 1 отверстие 15 перекрыто подвижным конусообразным серповидным клапаном 13, давление в сильфоне 11 в результате максимального открытого перепускного отверстия 17 равнозначно давлению в камере переменного давления. С понижением давления в камере переменного давления, перемещением подвижной стенки 6 и перекрытием ею выходного патрубка 3 происходит увеличение силы присасывания этой стенки к корпусу 1, вместе с подвижной стенкой 6 перемещается вверх отражатель 7, в результате чего перекрывается неподвижным конусообразным серповидным клапаном 14 перепускное отверстие 17 и открывается отверстие 15 трубопровода 12. В результате в сильфоне 11 образуется разрежение, возрастающее по мере перемещения отражателя 7 вверх, что приводит к увеличению результирующей силы, возникающей от перепада давлений в камере переменного давления и камере сильфона 11, равнозначной и уравновешивающей силу присасывания. С увеличением объема клапана 4 объем соединенного с ним компенсатора 8 давления уменьшается. Суммарный объем - внутреннее давление клапана 4 и компенсатора 8 давления остается неизменным. При достижении равенства давлений в корпусе 1 и клапане 4 (в камерах переменного и постоянного давления) мембрана 5 принимает свое естественное (разгруженное) положение, подвижная стенка 6 упирается в кромку перепускного отверстия выходного патрубка 3 и плотно перекрывает его сечение, разъединяя источник вакуума и регулируемую систему.

При изменении давления в регулируемой системе воздушный поток достигает регулятора вакуума, воздействует на отражатель 7 подвижной стенки 6, заставляя последнюю переместиться вниз открыв при этом перепускное отверстие выходного патрубка 3, обеспечив "ускорение" начала отсоса поступившего в регулируемую систему воздуха. Дальнейшее перемещение подвижной стенки 6 до образования стабильного, автоматически поддерживаемого (зазора) сечения перепускного отверстия выходного патрубка 3 обеспечивается за счет разности давлений в корпусе 1 и конусообразном клапане 4.

Ускорение начала открытия перепускного отверстия выходного патрубка 3 обусловлено не только увеличением рычага-плеча приложения силы - потока движущегося воздуха, но и тем, что отражатель 7 посредством сильфона 11 и трубопровода 12 сообщен с выходным патрубком 3. Сила присасывания подвижной стенки 6 к отверстию выходного патрубка 3 уравновешена противодействующей ей силой, приложенной к отражателю 7 со стороны сильфона 11, при этом момент закрытия, отключения выходного патрубка 3 от регулируемой системы не заторможен этим сильфоном благодаря наличию подвижного 13 и неподвижного 14 конусообразных серповидных клапанов, противоположно изменяющих сечение перепускных отверстий, благодаря чему достигается равновесие равнодействующих сил: силы присасывания и результирующей силы.

Применение данного устройства для регулирования вакуумной системы доильной установки позволяет уменьшить влияние пневматических и гидравлических ударов, возникающих при надевании доильных стаканов, т.е. при резком (отклонение вакуума) перепаде давлений между внутренним давлением клапана 4 и внешним давлением, поступившим из регулируемой системы в корпус 1. Регулятор вакуума реагирует на это резким увеличением внутреннего объема корпуса 1 за счет максимальной деформации - сжатия мембраны 5 - и максимального перемещения подвижной стенки 6 клапана 4 (с резким уменьшением угла при вершине клиновидного клапана 4) в направлении корпуса 1, повышенная чувствительность которой обеспечивается мембраной 5, сильфоном 11, а также постоянством заданного внутреннего давления клиновидного клапана 4, обусловленного неизменностью суммарного объема клапана 4 и компенсатора 8 давления. В результате этого обеспечивается максимальность открытия отверстия выходного патрубка 3, что резко увеличивает отсос (перепуск) повышенного давления воздуха, срезая пик вакуумной неравномерности, защищая обслуживаемых животных от его неблагоприятного воздействия.

Использование: в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в регуляторах вакуума доильных установок. Сущность изобретения: регулятор вакуума содержит корпус 1 с входными 2 и выходными 3 патрубками, клиновидный клапан 4 с мембраной 5 и подвижной стенкой 6, жестко связанной с отражателем 7, установленной с возможностью перекрытия выходного патрубка и делящей корпус на камеры переменного и постоянного вакуума, последняя из которых сообщена с компенсатором давления. В камере переменного вакуума установлен сильфон 11, в котором смонтирован жестко соединенный посредством упоров с отражателем, подвижный конусообразный серповидный клапан 14. В отражателе выполнено перепускное отверстие, перекрываемое клапаном, выполненным в виде серповидного конуса. Расположение центральных осей конусных серповидных клапанов выполнено по радиусу с центром у вершины клиновидного клапана. 1 ил.

РЕГУЛЯТОР ВАКУУМА, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, клиновидный клапан с мембраной и подвижной стенкой, жестко связанной с отражателем, установленной с возможностью перекрытия выходного патрубка и делящей корпус на камеры переменного и постоянного вакуума, последняя из которых сообщена с компенсатором давления, вакуумметром и вентилем, а в камере переменного вакуума установлен сильфон, соединяющий корпус с отражателем и сообщенный посредством трубопровода с выходным патрубком, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулировки, он снабжен конусообразными серповидными клапанами, один из которых установлен в сильфоне над отверстием трубопровода с возможностью изменения его сечения до полного перекрытия и жестко соединен посредством упоров с отражателем, выполненным за одно с верхней подвижной стенкой сильфона, а другой жестко связан с корпусом и установлен с возможностью изменения сечения выполненного в отражателе перепускного отверстия до его полного открытия, причем расположение центральных осей конусных серповидных клапанов выполнено по радиусу с центром у вершины клиновидного клапана, а изменения указанных сечений отверстий - равнозначно противоположные.